轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架專利01專利背景附圖說明實(shí)施方式發(fā)明內(nèi)容權(quán)利要求榮譽(yù)表彰目錄0305020406基本信息《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》是中車長春軌道客車股份有限公司于2017年8月11日申請的專利，該專利的公布號為CNA，授權(quán)公布日為2017年11月10日，發(fā)明人是董磊、程建會、楊姝、李延林。該發(fā)明屬于軌道車輛非動力轉(zhuǎn)向架裝置領(lǐng)域?！掇D(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》其包括基礎(chǔ)構(gòu)架、帶軸承座的搖枕、承載軸承、兩個空氣彈簧、兩個非動力輪對組成、兩個牽引拉桿、抗側(cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)、兩個垂向減震器、八個圓錐橡膠彈簧、橫向減震器和四個制動器。該發(fā)明中的承載軸承用于替代舊有的一系空氣彈簧，并起到承載車廂重量和滿足轉(zhuǎn)向架與車體的轉(zhuǎn)角設(shè)計需求的作用；該新設(shè)計方案可以使該發(fā)明的轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架完全符合承重載荷大于10.5噸，且最小曲線半徑為25米地鐵車輛最新設(shè)計需求；使該新型轉(zhuǎn)向架與車體的轉(zhuǎn)角最大為15.4度，并令承載軸承的最大變位需要達(dá)到260毫米。2019年10月，《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》獲得第三屆吉林省專利獎優(yōu)秀獎。（概述圖為《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》摘要附圖）專利背景專利背景軌道車輛普遍通過其轉(zhuǎn)向架將輪對與車體連接，其所能通過的最小彎道半徑稱為最小通過曲線半徑。城市地鐵是一種彎道較多的軌道車輛，其最小曲線半徑主要受到應(yīng)力載荷指標(biāo)和轉(zhuǎn)向架的輪對間距指標(biāo)兩個因素共同影響。在轉(zhuǎn)向架的應(yīng)力載荷給定的前提下，最小通過曲線半徑與轉(zhuǎn)向架的前后輪對間距成正比，因此，在轉(zhuǎn)向架的應(yīng)力載荷給定的前提下，結(jié)構(gòu)越緊密的轉(zhuǎn)向架，其所能通過的曲線半徑越小，列車的彎道機(jī)動性也就越高。2017年8月之前的地鐵非動力轉(zhuǎn)向架的最小曲線半徑通常大于80米，其承重載荷的核心結(jié)構(gòu)為：搖枕位于轉(zhuǎn)向架的幾何中心，搖枕的下方通過二系空氣彈簧與轉(zhuǎn)向架的側(cè)梁連接，搖枕的上方直接與車體底架連接。車體的重量載荷順次通過搖枕和二系空氣彈簧傳遞至轉(zhuǎn)向架的側(cè)梁上，再通過轉(zhuǎn)向架的分散傳遞至前、后兩個輪對。2017年前，為了適應(yīng)城市軌道交通的發(fā)展需求，需要新設(shè)計一款承重載荷大于10.5噸，且最小曲線半徑為25米的新型地鐵車輛。依據(jù)車輛定距、空氣簧橫向跨距以及25米彎道半徑等參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合理論計算，所求解出計算出轉(zhuǎn)向架與車體的轉(zhuǎn)角最大為15.4度，其對應(yīng)的一系空氣簧的最大變位需要達(dá)到260毫米。然而，2017年8月之前的技術(shù)無法生產(chǎn)符合上述技術(shù)指標(biāo)的一系空氣簧，因此使得這一方案無法實(shí)施。為此，如何設(shè)計一款同時符合25米最小彎道半徑和10.5噸承重載荷兩個指標(biāo)參數(shù)的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架，已成為設(shè)計人員亟待攻克的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容專利目的有益效果技術(shù)方案發(fā)明內(nèi)容專利目的為了解決2017年8月之前的地鐵車輛的非動力轉(zhuǎn)向架多采用搖枕與二系空氣彈簧連接的結(jié)構(gòu)形式，而已有的生產(chǎn)技術(shù)無法制造最大變位需要達(dá)到260毫米且承重載荷大于10.5噸的一系空氣簧，致使承重載荷大于10.5噸，且最小曲線半徑為25米的新型地鐵車輛的設(shè)計方案無法成立的技術(shù)問題，該發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架。

技術(shù)方案《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》其包括基礎(chǔ)構(gòu)架、帶軸承座的搖枕、承載軸承、兩個空氣彈簧、兩個非動力輪對組成、兩個牽引拉桿、抗側(cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)、兩個垂向減震器、八個圓錐橡膠彈簧、橫向減震器和四個制動器；所述基礎(chǔ)構(gòu)架包括廂式中心橫梁、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁和兩個管狀橫梁，兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁彼此平行布置，廂式中心橫梁的兩端分別固連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁的中段，兩個管狀橫梁平行布置于廂式中心橫梁的兩側(cè)，并且每個管狀橫梁的兩端均分別與一個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁的對應(yīng)端部固連；廂式中心橫梁、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁和兩個管狀橫梁五者共同構(gòu)成一個日字形的矩形框架。所述承載軸承固連于帶軸承座的搖枕的中心，帶軸承座的搖枕的兩端分別通過一個空氣彈簧固連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁的中心；所述非動力輪對組成為軸箱外置式非動力輪對，其每個輪對外側(cè)的外置軸箱上均設(shè)有兩個圓錐形的彈簧座，每一個軸箱彈簧座均通過一個對應(yīng)的圓錐橡膠彈簧固連于雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁下方；兩個垂向減震器的上端軸連于帶軸承座的搖枕下端面的對角線兩端，垂向減震器的下端分別軸連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁的端部外側(cè)壁上；牽引拉桿的一端軸連于雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁的外側(cè)壁上，牽引拉桿的另一端軸連于帶軸承座的搖枕下端面的另一條對角線的兩端；每個管狀橫梁均通過兩個制動器座與一個對應(yīng)的制動器固連；抗側(cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)的中部連桿軸連于廂式中心橫梁的下端面?zhèn)确?，抗?cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)的兩個豎直連桿均沿廂式中心橫梁的側(cè)壁向上布置；廂式中心橫梁中部設(shè)有矩形的搖枕定位插座窗口，廂式中心橫梁底部的搖枕定位插座窗口的窗口邊緣設(shè)有橫梁減震器定位座；帶軸承座的搖枕的下端面中部設(shè)有搖枕定位插座，搖枕定位插座的下端側(cè)壁上設(shè)有搖枕橫向減震器定位有益效果《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》其廂式中心橫梁、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁和兩個管狀橫梁五者共同構(gòu)成一個日字形的矩形框架；該框架結(jié)構(gòu)較2017年8月之前的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)更加易于生產(chǎn)和裝配，有助于在確保相同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下節(jié)約鋼板材料、減輕整體重量、減少焊縫數(shù)量和焊接工序并提高生產(chǎn)效率，提高經(jīng)濟(jì)效益?？諝鈴椈捎糜诔休d搖枕所傳遞的車廂重量并從而替代舊有的吸收和緩沖顛簸振動；同時，承載軸承也用于替代舊有的一系空氣彈簧，并起到承載車廂重量和滿足轉(zhuǎn)向架與車體的轉(zhuǎn)角設(shè)計需求的作用。該新設(shè)計方案可以使該發(fā)明的轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架完全符合承重載荷大于10.5噸，且最小曲線半徑為25米地鐵車輛最新設(shè)計需求。使該新型轉(zhuǎn)向架與車體的轉(zhuǎn)角最大為15.4度，并令承載軸承的最大變位需要達(dá)到260毫米。沿矩形搖枕結(jié)構(gòu)的對角線分別布置的兩個牽引拉桿和兩個垂向減震器整體配合使用，可以分別從垂向和縱向兩個方向維度上最大化地削減轉(zhuǎn)向架的振動和蛇形擺動效果；抗側(cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)和橫向減震器則圍繞轉(zhuǎn)向架整體幾何中心平衡和抑制列車的左右搖晃、左右竄動和側(cè)滾運(yùn)動。八個圓錐橡膠彈簧的上端均固連于一個對應(yīng)的一系彈簧座內(nèi)，該設(shè)計使得作為輪軸端部與基礎(chǔ)構(gòu)架的承力點(diǎn)從雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁的兩個遠(yuǎn)端更改為將承力點(diǎn)作用在翼狀側(cè)梁段的下端，從而有效縮短了前、后輪對之間間距，進(jìn)而縮小了該新型轉(zhuǎn)向架的最小曲線半徑。搖枕定位插座插入搖枕定位插座窗口內(nèi)部，使其二者得以實(shí)現(xiàn)快速精確定位，從而有助于提高生產(chǎn)組裝效率。將該制動器座的位置由舊有的廂式中心橫梁側(cè)壁改為固定在管狀橫梁上，有助于減少廂式中心橫梁制造難度和改善轉(zhuǎn)向架的布局難度，并使制動器的安裝位置更加便于檢查和日常維護(hù)。附圖說明附圖說明圖1是《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的爆炸裝配示意圖；圖3是該發(fā)明承載軸承的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的爆炸裝配示意圖；圖5是該發(fā)明帶軸承座的搖枕的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是該發(fā)明帶軸承座的搖枕在另一翻轉(zhuǎn)視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是該發(fā)明承載軸承與帶軸承座的搖枕的立體裝配示意圖；圖8是圖7的主視圖；圖9是不包括兩個非動力輪對組成、八個圓錐橡膠彈簧以及四個制動器的該發(fā)明轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是不包括兩個非動力輪對組成、八個圓錐橡膠彈簧以及四個制動器的該發(fā)明轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架在另一翻轉(zhuǎn)視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；權(quán)利要求權(quán)利要求1.《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》其特征在于：該轉(zhuǎn)向架包括基礎(chǔ)構(gòu)架、帶軸承座的搖枕（1）、承載軸承（2）、兩個空氣彈簧（3）、兩個非動力輪對組成（4）、兩個牽引拉桿（8）、抗側(cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)（9）、兩個垂向減震器（10）、八個圓錐橡膠彈簧（11）、橫向減震器（12）和四個制動器（13）；所述基礎(chǔ)構(gòu)架包括廂式中心橫梁（5）、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）和兩個管狀橫梁（7），兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）彼此平行布置，廂式中心橫梁（5）的兩端分別固連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）的中段，兩個管狀橫梁（7）平行布置于廂式中心橫梁（5）的兩側(cè)，并且每個管狀橫梁（7）的兩端均分別與一個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）的對應(yīng)端部固連；廂式中心橫梁（5）、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）和兩個管狀橫梁（7）五者共同構(gòu)成一個日字形的矩形框架；所述承載軸承（2）固連于帶軸承座的搖枕（1）的中心，帶軸承座的搖枕（1）的兩端分別通過一個空氣彈簧（3）固連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）的中心；所述非動力輪對組成（4）為軸箱外置式非動力輪對，其每個輪對外側(cè)的外置軸箱上均設(shè)有兩個圓錐形的彈簧座（4-1），每一個軸箱彈簧座（4-1）均通過一個對應(yīng)的圓錐橡膠彈簧（11）固連于雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁（6）下方。實(shí)施方式實(shí)施方式如圖1至圖13所示，《轉(zhuǎn)彎半徑為25米的新型地鐵非動力轉(zhuǎn)向架》包括基礎(chǔ)構(gòu)架、帶軸承座的搖枕1、承載軸承2、兩個空氣彈簧3、兩個非動力輪對組成4、兩個牽引拉桿8、抗側(cè)滾扭桿機(jī)構(gòu)9、兩個垂向減震器10、八個圓錐橡膠彈簧11、橫向減震器12和四個制動器13；基礎(chǔ)構(gòu)架包括廂式中心橫梁5、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁6和兩個管狀橫梁7，兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁6彼此平行布置，廂式中心橫梁5的兩端分別固連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁6的中段，兩個管狀橫梁7平行布置于廂式中心橫梁5的兩側(cè)，并且每個管狀橫梁7的兩端均分別與一個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁6的對應(yīng)端部固連；如圖12所示，廂式中心橫梁5、兩個雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁6和兩個管狀橫梁7五者共同構(gòu)成一個日字形的矩形框架；該廂式框架結(jié)構(gòu)較2017年8月之前的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)更加易于生產(chǎn)和裝配，有助于在確保相同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下節(jié)約鋼板材料、減輕整體重量、減少焊縫數(shù)量和焊接工序并提高生產(chǎn)效率，提高經(jīng)濟(jì)效益。如圖3和圖4所示，承載軸承2固連于帶軸承座的搖枕1的中心，帶軸承座的搖枕1的兩端分別通過一個空氣彈簧3固連于一個對應(yīng)的雙翼展?fàn)顜絺?cè)梁6的中心，空氣彈簧3用于承載搖枕1所傳遞的車廂重量并從而替代舊有的吸收和緩沖顛簸振動；同時，承載軸承