一种低地板轨道车辆构架、转向架及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车辆，特别是一种低地板轨道车辆构架、转向架及轨道车辆。

背景技术：

2.目前主流低地板有轨电车要实现低地板平面，其转向架的轮径和电机安装空间受到限制，但为了满足车辆牵引力/制动力要求，电机重量和体积相对较大，并且需要通过齿轮传动机构将力传递给车轮，因此对轴重和轴距要求较高，不利于实现转向架的轻量化和优异的过弯能力。
3.转向架直驱技术是目前国际上轨道车辆的一重要发展方向。转向架直驱技术采用的架悬式永磁电机，相对于过去的直流电机和异步电机而言，具有极对数多，转矩密度高的特点，可大幅降低电机的体积和重量；同时转向架直驱技术相对于传统带齿轮箱的传动系统，取消了传统转向架的齿轮传动装置，大大简化了转向架结构，从而实现了高强度轻量化构架的技术突破。此外转向架结构的简化还可以减少磨耗，降低车辆全寿命周期成本。
4.中国专利cn106080647a公开了一种转向架构架，其将二系簧安装座放置在构架中部，使车辆的地板面较高，且其构架侧梁中部采用圆弧+长斜坡结构平缓过渡到构架侧梁端部，使得构架及转向架尺寸较大，结构不够紧凑。

技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有轨道车辆的100％低地板要求，本实用新型提供一种能大幅降低车辆地板面高度的低地板轨道车辆构架、转向架及轨道车辆。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种低地板轨道车辆构架，包括侧梁、横梁、翼梁及端梁，所述侧梁、横梁及端梁连接成“中”字型的框架，所述横梁的两端分别连接所述翼梁，所述侧梁的中部下凹，且所述侧梁的中部安装垂向止档座，所述侧梁的靠近端部位置安装二系簧安装座及垂向减振器座。
8.本实用新型通过将在构架侧梁的中部布置垂向止档座，并且将二系簧安装座移动到构架侧梁的端部位置，大幅降低了构架的中部高度，从而降低了车辆地板面高度，实现了车辆100％全平低地板(与站台等高)要求。
9.为限制构架及其转向架尺寸，满足结构紧凑的要求，所述侧梁的中部经顺序连接的圆弧面和竖直面过渡到所述侧梁的端部。另外，本实用新型还将一系簧座(内)在侧梁焊接完后再单独焊接在侧梁上的结构，减小了构架空间的同时，使锻件制造和焊接更容易，制作成本更低。
10.优选地，所述侧梁的端部位置安装摇头止档座。
11.优选地，所述端梁上安装横向止档座和扫石器座。
12.优选地，所述侧梁、横梁和翼梁均为箱型结构，使构架焊接内应力降至最低，且大量减少焊接量。
13.优选地，所述端梁为工字型截面梁。相比箱型截面端梁，工字型截面端梁焊接后梁
体体积小，焊接使用板材少，进一步实现了构架轻量化设计。工字型截面端梁焊缝数量少，可有效减少焊接量和焊接热影响区带来的不利影响。通过计算后合理布置工字型截面端梁，可利用其端梁的上、下盖板抵抗弯矩，利用端梁立板抵抗扭矩，足以满足不同工况下对强度、刚度和抗疲劳性能要求。
14.优选地，所述横梁上设置多个减重孔，一方面可以实现构架的轻量化设计，减少构架重量；另一方面通过减重孔还可以焊接减重孔周边焊缝，从而将构架横梁变成闭合箱型梁，增加构架横梁的承载能力。
15.基于同一实用新型构思，本实用新型还提供了一种转向架，其包括所述的构架。所述构架上安装磁轨制动器、二系悬挂、制动盘、车轮、永磁电机、轴桥装置、制动夹钳、牵引装置，且所述永磁电机采用架悬式，布置在所述车轮的外侧；所述制动夹钳安装在所述永磁电机的外壳上；所述磁轨制动器通过悬挂装置安装在所述构架的中部；所述轴桥装置采用门式轴桥。
16.本实用新型转向架采用永磁电机直接驱动，取消传统齿轮传动结构。永磁电机采用架悬式，布置在转向架车轮外侧。受限于横向限界，为匹配制动器单元，使得车轮外侧能同时布置永磁电机、单元制动器，将制动单元的制动夹钳安装在永磁电机外壳上。
17.本实用新型转向架的二系悬挂装置采用沙漏簧端置式，配有垂向和横向减振器、垂向止挡、摇头止挡。将磁轨制动装置设计成2个分节式的吊挂磁轨制动器，通过悬挂装置安装在转向架中部。
18.基于同一实用新型构思，本实用新型还提供了一种轨道车辆，其包括所述的转向架。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.(1)本实用新型构架结构为全新高强度结构，其整体结构紧凑合理，性能可靠稳定，重量轻。
21.(2)本实用新型构架采用钢板和铸锻件组合焊接的结构，使传统构架板材间的大量搭接焊缝变成铸锻件和板材的对接焊缝，使得应力集中较小，能承受较大的静载和较高的疲劳交变载荷，使结构的焊接内应力降至最低；另外，通过整体铸锻结构代替大量板材焊接结构，能有效减少板材与板材之间的焊接量，大幅提高构架的工艺性能和组装效率；铸锻件可减小由于振动带来的变形和开裂风险，从而大幅提高构架整体结构的强度、刚度、抗疲劳性能和承载能力，以满足高速轨道车辆的安全运行要求。
22.(3)本实用新型构架的侧梁中部跟随独立车轮轴桥的下凹结构同样设计成下凹结构，同时将一般放置在构架中部的二系簧安装座向构架的靠近纵向端部位置移动以降低侧梁中间高度，从而实现车辆100％全平低地板。
23.(4)本实用新型转向架采用架悬式永磁电机直驱技术：
24.4-1)使转向架不再需要齿轮传动装置，改为永磁电机驱动轮对后，电机体积小、传动效率高，大大简化了转向架驱动装置结构，减少了磨耗，降低了车辆全寿命周期维修成本。
25.4-2)降低驱动装置质量和簧下质量，实现构架及其转向架的轻量化设计。
26.4-3)改善了电机载荷，突破自主化永磁电机轮边直驱集成技术。
27.(5)本实用新型转向架的制动和驱动单元安装在独立车轮外侧，制动单元的制动
夹钳安装在永磁电机外壳上，解决了制动安装空间不足的问题，降低了对转向架安装空间的要求。
28.(6)本实用新型轴桥装置设计为高度集成化的独立车轮轴桥装置：
29.6-1)独立车轮轴桥装置为取消了中间轴的门式轴桥，实现了“真正的”100％全通式低地板转向架，使得低地板程度不再受到车轮或车轴轴身直径的限制。
30.6-2)独立车轮轴桥装置曲线通过性好、噪音小。其通过曲线时，四个车轮可以以不同的转速通过曲线，四个车轮始终处于径向位置，冲角小，无轮轨滑动，基本消除了轮缘磨耗，减小了轮轨噪音。
31.(7)本实用新型转向架安装有2个磁轨制动器，磁轨制动装置设计成分节式的吊挂磁轨制动器，其结构简单可靠，通过悬挂装置安装在转向架中部，避开了转向架的狭小空间，从而降低了对转向架安装空间的要求。
32.(8)本实用新型构架和转向架都进行了轻量化设计。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本实用新型低地板轨道车辆构架的主视结构图。
35.图2为本实用新型低地板轨道车辆构架的侧视结构图。
36.图3为本实用新型低地板轨道车辆构架的俯视结构图。
37.图4为本实用新型低地板轨道车辆构架的立体结构图。
38.图5为本实用新型低地板轨道车辆构架的端梁的立体结构图。
39.图6为本实用新型转向架的主视图。
40.图7为本实用新型转向架的侧视图。
41.图8为本实用新型转向架的俯视图。
42.图9为本实用新型转向架的独立车轮轴桥结构示意图。
43.图中：1、构架；2、侧梁；3、横梁；4、翼梁；5、端梁；6、垂向止挡座；7、二系簧安装座；8、垂向减振器座；9、摇头止挡座；10、横向减振器座；11、扫石器座；12、转向架；13、磁轨制动器；14、二系悬挂；15、制动盘；16、车轮；17、永磁电机；18、轴桥装置；19、制动夹钳；20、牵引装置；21、上盖板；22、立板；23、下盖板；24、侧梁端部；25、端部连接座；26、一系簧座(内)；27、一系簧座(外)；28、牵引座；29、车体；30、侧梁中部；31、圆弧面；32、竖直面；33、电机安装座。
具体实施方式
44.以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
45.为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
46.如图1-图5所示，本实用新型低地板轨道车辆构架一实施例主要由两根侧梁2、一根横梁3和两根翼梁4以及两根端梁5组焊构成类似“中”字型的构架1的框架主体。
47.构架1采用钢板和铸锻件组合焊接的结构，侧梁2、横梁3和翼梁4均组焊成箱型焊接结构，而端梁5则由上盖板21、立板22及下盖板23组焊成工字型截面梁，该结构使构架1的焊接内应力降至最低，且大量减少焊接量。
48.侧梁2整体呈中间低两端高的鱼腹型箱型焊接结构，且侧梁中部30跟随轴桥装置18的下凹结构也设计成下凹量极大的下凹结构，区别于一般低地板和地铁转向架构架的鱼腹型侧梁，本实用新型侧梁端部24和侧梁中部30的高度差更为显著，即侧梁中部30与侧梁端部24之间经顺序连接的圆弧面31和竖直面32过渡，以降低侧梁中间的地板高度，从而实现车辆100％全平低地板。侧梁2的鱼腹中部(侧梁中部30)焊接有垂向止档座6，靠近端部位置焊接有二系簧安装座7及垂向减振器座8，端部位置则焊接有摇头止档座9。
49.横梁3的中部设置有用于固定牵引装置的牵引座。在保证强度和刚度的同时，为实现构架1的轻量化，在横梁3的中间位置开有三个不同大小的减重孔。
50.翼梁4悬伸焊接在侧梁中部30的外侧，翼梁4的悬伸部位与横梁3在横向上保持一条直线。为使得布置在车轮16外侧的横向布置的永磁电机17架悬在构架1上，翼梁4的端部沿纵向方向设置电机安装座33。
51.端梁5上焊接有横向止档座10以及扫石器座11。
52.如图6－图9所示，转向架12由构架1、磁轨制动器13、二系悬挂14、制动盘15、车轮16、永磁电机17、轴桥装置18、制动夹钳19、牵引装置20等组成。其中永磁电机17采用架悬式，布置在车轮16外侧；制动单元的制动夹钳19安装在永磁电机17的外壳上；磁轨制动器13通过悬挂装置安装在转向架12的中部。
53.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方案，但本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

技术特征：

1.一种低地板轨道车辆构架，包括侧梁(2)、横梁(3)、翼梁(4)及端梁(5)，其特征在于，所述侧梁(2)、横梁(3)及端梁(5)连接成“中”字型的框架，所述横梁的两端分别连接所述翼梁，所述侧梁的中部下凹，且所述侧梁的中部安装垂向止档座(6)，所述侧梁的靠近端部位置安装二系簧安装座(7)及垂向减振器座(8)。2.根据权利要求1所述的低地板轨道车辆构架，其特征在于，所述侧梁的中部经顺序连接的圆弧面和竖直面过渡到所述侧梁的端部。3.根据权利要求1所述的低地板轨道车辆构架，其特征在于，所述侧梁的端部位置安装摇头止档座(9)。4.根据权利要求1所述的低地板轨道车辆构架，其特征在于，所述端梁上安装横向止档座(10)和扫石器座(11)。5.根据权利要求1所述的低地板轨道车辆构架，其特征在于，所述侧梁、横梁和翼梁均为箱型结构。6.根据权利要求1所述的低地板轨道车辆构架，其特征在于，所述端梁为工字型截面梁。7.根据权利要求1所述的低地板轨道车辆构架，其特征在于，所述横梁上设置多个减重孔。8.一种转向架，包括构架(1)，其特征在于，所述构架为权利要求1－7中任一项所述的构架。9.根据权利要求8所述的转向架，其特征在于，所述构架上安装磁轨制动器(13)、二系悬挂(14)、制动盘(15)、车轮(16)、永磁电机(17)、轴桥装置(18)、制动夹钳(19)、牵引装置(20)，且所述永磁电机(17)采用架悬式，布置在所述车轮(16)的外侧；所述制动夹钳(19)安装在所述永磁电机(17)的外壳上；所述磁轨制动器(13)通过悬挂装置安装在所述构架的中部；所述轴桥装置采用门式轴桥。10.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求8－9中所述的转向架。

技术总结

本实用新型公开了一种低地板轨道车辆构架、转向架及轨道车辆。所述低地板轨道车辆构架包括侧梁(2)、横梁(3)、翼梁(4)及端梁(5)，所述侧梁(2)、横梁(3)及端梁(5)连接成“中”字型的框架，所述横梁的两端分别连接所述翼梁，所述侧梁的中部下凹，且所述侧梁的中部安装垂向止档座(6)，所述侧梁的靠近端部位置安装二系簧安装座(7)及垂向减振器座(8)。本实用新型结构紧凑合理，性能可靠稳定，重量轻，大幅降低了构架的中部高度，从而降低了车辆地板面高度，实现了车辆100％全平低地板。实现了车辆100％全平低地板。实现了车辆100％全平低地板。