一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架

1.本发明涉及转向架技术领域，特别涉及一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架。

背景技术：

2.现有铁路转向架主要为整体构架式和三大件式转向架，整体构架式转向架可以消除菱形变形，但其适应线路扭曲能力较差，需要依靠柔软的一系垂向变形来适应线路扭曲，对一系悬挂和轨道的要求较高，三大件式转向架适应线路扭曲能力较强，但其结构松散，抗菱刚度较小，运行速度低。
3.现有部分柔性整体式构架能够减小两个侧梁间的扭转刚度，其主要通过橡胶关节或薄钢板横梁来实现。对于采用橡胶关节的柔性构架，橡胶关节承受扭矩较大，且采用橡胶关节的柔性构架的两个侧梁间只能转动一定角度，不能实现两侧梁间的自由扭转；对于横梁采用薄钢板实现柔性的构架，其两个侧梁间转动角度有限，也不能实现自由扭转。对于两侧梁不能自由扭转的转向架，线路适应能力和曲线通过能力有限。

技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种无菱形变形、扭转刚度为零、曲线通过性好、适应线路扭曲能力强的整体构架，其中技术主要由铰接横梁装置来实现。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，包括两个t形梁和两套联系两者的回转支承组成，其中：两侧梁端部通过一系悬挂装置与轮对相连，两侧梁中部连接有一个横向布置的铰接横梁装置，两侧梁可通过所述铰接横梁装置绕着横轴或车辆动力学广义坐标中的y轴做自由地相互点头扭转，而其他方向保持很大的刚度。
6.优选的，柔性构架装置由左侧梁、右侧梁、外侧铰接梁、内侧铰接梁、左右两个回转支承、中间四个牵引橡胶堆以及牵引座、过渡件组成。所述外侧铰接梁采用圆柱面设计，，所述外侧铰接梁上部开有一个长远孔，便于车体中心牵引销连接装置伸下来与所述牵引座配合，同时在拆装时便于工作人员拆装，外侧铰接梁下部开有一个小孔，便于雨雪天气排出横梁装置中的积水；所述内侧铰接梁呈箱体结构，没有上盖板，牵引座与内侧铰接梁之间通过四个牵引橡胶堆连接，内侧铰接梁下端板中心开孔，以免中心牵引装置上下移动与内侧铰接梁下端板碰撞；所述铰接横梁装置内的左轴承和右轴承采用相同尺寸，采用回转支承，左右分别布置在内侧铰接梁端盖和外侧铰接梁端盖之间，回转支承外圈通过螺钉与外侧铰接梁端盖固定，内圈通过螺钉与内侧铰接梁端盖板固定。
7.进一步优选的，所述铰接横梁装置外侧铰接梁端盖直接与所述右侧梁固接，形成一个 t形梁，所述内侧铰接梁与所述左侧梁间通过过渡件连接，同样形成一个t形梁，所述过渡件一端通过固接与左侧梁连接，另一端呈柱状穿过外侧铰接梁端盖、回转支承、内侧铰
接梁端盖，通过一个法兰盘将其紧固在内侧铰接梁端盖内部，两个t形梁通过左右回转支承实现绕轴线的自由转动。
8.进一步优选的，所述两回转支承采用内径和外径相同的轴承，与内外侧铰接梁端板之间均是通过螺钉紧固，便于拆卸。
9.所述内侧铰接梁伸入所述外侧铰接梁内，两者之间通过左右有一定跨距的回转支承相连，使得所述柔性构架形成整体构架，无菱形变形，且两侧梁间扭转刚度为零，可做自由的点头扭转运动。
10.所述左侧梁右侧梁两侧都固接有外伸梁，在所述外伸梁上可安装二系弹簧装置。
11.本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明具有以下优点：1.本发明柔性构架属于h型构架，是一个整体稳定结构，依靠铰接横梁装置能使柔性构架承受三个方向的力和两个方向的扭矩，即能进行三个方向的力和两个方向的扭矩平衡，只释放绕横向转动的自由度，使转向架均载性能好、稳定性高、通过曲线的安全性高、适应线路扭曲能力强，从而使转向架能在各种线路上提高运行速度。
12.2.使用本发明柔性构架的转向架无菱形变形且扭转刚度为零，能同时拥有优越的运行稳定性和曲线通过性，从根本上解决了传统转向架运行稳定性和曲线通过性之间的矛盾。
13.3.使用本发明柔性构架，所述柔性构架的两侧梁很容易绕横轴产生相对扭转运动，使对应的转向架适应线路不平顺能力大大增强，能使转向架采用无轴箱悬挂或采用结构简单的轴箱悬挂，从而降低转向架生产和维护成本，若转向架采用性能较好的轴箱悬挂，则能使转向架运行速度更高、运行平稳性更好。
14.4.本发明柔性构架采用牵引橡胶堆，取消牵引拉杆的设置，牵引橡胶堆具有重量轻，耐磨性良好的优点。
15.5.本发明柔性构架结构创新，采用回转支承，回转支承回转角度小，在轴向和径向均有良好的承载能力，经济性能好，使用过程中免维修。
16.6.本发明柔性构架可适用于短轴距转向架，采用牵引橡胶堆中心牵引的方式，更适用于紧凑型动力转向架，便于转向架布置牵引电机，可匹配不同项目的转向架，从而降低了转向架研发成本。
附图说明
17.图1为实施例1中的一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架的结构示意图；
18.图2为实施例1中的一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架的结构俯视图；
19.图3为实施例1中的铰接横梁装置的结构示意图；
20.图4为实施例1中的外侧铰接梁和回转支承的结构示意图；
21.图5为实施例1中的内侧铰接梁和回转支承的结构示意图；
22.图6为实施例1中的过渡件的结构示意图；
23.图7为实施例1中的回转支承的结构示意图；
24.图8为实施例1中的牵引橡胶堆的结构示意图；
25.图中标记：1-左侧梁，11-外伸梁，12-过渡件，2-右侧梁，3-铰接横梁装置，31-外侧铰接梁，312-套筒，313-外侧铰接梁端盖，32-内侧铰接梁，321-盒体，322-法兰盘，33-回转支承，331-外圈，332-滚子，333-内圈，34-牵引橡胶堆，35-牵引座。
具体实施方式
26.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
27.如图1-8所示，本发明提供了一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，包含：
28.所述柔性构架为h型构架，包括两纵向布置的左侧梁1、右侧梁2和一组横向布置的铰接横梁装置3，其中：左侧梁1和右侧梁2的两个端部通过一系悬挂装置与轮对相连，所述左侧梁1和右侧梁2之间连接有一个横向布置的铰接横梁装置3，所述左侧梁1和右侧梁 2依靠铰接横梁装置3能做绕铰接横梁装置3中心线的相互自由点头转动。
29.所述铰接横梁装置3内侧铰接梁32与所述左侧梁1之间有一过渡件12，所述过渡件 12一端通过固接与左侧梁1连接，另一端呈柱体通过外侧铰接梁31、回转支承33、内侧铰接梁32深入到铰接装置内部，通过法兰盘322将其固定在内侧铰接梁32端盖内部，形成一个t形梁，所述铰接横梁装置3由外侧铰接梁31、内侧铰接梁32、左右两个回转支承33、中间四个牵引橡胶堆34以及牵引座35、过渡件12组成，所述内侧铰接梁32伸入所述外侧铰接梁31内部，外侧铰接梁31和内侧铰接梁32之间通过左右有一定跨距的回转支承33相连，外侧铰接梁31和内侧铰接梁32通过所述回转支承33可实现相互自由扭转，即两侧梁之间扭转刚度为零。左侧梁1右侧梁2两侧都固接有外伸梁11，在所述外伸梁11上可安装二系弹簧装置。
30.所述铰接横梁装置3的外侧铰接梁31采用圆柱面设计，外侧铰接梁31的套筒312上部开有一个直槽口，便于车体中心牵引销连接装置伸下来与牵引座35配合，同时在拆装时便于工作人员拆装，外侧铰接梁31的套筒312下部开有一个小孔，便于雨雪天气排出铰接横梁装置3中的积水；所述内侧铰接梁32呈箱体321结构，没有上盖板，牵引座35与内侧铰接梁32之间通过四个牵引橡胶堆34连接，内侧铰接梁32下端板中心开孔，以免中心牵引装置上下位移时与内侧铰接梁32下端板碰撞；所述铰接横梁装置3内的左右回转支承33 采用相同尺寸，左右分别布置在内侧铰接梁32端板和外侧铰接梁端盖313之间，回转支承外圈331通过螺钉与外侧铰接梁端盖313固定，内圈333通过螺钉与内侧铰接梁32端盖板固定，滚子332位于内外圈之间。
31.所述内侧铰接梁32伸入所述外侧铰接梁31内，两者之间通过左右有一定跨距的回转支承33相连，装配时，所述外侧铰接梁31与右侧梁2固接，形成t形梁，内侧铰接梁32 和左侧梁1形成另一个t形梁，内侧铰接梁32在安装了牵引橡胶堆34、牵引座35之后深入外侧铰接梁31内部，两t形梁之间通过回转支承33连接，其中回转支承外圈331通过螺钉与外侧铰接梁31固定，内圈333通过螺钉与内侧铰接梁32固定，装配之后，内侧铰接梁 32通过过渡件12与左侧梁1连接，过渡件12一端与左侧梁1固接，一端深入内侧铰接梁 32内部通过法兰盘322将其固定。所述整体构架无菱形变形，且两侧梁之间扭转刚度为零，能做自由的点头扭转运动。
32.使用时，当右侧梁2受到向右的横向力时，右侧梁2会对外侧铰接梁31有一个向右的拉力，此力通过外侧铰接梁31端面把力传给回转支承外圈331，回转支承33通过自身结构把力传递给内圈333，内圈333再把力传递给内侧铰接梁32端板，此力又通过内侧铰接梁 32另一端端板将力通过法兰盘322传递给过渡件12，过渡件12最终将力传递给左侧梁1。当左侧梁1受到向左的横向力时，横向力平衡的传输途径与上述路径相反。
33.使用时，当左侧梁1和右侧梁2受到车体的垂向力时，两个力会在铰接横梁装置3上产生弯矩，由于铰接横梁装置3上布置了两个横向有一定横向距离的左右回转支承33，通过所述左右两回转支承33会产生相应的力和弯矩与上述力和弯矩平衡。当左侧梁1和右侧梁2受到纵向力时，依靠铰接横梁装置3也可平衡。
34.因此，本发明柔性构架能承受三个方向的力和两个方向的转矩，只释放柔性构架绕横轴转动的自由度，因此所述柔性构架属于整体构架，无菱形变形，同时左侧梁1和右侧梁2 间扭转刚度为零，即所述左侧梁1和所述右侧梁2能做自由相互点头扭转运动，从而使得采用此柔性构架的转向架同时拥有优越的均载性、线路适应性、曲线通过性、运行稳定性，能从根本上解决运行稳定性和曲线通过性之间的矛盾。

技术特征：

1.一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，其特征在于，柔性构架为h型构架，由两个t形梁和两套联系二者的回转支承(33)组成，具体包括左侧梁(1)、右侧梁(2)、外侧铰接梁(31)、内侧铰接梁(32)、左右两个回转支承(33)、中间四个牵引橡胶堆(34)以及牵引座(35)、过渡件(12)组成，其中：所述铰接横梁装置(3)的外侧铰接梁端盖(313)与右侧梁(2)固接，形成一个t形梁，内侧铰接梁(32)与所述左侧梁(1)间通过过渡件(12)连接，所述过渡件(12)一端与左侧梁(1)固接，另一端呈圆管结构穿过外侧铰接梁端盖(313)、回转支承(33)、内侧铰接梁(32)端板，通过一个法兰盘(322)将其紧固在内侧铰接梁(32)端板内部，所述左侧梁(1)通过过渡件(12)和法兰盘(322)这两个装置使得和内侧铰接梁(32)形成另一个t形梁，这样构架就包括两个t形梁和联系两者的左右回转支承(33)组成。所述内侧铰接梁(32)伸入所述外侧铰接梁(31)内，两者之间通过左右有一定横向跨距的回转支承(33)相连，两回转支承(33)与铰接横梁装置(3)同轴布置，使得左右侧梁可绕横轴自由的转动，其他方向仍保持较大的连接刚度。2.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，其特征在于，所述内侧铰接梁(32)呈向上开口的盒体(321)结构，牵引座(35)与内侧铰接梁(32)之间通过四个牵引橡胶堆(34)连接，内侧铰接梁(32)下盖板中心开孔，以免中心牵引装置上下移动与内侧铰接梁(32)下盖板碰撞；在使用时，内侧铰接梁和左侧梁之间通过过渡件连接，所述过渡件(12)一端与左侧梁(1)固接，另一端呈圆管结构穿过外侧铰接梁端盖(313)、回转支承(33)、内侧铰接梁(32)端板，通过一个法兰盘(322)将其紧固在内侧铰接梁(32)端板内部，所述左侧梁(1)通过过渡件(12)和法兰盘(322)这两个装置使得和内侧铰接梁(32)形成另一个t形梁。3.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，其特征在于，所述铰接横梁装置(3)的外侧铰接梁套筒(312)采用圆柱面设计，外侧铰接梁(31)上部开有一个长远孔，便于车体中心牵引销连接装置伸下来与牵引座(35)配合，同时便于回转支承(33)的装配和拆卸检修，外侧铰接梁(31)下部开孔，便于雨雪天气排出铰接横梁装置(3)中的积水。在使用时，外侧铰接梁(31)非自由端与右侧梁(2)内伸梁固结在一起，形成一个t形梁，在内侧铰接梁(32)装配完成后伸入外侧铰接梁(31)内部，外侧铰接梁(31)自由端端盖为两个半圆形端板，分别用螺栓将外侧铰接梁端盖(313)与外侧铰接梁套筒和回转支承外圈固接起来。所述铰接横梁装置(3)内的两回转支承(33)采用相同尺寸，左右分别布置在内侧铰接梁(32)端面和外侧铰接梁(31)端面之间，回转支承外圈(331) 通过螺栓与外侧铰接梁(31)端面固定，内圈(333)通过螺栓与内侧铰接梁(32)端盖固定，滚子(332)位于回转支承内外圈之间。4.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，其特征在于，采用牵引橡胶堆(34)，牵引橡胶堆(34)配合中央开孔的铰接横梁装置具有在纵向方向结构紧凑，可缩短转向架轴距，便于转向架布置牵引电机，更加适用于紧凑型动力转向架。5.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，其特征在于，采用回转支承(33)，回转支承(33)回转角度小，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，经济性能好，使用过程中免维修，且在行业之间已达到标准化，使用方便。

技术总结

本发明公开了一种用于轨道车辆转向架的采用回转支承的柔性构架，所述构架总体为H形，由两个T形梁和两套联系二者的回转支承组成，每个T形梁由沿纵向延伸的梁和沿横向向中间延伸的横梁构成，两套回转支承呈轴线与T形梁横梁平行方式同轴布置，将两T形梁的横梁沿横向轴铰接连接，通过两套回转支承的连接，可实现两T形梁绕两回转支承的轴线做自由回转运动，同时两T形梁在其他方向具有接近刚性地连接，采用该柔性构架的转向架具有极低的扭转刚度，从而使转向架最大程度适应线路不平顺和确保稳定性，构架两T形梁的横梁均为上侧开口结构，可布置与车体之间的中心牵引装置，从而适应短轴距和利于驱动装置的安装，实现转向架的紧凑和轻量化设计。和轻量化设计。和轻量化设计。