一種空心軸橋結(jié)構(gòu)及輕量化輪對(duì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空心軸橋結(jié)構(gòu)及輕量化輪對(duì)，屬于軌道車(chē)輛領(lǐng)域，尤其適用于動(dòng)車(chē)組、客車(chē)、城軌等軌道車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)向架輕量化是設(shè)計(jì)者們的一直追求，隨著我國(guó)機(jī)車(chē)車(chē)輛特別是高速動(dòng)車(chē)組的發(fā)展，轉(zhuǎn)向架輕量化已經(jīng)走到了瓶頸。其中，對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的輕量化都很難，而對(duì)屬于簧下質(zhì)量的輪對(duì)進(jìn)行輕量化更加艱難。特別是高速動(dòng)車(chē)組，若想突破現(xiàn)有速度極限，關(guān)鍵之一是必須設(shè)計(jì)更為輕量化的輪對(duì)組件。此外輕量化輪對(duì)組件還對(duì)減小線路損傷和節(jié)能減排意義重大。
[0003]在現(xiàn)有輪對(duì)結(jié)構(gòu)下，對(duì)輪對(duì)進(jìn)行大幅輕量化不太可能。因此必須基于輪軌關(guān)系理論創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，才能實(shí)現(xiàn)顯著的輕量化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種空心軸橋結(jié)構(gòu)及輕量化輪對(duì)，該空心軸橋只承受彎矩載荷，扭矩載荷由扭桿承擔(dān)，軸橋無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)車(chē)軸的彎扭耦合載荷，可靠性更高。同時(shí)輪對(duì)質(zhì)量相比傳統(tǒng)輪對(duì)大幅減小，因此，有可能促成高速動(dòng)車(chē)組進(jìn)一步提速，也有益于減小線路損傷和節(jié)能減排。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種空心軸橋結(jié)構(gòu)，包括用于通過(guò)軸承安裝相應(yīng)車(chē)輪的軸橋，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，
所述軸橋?yàn)榭招墓軤罱Y(jié)構(gòu)，用于承擔(dān)所述車(chē)輪橫向力和垂向力產(chǎn)生的彎矩載荷；
套裝在所述軸橋內(nèi)用于與相應(yīng)傳動(dòng)盤(pán)固定相連的扭桿，該扭桿與所述傳動(dòng)盤(pán)、車(chē)輪固定相連而承擔(dān)扭矩載荷，而使所述車(chē)輪、傳動(dòng)盤(pán)和扭桿可繞軸橋中心同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案:
優(yōu)選地，所述軸橋內(nèi)壁與扭桿外壁之間具有間隙。
[0007]優(yōu)選地，支承在所述軸橋上的軸承位于相應(yīng)車(chē)輪的輪轂孔內(nèi)，而傳統(tǒng)輪對(duì)軸承位于車(chē)輪外部的獨(dú)立軸箱內(nèi)。
[0008]所述軸橋?yàn)榭招慕Y(jié)構(gòu)，扭桿可以是實(shí)心也可以是空心結(jié)構(gòu)，優(yōu)選所述扭桿為空心管狀結(jié)構(gòu)。由此，相比傳統(tǒng)輪對(duì)的全實(shí)心車(chē)軸，質(zhì)量更小。
[0009]優(yōu)選地，所述軸橋左右對(duì)稱設(shè)置了內(nèi)置式一系懸掛承載座。由此，一系懸掛內(nèi)置，減小了軸橋和扭桿長(zhǎng)度。
[0010]所述一系懸掛承載座包括彈簧安裝接口、減振器安裝接口和縱向橫向懸掛接口 ；所述軸橋的一系懸掛承載座通過(guò)彈簧、減振器、縱向橫向懸掛組件與構(gòu)架連接。
[0011]優(yōu)選地，由于無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)的外置軸箱，軸橋和扭桿的長(zhǎng)度比傳統(tǒng)輪對(duì)車(chē)軸短，質(zhì)量較小。
[0012]基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種輕量化輪對(duì)，其包括軸橋；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是；所述軸橋的兩個(gè)端部分別通過(guò)相應(yīng)軸承裝在第一車(chē)輪和第二車(chē)輪的輪轂孔內(nèi)；所述軸橋具有上述的空心軸橋結(jié)構(gòu)；所述第一車(chē)輪和第二車(chē)輪的橫向力和垂向力通過(guò)軸承傳遞至軸橋；所述輪轂外端裝有傳動(dòng)盤(pán)，該傳動(dòng)盤(pán)的內(nèi)端面與所述扭桿的端部固定相連，所述第一車(chē)輪與傳動(dòng)盤(pán)、扭桿、第二車(chē)輪可繞輪軸中心同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]本發(fā)明的輪對(duì)組成將軸承布置在車(chē)輪與軸橋之間，取消了傳統(tǒng)的軸箱；車(chē)輪通過(guò)傳動(dòng)盤(pán)與扭桿連接，扭桿再通過(guò)傳動(dòng)盤(pán)與另一側(cè)車(chē)輪連接，實(shí)現(xiàn)了左右車(chē)輪同步旋轉(zhuǎn)。
[0014]優(yōu)選地，為了保證扭桿與傳動(dòng)盤(pán)之間形成咬合狀態(tài)來(lái)主要承擔(dān)扭力，避免了扭桿與傳動(dòng)盤(pán)之間的連接件過(guò)疲勞，所述扭桿的端部均設(shè)有端齒，所述傳動(dòng)盤(pán)的內(nèi)端面設(shè)有與所述端齒配合傳動(dòng)的端齒，由此，連接件僅起到連接作用，而不承受扭力。
[0015]優(yōu)選地，所述軸承的外圈與所述輪轂的內(nèi)緣固定相連，軸承的內(nèi)圈與軸橋的外壁面固定相連。更優(yōu)選地，所述軸承的外圈與所述輪轂通過(guò)傳動(dòng)盤(pán)和裝在輪轂內(nèi)側(cè)的內(nèi)端蓋雙側(cè)壓緊固定相連，使所述第一車(chē)輪和第二車(chē)輪分別與相應(yīng)的軸承的外圈、傳動(dòng)盤(pán)、內(nèi)端蓋形成一個(gè)整體。
[0016]優(yōu)選地，所述軸橋兩端與軸承的內(nèi)圈通過(guò)位于軸承外側(cè)的壓蓋和位于軸承內(nèi)側(cè)的擋圈雙側(cè)壓緊固定相連，使軸橋兩端分別與相應(yīng)的軸承的內(nèi)圈、壓蓋、擋圈形成一個(gè)整體。車(chē)輪滾動(dòng)前進(jìn)時(shí)，軸橋并不跟隨旋轉(zhuǎn)，這個(gè)特點(diǎn)使得軸橋無(wú)需承受傳統(tǒng)車(chē)軸的高周交變應(yīng)力。因此，軸橋的可靠性相對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)軸更高。
[0017]優(yōu)選地，所述第一車(chē)輪和第二車(chē)輪的幅板上均裝有制動(dòng)盤(pán)。
[0018]藉由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明輪對(duì)組成具備了傳動(dòng)輪對(duì)所包含的自導(dǎo)向、同步驅(qū)動(dòng)制動(dòng)等功能，無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)的軸箱體，一系懸掛承載座有效利用了軸橋承載，因此無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)軸箱體的質(zhì)量；車(chē)輪輪轂與軸承外圈配合不存在像傳統(tǒng)輪對(duì)輪軸配合一樣的過(guò)盈量，因此輪轂可以減薄，利于減重；因此軸橋所受的疲勞載荷顯著降低，軸橋因此可以變的更輕薄。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1)本發(fā)明輪對(duì)組成具備了傳動(dòng)輪對(duì)所包含的自導(dǎo)向、同步驅(qū)動(dòng)制動(dòng)等所有功能。
[0020]2)軸橋直徑尺寸相當(dāng)?shù)那闆r下，軸橋和扭桿的長(zhǎng)度比傳統(tǒng)輪對(duì)車(chē)軸短，甚至相對(duì)傳統(tǒng)車(chē)軸短1/3左右，質(zhì)量較小。
[0021]3)軸橋?yàn)榭招慕Y(jié)構(gòu)，扭桿可以是實(shí)心也可以是空心結(jié)構(gòu)，但相比傳統(tǒng)輪對(duì)的全實(shí)心車(chē)軸，質(zhì)量較小。
[0022]4)無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)的軸箱體，一系懸掛承載座有效利用了軸橋承載。因此，無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)軸箱體的質(zhì)量。
[0023]5)車(chē)輪輪轂與軸承外圈配合不存在像傳統(tǒng)輪對(duì)輪軸配合一樣的過(guò)盈量，因此輪轂可以減薄，利于減重。
[0024]6)本發(fā)明改善了車(chē)軸受力，軸橋只承受彎矩載荷，扭矩載荷由扭桿承擔(dān)，軸橋無(wú)傳統(tǒng)輪對(duì)車(chē)軸的彎扭耦合載荷。因此軸橋所受的疲勞載荷顯著降低，軸橋因此可以變的更輕薄。
[0025]與傳統(tǒng)輪對(duì)相比，本發(fā)明輪對(duì)組成質(zhì)量減小約20% — 30%。
[0026]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是本發(fā)明一系懸掛接口的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明車(chē)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明軸橋的結(jié)構(gòu)示意圖(帶局剖)；
圖5是本發(fā)明傳動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明扭桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]一種輕量化輪對(duì)，如圖1所示，輪對(duì)組成基本呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。第一車(chē)輪1的輪轂3與軸承6的外圈13配合，并且用傳動(dòng)盤(pán)7和內(nèi)端蓋14雙側(cè)壓緊軸承6的外圈13。螺釘5用于緊固傳動(dòng)盤(pán)7和輪轂3，螺釘15用于緊固內(nèi)端蓋14和輪轂3。從而，行進(jìn)時(shí)第一車(chē)輪1與軸承6的外圈13、傳動(dòng)盤(pán)7、內(nèi)端蓋14形成一個(gè)整體。
[0029]如圖1所示，軸橋19兩端與軸承6的內(nèi)圈12配合，并且用壓蓋10和擋圈16雙側(cè)壓緊軸承6的內(nèi)圈12。擋圈16與軸橋19的擋肩17接觸，螺釘11聯(lián)接壓蓋10和軸橋19，在螺釘11的緊固力下，軸承6的內(nèi)圈12雙側(cè)都被壓緊。從而，行進(jìn)時(shí)軸橋19與軸承6的內(nèi)圈12、壓蓋10、擋圈1