CN107187460A - 一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架 - Google Patents
一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架，包括构架、一对走行轮、两对导向轮以及一对稳定轮，构架为“口”字型构架，包括2根侧梁和2根横梁，车轴连接传动组件以及制动盘，走行轮安装在该车轴上并与车轴一同旋转，在走行轮外侧的车轴上设置一对转臂式轴箱，轴箱的一端与构架的一根横梁通过转动关节连接，轴箱的另一端与构架的另一根横梁之间设置空气弹簧。与现有技术相比，本发明通过转臂式轴箱和空气弹簧实现垂向缓冲，垂向平稳性好；通过吊杆实现横向缓冲，横向平稳性好；通过吊杆适应车体与转向架在曲线的变位，曲线通过性好；简化转向架设计，降低转向架质量，结构紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及跨坐式单轨车辆技术领域，具体涉及一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架。
背景技术
跨坐式单轨交通系统具备对复杂地形有较强的适应性、土地占用少、运输量适中、造价低的优势，成为中小城市、山地城市和地质复杂城市轨道交通的首选型式之一。跨坐式单轨车辆主要通过一条轨道梁来支撑、导向和稳定，车辆骑跨在轨道梁上行驶，车体重心在轨道上方。与传统的铁道车辆的主要区别是车辆的走行部使用橡胶轮胎，并且在轨道梁两侧设置导向轮和稳定轮。跨坐式单轨的轨道梁构造简单，既是承重结构又是轨道结构，结构性能得以充分发挥，轨道梁的维护工作量很低。
我国重庆市使用的是日立模式的跨坐式单轨车辆。日立模式的跨坐式单轨车辆采用了两轴转向架，转向架主要结构包括：2对走行轮、4个导向轮、2个稳定轮、“日”字型构架、空气弹簧悬挂、橡胶堆牵引装置、电机架悬驱动装置、液气转换基础制动装置和受流靴，2对走行轮安装在构架的悬臂式车轴上，通过悬臂式内的半轴驱动，车轮旋转而车轴不转动，悬挂系统采用膜式空气弹簧，同时提供垂向和横向缓冲功能，车体与转向架之间的纵向力采用橡胶堆传递，2个牵引电机斜对称安装在构架上，通过齿轮箱和半轴驱动车轮旋转。基础制动装置采用液压制动缸和液气转换装置。
庞巴迪跨坐式单轨车辆采用单轴转向架，转向架主要结构包括：1对走行轮、4个导向轮、2个稳定轮、“口”字型构架、沙漏型橡胶弹簧、空间4连杆牵引系统、轮毂电机和受流靴，走行轮的车轴上固接于构架侧梁上，永磁同步电机的定子设置于车轴上，转子设置在车轮轮毂上，车轮旋转而车轴不转动，悬挂系统采用沙漏式橡胶弹簧，同时提供垂向和横向缓冲功能，空间4连杆牵引系统不仅传递车体与转向架之间的纵向力，同时抑制转向架与车体之间的点头运动，但现有单轴转向架的垂向平稳性、横向平稳性以及曲线通过性不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架，实现转向架的承载、导向、驱动等功能，配合车体设计，可降低了车体客室的地板面高度。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架，包括跨坐于轨道梁上部的构架、安装于构架下部的一对走行轮、构架两侧的两对导向轮以及一对稳定轮，所述的构架为“口”字型构架，包括侧梁和横梁，所述的车轴连接传动组件以及制动盘，所述的走行轮安装在该车轴上并与车轴一同旋转，所述的车轴在走行轮外侧设置一对转臂式轴箱，轴箱的一端与构架的一根横梁下部通过转动关节连接，轴箱的另一端与构架的另一根横梁之间设置空气弹簧。
进一步地，所述的构架侧梁两侧竖直悬挂两对吊杆，所述的吊杆上端通过球形关节与构架的侧梁连接，吊杆下端通过球形关节与车体连接。
进一步地，所述的传动组件包括与车轴连接的联轴节、固定在构架侧梁上的齿轮箱以及安装在车体底架上的牵引电机，所述的联轴节一端连接车轴，另一端连接齿轮箱，所述的齿轮箱内设有传动齿轮组，齿轮箱的输入端通过可伸缩联轴节与牵引电机的输出端连接。
进一步地，所述的构架的侧梁和横梁为封闭性的空心矩形结构，由钢板焊接而成，构架侧梁中间下凹用于安装联轴节，构架侧梁在中间下凹处设置拉杆座，拉杆座上安装纵向预紧的构架拉杆。
进一步地，所述的制动盘设置在车轴的非动力输入端，构架上设置制动钳夹。
进一步地，所述的轴箱在空气弹簧的外侧设置垂向减震器。
进一步地，所述的构架和车体之间设置横向减振器以及限制车体与构架之间过大横向位移的横向止档。
进一步地，所述的构架沿其纵向中心线方向设置牵引拉杆，所述的牵引拉杆一端通过球形转动关节与构架的横梁连接，另一通过端球形转动关节与车体连接。
进一步地，所述的走行轮采用高压充气橡胶轮胎，所述的导向轮呈水平状态设置在构架侧梁端部下方并与轨道梁的侧面上部配合，所述的稳定轮呈水平状态设置在构架侧梁中部下方并与轨道梁的侧面下部配合。
进一步地，所述的轴箱与车轴之间设有滚动轴承。
本发明在走行轮外侧的车轴上对称设置两个轴箱，通过轴箱将走行轮的转动转化为转向架的平动，轴箱采用转臂结构，轴箱的一端通过转动关节固定在构架一根横梁的下方，可绕转动关节横向轴转动，轴箱的另一端设置空气弹簧和垂向减震器，通过空气弹簧支撑着构架的另一个横梁，通过轴箱的转臂结构，实现走行轮的纵向定位和垂向承载；通过转臂式轴箱一端设置的空气弹簧和减振器，实现垂向缓冲和减振。车体通过设置4根吊杆，吊杆上端通过球形关节与构架连接，吊杆下端通过球形关节与车体连接，通过吊杆的横向摆动，依靠车体重力实现横向缓冲，通过吊杆的纵向摆动，适应车体与转向架通过水平曲线时产生的位移；通过设置构架拉杆，用来改善构架侧梁的受力状态，提高构架的强度；走行轮固接在车轴上，与车轴一同旋转，减轻了转向架质量，简化转向架结构。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过转臂式轴箱和空气弹簧实现垂向缓冲，垂向平稳性好；
2、通过吊杆实现横向缓冲，横向平稳性好；
3、通过吊杆适应车体与转向架在曲线的变位，曲线通过性好；
4、采用牵引电机和可伸缩式联轴节传动，简化转向架设计，降低转向架质量；
5、使用整体式轮对、转臂式轴箱，车轴和车轮一体转动，简化传动系统设计，结构紧凑；
6、配合车体设计，有效降低客室地板面的高度，客室地板面距轨道梁上表面的高度在600～800mm之间。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明转臂式轴箱垂向悬挂的结构示意图；
图3为图1的俯视结构示意图；
图4为图1的侧视剖面结构示意图；
图中：1-车体；2-走行轮；3-导向轮；4-稳定轮；5-构架；6-轨道梁；7-吊杆；8-空气弹簧；9-垂向减震器；10-转动关节；11-齿轮箱；12-可伸缩联轴节；13-牵引电机；14-联轴节；15-车轴；16-轴箱；17-牵引拉杆；18-制动盘；19-构架拉杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架，参照图1-4，包括跨坐于轨道梁6上部的构架5、安装于构架5下部的一对走行轮2、构架5两侧的两对导向轮3以及一对稳定轮4，构架5为“口”字型构架，包括侧梁和横梁，车轴15连接传动组件以及制动盘18，走行轮2安装在该车轴15上并与车轴15一同旋转，车轴15在走行轮2外侧设置一对转臂式轴箱16，轴箱16的一端与构架的一根横梁下部通过转动关节10连接，轴箱16的另一端与构架5的另一根横梁之间设置空气弹簧8。
走行轮2采用高压充气橡胶轮胎，走行轮2的轮辋通过螺栓与车轴15上的车轮安装盘联接，车轮安装盘通过过盈配合压装在车轴15上，走行轮2与车轴15一同旋转。轴箱主要由滚动轴承、轴箱16、前盖和后盖组成，滚动轴承的内圈与车轴15配合，滚动轴承的外圈与轴箱16配合，通过轴箱将走行轮的转动转化为转向架的平动，轴箱体16的一端可绕转动关节10做点头运动，实现走行轮2的纵向定位；轴箱体16的另一端设置空气弹簧8和垂向减震器9，实现了垂向缓冲和减振。
车体通过4根吊杆7吊挂在转向架构架5上，吊杆7上端通过球形关节与构架5连接，吊杆7下端通过球形关节与车体1连接，通过吊杆7的横向摆动，依靠车体重力实现横向缓冲；通过吊杆7的纵向摆动，适应车体与转向架通过水平曲线时产生的位移。在构架5和车体1之间设置横向减振器，衰减转向架与车体之间的横向振动，在构架5和车体1之间还设有横向止档，限制车体与构架之间过大的横向位移。
构架5主体呈“口”字形，主要由2根侧梁和2根横梁组成，构架5的侧梁和横梁为封闭性的空心矩形结构，由钢板焊接而成，构架5侧梁中央向下凹陷，以便联轴节14通过，在构架5侧梁凹陷处的两端设置构架拉杆座，并安装纵向预紧的构架拉杆19，用来改善构架5侧梁的受力状态，提高构架5的强度。
传动组件包括与车轴15连接的联轴节14、固定在构架5侧梁上的齿轮箱11以及安装在车体1底架上的牵引电机14，牵引电机14通过可伸缩联轴节12与齿轮箱11输入轴联接，通过可伸缩联轴节12来适应车体1与转向架之间的变位，这样布置简化了转向架结构，减轻了转向架质量，齿轮箱11固定在构架5侧梁上，齿轮箱11内设有传动齿轮组，齿轮箱11的输出轴通过一个联轴节14与车轴15联接，驱动车轴15旋转，齿轮箱11可根据其实际尺寸和重量，选择安装在构架5上，或安装在车体1上。制动盘18设置在车轴15的非动力输入端，制动钳夹设置在构架5上，制动钳夹的作用力来自制动缸，制动缸的动力源可以是空气的，也可以是液压的。
图4给出了当齿轮箱11安装在构架5上的布置方式，这时牵引电机13通过可可伸缩联轴节12与齿轮箱11的输入轴联接，齿轮箱11输出轴通过联轴节14与车轴15联接，驱动车轴转动。由于走行轮2固接在车轴15上，因此车轴15带动走行轮2转动。当齿轮减速比较大时，可选择二级齿轮减速方式。这时可将主齿轮箱安装在车体1上时，牵引电机13的输出轴与主齿轮箱的输入轴联接，主齿轮箱的输出轴通过可可伸缩联轴节12与构架5上一个变向齿轮箱的输入轴联接，变向齿轮箱改变传动的方向，变向齿轮箱通过通过联轴节14与车轴15联接，驱动车轴15转动。
Claims (10)
1.一种采用转臂式轴箱的跨坐式单轨车辆的单轴转向架，包括跨坐于轨道梁(6)上部的构架(5)、安装于构架(5)下部的一对走行轮(2)、构架(5)两侧的两对导向轮(3)以及一对稳定轮(4)，所述的构架(5)为“口”字型构架，包括2根侧梁和2根横梁，
其特征在于，所述的车轴(15)连接传动组件以及制动盘(18)，所述的走行轮(2)安装在该车轴(15)上并与车轴(15)一同旋转，在走行轮(2)外侧的车轴(15)上设置一对转臂式轴箱(16)，轴箱(16)的一端与构架(5)的一根横梁通过转动关节(10)连接，轴箱(16)的另一端与构架(5)的另一根横梁之间设置空气弹簧(8)。
2.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的构架(5)侧梁两侧竖直悬挂两对吊杆(7)，所述的吊杆(7)上端通过球形关节与构架(5)的侧梁连接，吊杆(7)下端通过球形关节与车体(1)连接。
3.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的传动组件包括与车轴(15)连接的联轴节(14)、固定在构架(5)侧梁上的齿轮箱(11)以及安装在车体(1)底架上的牵引电机(13)，所述的联轴节(14)一端连接车轴(15)，另一端连接齿轮箱(11)，所述的齿轮箱(11)内设有传动齿轮组，齿轮箱(11)的输入端通过可伸缩联轴节(12)与牵引电机(13)的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的构架(5)的侧梁和横梁为封闭性的空心矩形结构，由钢板焊接而成，构架(5)侧梁中间下凹用于安装联轴节(14)，构架(5)侧梁在中间下凹处设置拉杆座，拉杆座上安装纵向预紧的构架拉杆(19)。
5.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的制动盘(18)设置在车轴(15)的非动力输入端，构架(5)上设置制动钳夹。
6.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的轴箱(16)在空气弹簧(8)的外侧设置垂向减震器(9)。
7.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的构架(5)和车体(1)之间设置横向减振器以及限制车体(1)与构架(5)之间过大横向位移的横向止档。
8.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的构架(5)沿其纵向中心线方向设置牵引拉杆(17)，所述的牵引拉杆(17)一端通过球形转动关节(10)与构架(5)的横梁连接，另一通过端球形转动关节(10)与车体(1)连接。
9.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的走行轮(2)采用高压充气橡胶轮胎，所述的导向轮(3)呈水平状态设置在构架(5)侧梁端部下方并与轨道梁(6)的侧面上部配合，所述的稳定轮(4)呈水平状态设置在构架(5)侧梁中部下方并与轨道梁(6)的侧面下部配合。
10.根据权利要求1所述的一种单轴转向架，其特征在于，所述的轴箱(16)与车轴(15)之间设有滚动轴承。
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