CN115107818B - 铰接式单轨架空游览车转向架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铰接式单轨架空游览车转向架，驱动轮组装置安装在转向架构架下方，驱动轮组装置中四个驱动轮行走在轨道梁面，导向轮组安装在转向架构两侧的分体构架横梁两端上且导向轮组中的导向轮行走在轨道梁侧面，稳定轮安装在分体构架中部且稳定轮轮面行走在轨道定梁上盖板下底面，四只救援轮安装在垂直于轨道梁面的救援轮柱下端，牵引装置位于转向架构架上端。优点：一是减缓轮胎的磨损；二是方便走行轮胎的拆装更换；三是转向架构架的分体式结构，方便构件的制造与运输；四是导向轮与稳定轮通过分体式构件实现与转向架构架的快速装配；五是摇枕式转向架结构，简化车辆结构，减轻整车重量；六是悬挂装置四组螺旋弹簧设计，提高车辆的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及一种既能够满足车辆较大的承载要求，降低车辆高度，又可解决车辆轮胎运行过程中的偏磨，有利于提高轮胎使用寿命，同时又有利于提高车辆乘座的舒适性，提高了转向架的维护性能，且有利于减少人员工作强度及提高工作效率的铰接式单轨架空游览车转向架，属单轨架空游览车转向架制造领域。
背景技术
CN208641726U、名称“一种高空火车的驱动装置”，包括：驱动电机，所述驱动电机适于为高空火车的移动提供动力；行走轮，所述行走轮与火车轨道的上表面贴合，且所述行走轮与所述驱动电机连接，适于在所述驱动电机的驱动下转动；U型架，所述U型架包括两个平行设置的侧架与一个顶架，两个所述侧架之间具有适于所述行走轮安装的空间，且所述驱动电机、所述行走轮均安装于所述U型架上；连接件，所述连接件设置于所述U型架的侧架的一端，且位于两个所述侧架之间；悬挂系统，所述悬挂系统与所述连接件连接，且与高空火车的车厢底部连接，适于对所述高空火车的车厢提供柔性支撑。其不足之处：该专利提供的驱动装置驱动电机在一端驱动车轴转动，动力源在一端。两组走行轮固定安装在驱动车轴上，该驱动架在通过弯道时，由于两组轮胎运行半径的不同，内外轮胎走行距离不一致，外侧的轮胎存在转动及滑动的运行方式，弯道曲线外侧的轮胎易产生偏磨。此种轮组安装结构在拆卸轮胎要依次拆解驱动架构架，轴承座等件，工作量大，轮胎不易更换维护。
CN202863441U、名称“一种单轨观光列车的动力转向架驱动装置”，包括主构架以及安装在主构架上的轮组、空心轴、制动盘、制动器、减速电机、驱动轴和驱动法兰； 空心轴固定在主构架上；轮组套装在空心轴上，轮组为标准工业橡胶轮；驱动轴通过空心轴中的轴承支撑，与驱动法兰通过键连接；驱动轴和减速电机之间装有制动盘，制动盘和驱动轴采用键连接；减速电机通过抗扭支架安装在主构架侧面，减速电机的输出扭矩通过驱动轴传递到驱动法兰上。其不足之处：一是该专利提供的驱动装置驱动电机在一端驱动车轴转动，动力源在一端。两组走行轮固定安装在驱动车轴上，该驱动架在通过弯道时，由于两组轮胎运行半径的不同，内外轮胎走行距离不一致，外侧的轮胎存在转动及滑动的运行方式，弯道曲线外侧的轮胎易产生偏磨。此种轮组安装结构在拆卸轮胎要依次拆解驱动架构架，轴承座等件，工作量大，轮胎不易更换维护；二是该类型转向架的结构设计在更换轮胎过程中，需要将轮轴组件与转向架构架解体后再从车轴拆解轴承座，轮胎不易拆卸，更换轮胎工作量较大；且驱动电机设置在轴一端易引起轮胎结构性偏磨，降低了走行轮的使用寿命。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能够满足车辆较大的承载要求，降低车辆高度，又可解决车辆轮胎运行过程中的偏磨，有利于提高轮胎使用寿命，同时又有利于提高车辆乘座的舒适性，提高了转向架的维护性能，且有利于减少人员工作强度及提高工作效率的铰接式单轨架空游览车转向架。
设计方案：为了实现上述设计目的。1、本发明在技术方案上设计一种带差速装置、使用双摇枕结构的架空游览车转向架方案。该转向架为双轴结构，可满足车辆较大的承载要求，降低车辆高度，差速结构设置可解决车辆轮胎运行过程中的偏磨，有利于提高轮胎使用寿命。2、设计一种将悬挂装置布置在构架与车厢底架间的技术方案，目的有利于简化车辆结构，降低车辆重量，并且设置的四组弹簧悬挂装置布置于转向架与摇枕之间，有利于提高车辆乘座的舒适性，其结构简单，功能可靠。3、设计一种不用拆解驱动轮组即可更换走行轮胎的驱动轮轴方案，采用外置式的轮胎布置机构，提高了转向架的维护性能，有利于减少人员工作强度及提高工作效率。4、设计一种可更换导向轮与稳定轮组件的转向架构架结构，有利于实现轮组构件的快速更换，提高转向架的维修效率。同时分体式结构设置有利于调高转向架在轨道梁上的组装效率。
在结构设计上，采用双摇枕结构的架空游览车转向架，适用于大型游乐设架空游览车使用。转向架结构主要由构架、驱动轮组、牵引悬挂装置、摇枕结构、救援轮装置、导向轮与稳定轮组件等结构组成。转向架构架结构主体使用板材压型拼装焊接而成，使用板材压型可在满足构架受力要求的同时减轻构件的重量，可根据计算要求选择适合厚度的板材及结构，避免了使用型材的局限性，主要结构件焊接为箱梁结构，即箱型结构一般为拼焊的“口”或“日”字型的焊接截面箱型，箱型结构在梁端元中普遍使用。
侧架采用鱼腹截面结构，即腹载面结构为一种中间大，两端小的箱型截面形式；与普通截面比较具有体积小，结构强度大的特点；在铁道车辆转向架中有使用该结构形式，一般重载型的铁路平板车架主梁均采用该结构。
受力好，承载能力强，与普通截面的梁结构比较承载能力提高三分之一，目的在于满足载荷要求的情况下，梁结构具有较小的体积及重量。
导向轮与稳定轮构架与转向架主构架之间采用分体式结构（见图转向架构架1-1及1-2所示）。活动构架拆卸后可减小转向架的运输体积；由于检修维护时受到场地、空间的限制，拆解活动构件检修导向轮与稳定轮组操作更方便快捷，方便构架或转向架总成的运输与后期维护。构件焊接完成后时效去除应力，整机加工保证各总成的安装精度。
转向架驱动轮组设置二组，驱动电机及齿轮箱布置在驱动轴中间，走行轮布置在齿轮箱外侧，轮胎外置结构可实现不拆车轴直接更换轮胎。
在齿轮箱与驱动轴连接处设置有差速装置，差速装置安装在齿轮箱与驱动轴之间，暂不能提供此处细项结构，由于差速装置的存在可实现在转向架在弯道运行时两端车轮的运行速度一致，不产生滑动，从而可减缓轮胎的弯道偏磨，并可减轻轮胎的弯道磨损。
导向轮与稳定轮装置使用聚氨酯轮胎（聚氨酯胎面预设有磨损到位标示），铝合金轮辋骨架；导向轮作用于轨道梁两侧面，每组转向架前后端各设置二组，满足双向行驶需求；稳定轮作用于轨道梁上盖板下底面，每组转向架设置二组，满足车辆防倾覆需要，导向轮底座设置橡胶块的减震缓冲，通过调整垫橡胶垫板的厚度调节导向轮组对轨道梁的预紧压力；稳定轮组设置有弹簧预紧装置，通过调整弹簧的高度可调整稳定轮对轨道梁的预紧压力。导向轮与稳定轮可通过分体式的构件（见图转向架构架1-1及1-2所示），导向轮与稳定轮组安装在分体式构件1-2上，安装结构见图3，更换时可直接从构件拆解安装有导向轮组与稳定轮组的组合件图3、图4），直接与转向架构架相连接。
救援轮装置安装在构架的四组立柱位置，满足走行轮胎异常状态下转向架的应急走行需要。
牵引悬挂装置设置在转向架构架的上部，牵引装置采用铰接轴式结构，能满足中心牵引，偏转及倾覆等功能需求。牵引装置转向架构架前后端各布置1组，悬挂装置采用螺旋弹簧结构，每组转向架布置4组，作用于摇枕及转向架构架之间。摇枕结构上设计转向架与车体的连接接口。
摇枕采用焊接结构（主要结构件图6中6-4所示），本方案仅为方案描述，暂不能提供细项结构图；连接方式：6-2铰接装置与6-4摇枕结构焊接，采用6-1牵引中线销连接装置将转向架构架与铰接装置连接，转向架前后端各布置1组，摇枕作用于悬挂装置与车体之间，将转向架的驱动、牵引及制动传递给车体。
技术方案：一种铰接式单轨架空游览车转向架，驱动轮组装置安装在转向架构架下方，驱动轮组装置中四个驱动轮行走在轨道梁面，导向轮组安装在转向架构两侧的分体构架横梁两端上且导向轮组中的导向轮行走在轨道梁侧面，稳定轮安装在分体构架中部且稳定轮轮面行走在轨道定梁上盖板下底面，四只救援轮安装在垂直于轨道梁面的救援轮柱下端，牵引装置位于转向架构架上端。
本发明与背景技术相比，一是安装有差速装置的驱动轮轴结构有利于减缓轮胎的磨损；二是外置式的走行轮布置结构，方便走行轮胎的拆装更换；三是转向架构架的分体式结构，方便构件的制造与运输；四是导向轮与稳定轮可通过分体式构件实现与转向架构架的快速连接安装；五是摇枕式转向架结构，将悬挂装置直接安装于构架与摇枕之间，有利于简化车辆结构，减轻整车重量；六是悬挂装置四组螺旋弹簧的设计结构，结构简单可靠，成本较低，有利于提高车辆的舒适性，更重要的是转向架导向轮组具有轮组状态监测智能调整功能设计，经测试实现了轨道梁不垮，本发明100%安全。
附图说明
图1是铰接式单轨架空游览车转向架示意图。
图2是主体构架示意图。
图3是分体构架示意图。
图4是驱动轮组装置示意图。
图5是图4剖视结构示意图。
图6是牵引悬挂装置与主体构架结合后示意图。
图7是导向轮组与分体构架结合示意图。
图8是稳定轮组与分体构架结合示意图。
图9是转加架构架与轨道梁关系主视示意图。
图10是图9侧视示意图。
具体实施方式
参照附图1-10。一种铰接式单轨架空游览车转向架，驱动轮组装置2安装在转向架构架1下方，驱动轮组装置2中四个驱动轮行走在轨道梁面，导向轮组3安装在转向架构1两侧的分体构架1-2横梁两端上且导向轮组3中的导向轮行走在轨道梁侧面，稳定轮4安装在分体构架1-2中部且稳定轮4轮面行走在轨道定梁上盖板下底面，四只救援轮5安装在垂直于轨道梁面的救援轮柱下端，牵引装置6位于转向架构架1上端。
主体构件1-1上焊接安装有齿轮箱安装座1-7，每组转向架设置二组，见图示2标注；驱动轮组组件采用紧固螺栓安装在转向架构件上，电机、减速箱与驱动轮轴组成，驱动轴安装在齿轮箱中，中间区域为齿轮箱、端头为驱动电机、两侧安装走行轮胎；驱动轮组组件为转向架的动力走行机构；转向架构架为其它功能构件的载体，同时承担车辆的载荷作用。
转向架构架1由主体构架1-1和分体构架1-2构成；主体构架1-1侧视中部主体立柱1-3与分体构架1-2中部分体立柱1-4端面为台阶状连接结构1-5构成两侧为对等的工字型结构。分体构架1-2为（┻）倒T字型结构，倒T字型中横梁3-4两端内侧分别设有导向轮安装架3-6，导向轮3-1通过轴销3-5与三角形导向轮构架3-2中的安装架连接，三角形导向轮构架3-2中轮座通过弹簧装置3-3与横梁3-4端面连接。分体构架1-2内侧的倒T字形结构部设有稳定轮构架（稳定轮安装架）4-1，稳定轮构架4-1一端与通过螺栓或轴销与分体构架中横梁3-4铰接，稳定轮构架4-1另一端形有U形锁紧口，该U形锁紧口与位于横梁3-4上的弹簧限位固定板4-5、弹簧预紧装置4-3和弹性锁板4-4弹性开关配合。
转向架构架1采用板材压型拼装焊接而成，主要结构件焊接为箱梁结构，侧架采用鱼腹截面结构。主体构架1-1前部和后部分别两有救援轮柱1-6牵引悬挂装置6安装在转向架主体构件1-1上，牵引悬挂装置6通过中心连接销6-1，铰接装置6-2，连接弹簧6-3及摇枕6-4将构架与转向架主体构件1-1中的车体骨架相连接。中心连接销6-1位于铰接装置6-2中的动铰片中，铰接装置6-2中的静铰片与摇枕6-4连接，摇枕6-4通过悬挂弹簧6-3挡板与车体骨架相连接。
转向架方案总图见图2所示，系统组成主要由6大总成组件组成，系统主要通过下列措施方案来实现：
提供的转向架构架的结构方案见下图2和3，优选的构架结构设计为分体式的结构，主要由主体构架1-1与分体构架1-2两部分组成；构架主要使用板材压型拼装焊接而成，主要结构件焊接为箱梁结构，侧架采用鱼腹截面结构，受力好，承载能力强；两组构架连接位置使用连接销及紧固件定位连接，可实现构架的快速拆装，方便转向架的运输及导向轮与稳定轮组的快速更换。
具体结构见图2和图3中转向架构架中主体构架1-1及分体构架1-2所示。活动构架拆卸后可减小转向架的运输体积；由于检修维护时受到场地、空间的限制，拆解活动构件检修导向轮与稳定轮组操作更方便快捷；主要为了提高转向架安装、运输及维护便捷。
实施例2：在实施例1的基出上，该转向架导向轮组具有轮组状态监测智能调整功能，通过在轮组附近设置监测装置，可实现导向轮组的运行状态检测，异常警示，轮胎磨损状态监测等功能；并通过设置的弹簧装置调节导向轮对轨道面的预紧力，可保证导向轮与轨道梁侧面的有效工作接触，使用导向轮维持在最佳工作状态；导向轮可沿线路的线型变换，调整转向架的运行姿态方向；提高了转向架运行的安全性。
分体构架1-2为（┻形）倒T字型结构，倒T字型中横梁3-4两端内侧分别设有导向轮安装架3-6，导向轮3-1通过轴销3-5与三角形导向轮构架3-2中的安装架连接，三角形导向轮构架3-2中轮座通过弹簧装置3-3与位于横梁3-4内的双杆液压油缸或双轴驱动减速电机轴连接且由双杆液压油缸或双轴驱动减速电机通过驱动弹簧装置3-3，使导向轮3-1与轨道梁之间在触压安全值的范围形成弹性配合。
例如：（1）导向轮3-1（四个导向轮）内内置有压力传感器（未画出），导向轮3-1与轨道梁行走时设定的安全触压压力变化范围为检测导向轮3-1与轨道梁触压配合安全值，超过安全值5%为强制停运值；（2）用于安装导向轮3-1的横梁3-4内设置有执行机构（未画出），该执行机构为双杆液压缸或双轴驱动减速电机，双杆液压缸或双轴驱动减速电机根据中央模块系统（控制器）发出的指令工作；（3）压力传感器自带无线发射系统，它能够将导向轮3-1行走在轨道梁上的压力变化信息无线发射到中央模块系统，中央模块系统根据事选设定的导向轮3-1与轨道梁触压安全值的范围进行比对，当四个导向轮中的任一导向轮3-1的行走压力超出设定的安全值时，位于导向轮3-1内的无线压力传感器将检测到压力信息传递至中央模块系统，中央模块系统根据事先设定的安全值进行比对，当超出安全值范围时，中央模块系统指令双杆液压缸或双轴驱动减速电机工作，双杆液压缸或双轴驱动减速电机驱动弹簧装置3-3且通过弹簧装置3-3带动行走轮3-1调节（增加或减轻）与轨道梁之间的触压压力，使四只行走轮与轨道梁的行走触压压力安全的范围内，进而实现智能化自动调节，使铰接式单轨架空游览车转向架的行走始终处于安全可靠的动态检测和智能调整范围内；当超出安全值范围的5%（设定值，可根据实际情况调整）时，中央模块系统指令双杆液压缸或双轴驱动减速电机工作，双杆液压缸或双轴驱动减速电机驱动弹簧装置3-3且通过弹簧装置3-3带动行走轮3-1调节（增加或减轻）与轨道梁之间的触压压力同时，中央模块系统指令驱动轮组装置2减速缓慢驶向应急检修或救援通道，实现了轨道梁不垮，本发明百分之百安全。
驱动轮组装置2由驱动电机2-2与减速箱2-4构成且驱动电机动力输出轴与减速箱动力输入端连，减速器动力输出端与驱动轴2-1中间位置连接，走行轮2-3位于驱动轴2-1两端。驱动电机置2-2通过减速箱驱动驱轴2-1中间位置。
参照附图4和5。驱动轮组装置2中，电机驱动装置2-2布置在驱动轴2-1中间位置，走行轮组件2-3分布在电机驱动装置的两侧。走行轮的外置式布置有利于整车组装后轮胎的拆装，可实现不拆车更换走行轮胎；在齿轮箱驱动轴2-1与走行组件2-2驱动电机与减速箱组件中差速装置。
电机轴通过斜齿及伞齿轮过渡后与差速装置输入端连接；差速装置动力输出轴与减速箱中动力输入轴连接。
稳定轮装置3、导向轮装置4及救援轮装置5均采用聚氨酯轮胎结构，聚氨酯胎面可避免对轨道梁面产生伤害；其中稳定轮装置3与导向轮装置4均安装在分体构架1-2上（安装在分体构件主横梁上对应的安装座位置，见图7和图8所示）。主要安装结构件图7、图8所示。该安装结构可实现导向轮组和稳定轮组与转向架之间的快速拆装更换。稳定轮组每组转向架设置二组，导向轮组每组转向架前后位置各设二组，共四组。
参照附图6和7。救援轮装置5安装在主体构架1-1上四角立柱位置，每组转向架安装四组，正常使用状态下与轨道梁面不接触，预留间隙，走行轮胎失气状态下与轨面接触，辅助车辆走行。
牵引悬挂装置6安装在转向架主体构件1-1上，通过中心连接销6-1，铰接装置6-2，连接弹簧6-3及摇枕6-4将构架与车体骨架相连接；主要结构件图6所示。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：驱动轮组装置安装在转向架构架下方，转向架构架由主体构架和分体构架构成，主体构架侧视中部主体立柱与分体构架中部分体立柱端面为台阶状连接结构构成两侧为对等的工字型结构，主体构件上焊接安装有齿轮箱安装座，每组转向架设置二组，驱动轮组组件采用紧固螺栓安装在转向架构件上，电机、减速箱与驱动轮轴组成，驱动轴安装在齿轮箱中，中间区域为齿轮箱、端头为驱动电机、两侧安装走行轮胎，在齿轮箱与驱动轴连接处设置有差速装置，差速装置安装在齿轮箱与驱动轴之间；驱动轮组组件为转向架的动力走行机构；转向架构架为其它功能构件的载体，同时承担车辆的载荷作用；驱动轮组装置中四个驱动轮行走在轨道梁面，导向轮组安装在转向架构两侧的分体构架横梁两端上且导向轮组中的导向轮行走在轨道梁侧面，稳定轮安装在分体构架中部且稳定轮轮面行走在轨道定梁上盖板下底面，四只救援轮安装在垂直于轨道梁面的救援轮柱下端，牵引装置位于转向架构架上端，牵引悬挂装置安装在转向架主体构件上，牵引悬挂装置通过中心连接销，铰接装置，连接弹簧及摇枕将构架与转向架主体构件中的车体骨架相连接，中心连接销位于铰接装置中的动铰片中，铰接装置中的静铰片与摇枕连接，摇枕通过悬挂弹簧挡板与车体骨架相连接，分体构架内侧的倒T字形结构部设有稳定轮构架，稳定轮构架一端与通过螺栓或轴销与分体构架中横梁铰接，稳定轮构架另一端形有U形锁紧口，该U形锁紧口与位于横梁上的弹簧限位固定板、弹簧预紧装置和弹性锁板弹性开关配合。
2.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：转向架构架采用板材压型拼装焊接而成，主要结构件焊接为箱梁结构，侧架采用鱼腹截面结构。
3.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：主体构架前部和后部分别两有救援轮柱。
4.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：驱动轮组装置由驱动电机与减速箱构成且驱动电机动力输出轴与减速箱动力输入端连，减速器动力输出端与驱动轴中间位置连接，走行轮位于驱动轴两端。
5.根据权利要求1或4所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：驱动电机置通过减速箱驱动驱轴中间位置。
6.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：分体构架为倒T字型结构，倒T字型中横梁两端内侧分别设有导向轮安装架，导向轮通过轴销与三角形导向轮构架中的安装架连接，三角形导向轮构架中轮座通过弹簧装置与横梁端面连接。
7.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：分体构架为倒T字型结构，倒T字型中横梁两端内侧分别设有导向轮安装架，导向轮通过轴销与三角形导向轮构架中的安装架连接，三角形导向轮构架中轮座通过弹簧装置与位于横梁内的双杆液压油缸或双轴驱动减速电机轴连接。
8.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：导向轮与稳定轮装置使用聚氨酯轮胎且聚氨酯胎面预设有磨损到位标示。
9.根据权利要求1所述的铰接式单轨架空游览车转向架，其特征是：该转向架导向轮组具有轮组状态监测执行机构，通过在轮组附近设置监测装置，可实现导向轮组的运行状态检测及调整，并通过设置的弹簧装置调节导向轮对轨道面的预紧力，可保证导向轮与轨道梁侧面的有效工作接触。
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