一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架的制作方法

1.本发明涉及转向架技术领域，具体为一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架。


背景技术：

2.目前,冶金钢铁主要的铁水运输模式为机车牵引混铁车，为进一步实现节能减排、关键岗位减员、提质增效等目标，各大重型机械制造公司都在研发混铁车自走行方案，旨在实现铁水运输模式的新突破。
3.铁车实现自走行的关键是如何使车辆的转向架具备驱动、制动和驻停的能力，目前提出的更换部分转向架的改造方案结构复杂、成本高、适用范围小。
4.为了安装减速齿轮箱与电机，以及匹配其巨大的起动牵引力，不得不将相应的轮径增大，以致驱动转向架与从动转向架之间产生很大的高度差，这样的设计大幅增加了改造的成本，增加的成本接近于重新生产制造一台可自走行的混铁鱼雷罐车。与此同时，复杂的转向架结构也显著增加了维修成本，每辆改造混铁自走行鱼雷罐车增加的年检修成本相当于半个小型调车机车的年检修成本。并且，大范围的车辆结构改造仅限于某个型号、某种类型的冶金运输车辆，适用范围小，从而显著增加了设计研发成本。
5.因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员有必要研发一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架。


技术实现要素：

6.本发明目的是提供一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，包括转向架，所述转向架上分别设有枕梁、驱动单元、单元制动器以及车轴，所述枕梁下方设有电机吊杆，所述电机吊杆上套设有关节轴承，所述关节轴承通过隔套与枕梁相连接，所述电机吊杆与枕梁之间设有止挡销，所述单元制动器设有侧架，所述侧架与枕梁相连。
8.优选的，所述隔套与关节轴承外侧设有压盖，所述压盖上设有螺栓，所述螺栓上插设有开口销，所述电机吊杆上设有销，防止旋转带动螺栓使其失效，起到防松效果，所述关节轴承上设有挡圈。
9.优选的，所述枕梁由c级钢制成，并设有电机吊座。
10.优选的，所述车轴上开设有键槽。
11.优选的，所述电机吊杆用于对电机定位，以承受抑制电机翻转所产生的力矩，使运行过程中电机保持水平状态与补偿运行过程中轮对相对于枕梁的角度偏移。
12.优选的，所述驱动单元由电机以及车轮组成。
13.优选的，所述车轴与电机转子采用过盈配合，所述车轴与车轮相连接，即车轴作为电机转子直接将电机输出扭矩传递到车轮。
14.优选的，所述单元制动器与侧架采用焊接方式相连，且所述单元制动器用于对驱动轮制动。
15.优选的，所述转向架仅有一轴具有驱动力，且制动采用踏面制动方式。
16.优选的，所述驱动单元与枕梁可拆卸连接。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.(1)本发明为一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，运行时，电机所产生的力矩通过转子传递到车轮上，车轮作用在钢轨上产生牵引力，带动整个驱动单元前进。驱动单元通过轴箱，将牵引力直接传递到侧梁上，侧梁通过枕梁将牵引力传递到车体上，从而带动整个车辆运动，当车辆开始制动时，驱动单元通过电制动进行减速，制动力同样通过侧梁传递到枕梁，再由枕梁通过心盘传递到车体实现车辆的制动，在整个牵引力或制动力的传递过程中，侧架起到传递牵引力和承载车体重量的作用，不需要对侧架进行重新设计，只需要对其进行相应的改造即可，节约了相应的改造成本。
19.(2)本发明为一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，该方案相较于现有方案不存在齿轮箱、一系悬挂等复杂的机械结构，降低了检修的难度，节约了检修成本，且该方案中可将轮对与电机视为驱动单元，如若出现某个驱动轮对失效的情况，可直接更换驱动单元，节省了因更换驱动装置而浪费的工时，可大大提高检修效率。本方案凭借简单的改造方式，极大程度上减少了对转向架结构的改造，且不对整个车辆的结构做出改变，改造后经过计算，满载最大轴重仅为43.5t，比未改造前的轴重只增加了6t的重量，大幅提高了车辆的安全性。
20.(3)本发明为一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，转向架结构简单，不仅可用于混铁鱼雷罐车的改造，还可用于相同轮径的钢水运输车等一系列冶金运输车。自走行方式可大大节约因机车连挂而浪费的时间，从而降低罐内钢水的降温，同时高效率也相应地增加了运输钢水的运量，降低了运输成本。
21.(4)本发明为一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，该永磁直驱的驱动单元易于拆卸且检修过程中不需要分解，与现有方案相比，大大提高了鱼雷罐车年检的效率。在转向架年检工艺上除拆卸电机吊杆外与改造前没有区别，故转向架年检的成本与改造前相当。
22.(5)本发明为一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，当驱动单元突然发生动力失效或驱动单元老旧需要更换的情况时，可临时由调车机车牵引完成运输作业，待结束运输作业后，直接更换新的驱动单元即可让车辆立即重返生产线路中，同现有方案相比，大大节约了维修的时间成本。
附图说明
23.图1为本发明的整体结构示意图；
24.图2为本发明中车轴结构示意图；
25.图3为本发明中电机悬挂原理结构示意图；
26.图4为本发明中电机吊杆结构示意图；
27.图5为本发明中电机吊杆侧边结构示意图；
28.图6为本发明中枕梁结构示意图；
29.图7为本发明中侧架结构示意图；
30.图8为本发明中改进后原理示意图。
31.附图标记中：1、枕梁；11、止挡销；12、电机吊杆；13、隔套；14、销；15、压盖；16、关节轴承；17、螺栓；18、开口销；19、挡圈；2、驱动单元；3、单元制动器；31、侧架；4、车轴。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
33.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
34.实施例
35.请参阅图1-8所示，本发明提供一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架技术方案：包括转向架，转向架仅有一轴具有驱动力，且制动采用踏面制动方式，转向架上分别设有枕梁1、驱动单元2、单元制动器3以及车轴4，车轴4上开设有键槽，驱动单元2与枕梁1可拆卸连接，枕梁1下方设有电机吊杆12，电机吊杆12上套设有关节轴承16，关节轴承16通过隔套13与枕梁1相连接，电机吊杆12与枕梁1之间设有止挡销11，单元制动器3设有侧架31，侧架31与枕梁1相连；
36.隔套13与关节轴承16外侧设有压盖15，压盖15上设有螺栓17，螺栓17上插设有开口销18，电机吊杆12上设有销14，防止旋转带动螺栓17使其失效，起到防松效果，关节轴承16上设有挡圈19。
37.在本实施方式中，采用永磁直驱的驱动方式，电机转子与车轴的连接采用过盈配合。可以理解为，车轴作为电机转子直接将电机输出扭矩传递到车轮上，从而省略了齿轮箱结构，车轴为配合电机增加一个键槽，目的是如果过盈配合突然出现弛缓现象，可由键与键槽的结构临时传递扭矩，降低出现弛缓现象导致电制动失效的风险。这样的结构可将整个驱动单元作为一个大部件，检修时可将驱动单元整个取下，更换，节约检修时间与成本。
38.请参阅图1-8所示，进一步的，枕梁1由c级钢制成，并设有电机吊座。
39.在本实施方式中，方便装配电机。
40.请参阅图1-8所示，进一步的，电机吊杆12用于对电机定位，以承受抑制电机翻转所产生的力矩，使运行过程中电机保持水平状态与补偿运行过程中轮对相对于枕梁1的角度偏移。
41.在本实施方式中，。
42.请参阅图1-8所示，进一步的，驱动单元2由电机以及车轮组成，车轴4与电机转子采用过盈配合，车轴4与车轮相连接，即车轴4作为电机转子直接将电机输出扭矩传递到车轮。
43.在本实施方式中，车轴4作为电机转子直接将电机输出扭矩传递到车轮上，从而省略了齿轮箱结构。
44.请参阅图1-8所示，进一步的，单元制动器3与侧架31采用焊接方式相连，且单元制动器3用于对驱动轮制动。
45.在本实施方式中，该设计能够平均车辆两端的牵引力以及减少高温对电机的影响。
46.具体的，本发明的工作原理及使用流程：参阅图8，当车辆静止时，鱼雷罐及钢水的重量通过大心盘均匀地分配到鱼雷罐两侧的承载平台上，而在两侧承载平台的另一侧分别安装重7.8t的机械间与电池，该重量使结构产生以大心盘为中心顺时针方向的力矩，使前面两个转向架的每个轮对增加3t的轴重，后面两个转向架每个轮对减少1.5t的重量。制动单元焊接在转向架侧架31前端，电机直接抱在车轴上，它们的重量均由驱动轮对承载，使两个驱动轮对分别增加3t的重量。最终，驱动轮对(第1、16轴)轴重最大为43.5t，靠外侧的其余6个轮对(第2、3、4、13、14、15轴)的轴重为40.5t，其余转向架轴重为36t，基本上与未改造前轴重区别不大。
47.当车辆起动、运行时，电机所产生的力矩通过转子传递到车轮上，车轮作用在钢轨上产生牵引力，带动整个驱动单元2前进。驱动单元2通过轴箱，将牵引力直接传递到侧梁上，侧梁通过枕梁将牵引力传递到车体上，从而带动整个车辆运动。当车辆开始制动时，驱动单元2通过电制动进行减速，制动力同样通过侧梁传递到枕梁，再由枕梁通过心盘传递到车体实现车辆的制动。在整个牵引力或制动力的传递过程中，侧架31起到传递牵引力和承载车体重量的作用，不需要对侧架31进行重新设计，只需要对其进行相应的改造即可，节约了相应的改造成本，直至完成全部工作顺序。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，包括转向架，所述转向架上分别设有枕梁(1)、驱动单元(2)、单元制动器(3)以及车轴(4)，所述枕梁(1)下方设有电机吊杆(12)，所述电机吊杆(12)上套设有关节轴承(16)，所述关节轴承(16)通过隔套(13)与枕梁(1)相连接，所述电机吊杆(12)与枕梁(1)之间设有止挡销(11)，所述单元制动器(3)设有侧架(31)，所述侧架(31)与枕梁(1)相连。2.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述隔套(13)与关节轴承(16)外侧设有压盖(15)，所述压盖(15)上设有螺栓(17)，所述螺栓(17)上插设有开口销(18)，所述电机吊杆(12)上设有销(14)，防止旋转带动螺栓(17)使其失效，起到防松效果，所述关节轴承(16)上设有挡圈(19)。3.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述枕梁(1)由c级钢制成，并设有电机吊座。4.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述车轴(4)上开设有键槽。5.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述电机吊杆(12)用于对电机定位，以承受抑制电机翻转所产生的力矩，使运行过程中电机保持水平状态与补偿运行过程中轮对相对于枕梁(1)的角度偏移。6.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述驱动单元(2)由电机以及车轮组成。7.根据权利要求6所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述车轴(4)与电机转子采用过盈配合，所述车轴(4)与车轮相连接，即车轴(4)作为电机转子直接将电机输出扭矩传递到车轮。8.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述单元制动器(3)与侧架(31)采用焊接方式相连，且所述单元制动器(3)用于对驱动轮制动。9.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述转向架仅有一轴具有驱动力，且制动采用踏面制动方式。10.根据权利要求1所述的一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，其特征在于，所述驱动单元(2)与枕梁(1)可拆卸连接。

技术总结
本发明涉及转向架技术领域，公开了一种改进型自走行永磁直驱式货车转向架，包括转向架，所述转向架上分别设有枕梁、驱动单元、单元制动器以及车轴，所述枕梁下方设有电机吊杆，所述电机吊杆上套设有关节轴承，所述关节轴承通过隔套与枕梁相连接，所述电机吊杆与枕梁之间设有止挡销，所述单元制动器设有侧架，所述侧架与枕梁相连，当车辆开始制动时，驱动单元通过电制动进行减速，制动力同样通过侧梁传递到枕梁，再由枕梁通过心盘传递到车体实现车辆的制动，在整个牵引力或制动力的传递过程中，侧架起到传递牵引力和承载车体重量的作用，不需要对侧架进行重新设计，只需要对其进行相应的改造即可，节约了相应的改造成本。节约了相应的改造成本。节约了相应的改造成本。


技术研发人员：石开文 曲松 蔡志伟 张智博 王刚 杨万潞 高锋 郭嘉明 杨立欢 潘海鹏
受保护的技术使用者：中车大连机车车辆有限公司
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/1/3