一種轉向架及其輪對軸箱的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種轉向架的輪對軸箱，包括車軸，所述車軸的材質為鈦合金。本發明提供的轉向架的輪對軸箱中，車軸采用鈦合金材質，鈦合金與現有的合金鋼相比，不僅質量輕，而且沒有低溫脆性，具有較高的韌性、耐熱性和耐腐蝕性。因此，減輕了輪對軸箱的重量，提升了車輛的動力學性能，進而可以提高車輛的運行速度，延長部件的使用壽命，降低了車輛的運行能耗。
【專利說明】一種轉向架及其輪對軸箱
【技術領域】
[0001]本發明涉及軌道車輛【技術領域】，特別涉及一種轉向架的輪對軸箱。本發明還涉及一種包含該輪對軸箱的轉向架。
【背景技術】
[0002]轉向架是軌道車輛的重要組成部分，用于承載車體，傳遞牽引力和制動力，實現車輛在軌道上的平動。其中，轉向架的輪對軸箱將車輪沿鋼軌方向的滾動轉化為車輛沿線路方向的平動。
[0003]輪對軸箱結構已經成熟，主要包括車輪、車軸、軸承、軸箱體等部件。輪對軸箱被稱為簧下死重量，即很難減重。現有的輪對軸箱的各部件均為鋼制結構，其重量較重，導致輪對軸箱的運動慣量大、低頻震動劇烈，踏面剝離嚴重。而輕量化的輪對軸箱能提升車輛動力學性能，提高車輛運行速度，延長部件使用壽命，降低車輛運行能耗。
[0004]因此，如何減輕輪對軸箱的重量，成為了本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種轉向架的輪對軸箱，以減輕其重量。
[0006]本發明的另一目的在于提供一種包含該輪對軸箱的轉向架，以減輕轉向架的重量。
[0007]為達到上述目的，本發明提供以下技術方案:
[0008]一種轉向架的輪對軸箱，包括車軸；安裝在所述車軸的車輪座上的車輪；與所述車軸的軸頸和所述軸箱體配合安裝的軸承；安裝在所述車軸兩端的軸頸上的軸箱體；與所述車軸的端部固定用于軸向限位所述軸承和所述軸箱體的軸端蓋；安裝在所述軸箱體的外端的多功能外端蓋；所述車軸的材質為鈦合金。
[0009]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述車軸設置有與其軸線重合的空心孔。
[0010]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述空心孔的直徑為所述車軸的軸頸直徑的1/6 ?1/3。
[0011]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述車輪的材質為鈦合金。
[0012]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述軸箱體的材質為鈦合金。
[0013]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述軸承的材質為鈦合金。
[0014]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述軸端蓋的材質為鈦合金。
[0015]優選的，在上述的輪對軸箱中，所述多功能外端蓋的材質為鋁合金。
[0016]本發明還提供了一種轉向架，包括輪對軸箱，所述輪對軸箱為如上述任一項所述的輪對軸箱。
[0017]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0018]本發明提供的轉向架的輪對軸箱中，車軸采用鈦合金材質，鈦合金與現有的普通鋼材相比，比強度高，在相同強度條件下，質量輕，而且沒有低溫脆性，具有較高的韌性、耐熱性和耐腐蝕性。因此，減輕了輪對軸箱的重量，提升了車輛的動力學性能，進而可以提高車輛的運行速度，延長部件的使用壽命，降低了車輛的運行能耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明實施例提供的一種轉向架的輪對軸箱的結構示意圖；
[0021]圖2為本發明實施例提供的一種輪對軸箱的車軸的結構示意圖；
[0022]圖3為圖2中的車軸的側視圖；
[0023]圖4為本發明實施例提供的一種輪對軸箱的車軸端部的裝配示意圖。
[0024]在上述圖1-圖4中，I為車軸、101為車輪座、102為軸頸、103為空心孔、104為多功能安裝座、105為螺紋孔、2為車輪、3為軸箱體、4為多功能外端蓋、5為軸承、6為軸端蓋。
【具體實施方式】
[0025]本發明的核心是提供了一種轉向架的輪對軸箱，減輕了其重量。
[0026]本發明還提供了一種包含該輪對軸箱的轉向架，減輕了轉向架的重量。
[0027]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028]請參考圖1-圖4，圖1為本發明實施例提供的一種轉向架的輪對軸箱的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種輪對軸箱的車軸的結構示意圖；圖3為圖2中的車軸的側視圖；圖4為本發明實施例提供的一種輪對軸箱的車軸端部的裝配示意圖。
[0029]本發明實施例提供了一種轉向架的輪對軸箱，以下簡稱輪對軸箱，其包括車軸1、車輪2、軸承5、軸箱體3、軸端蓋6和多功能外端蓋4 ;其中，車軸I由兩端的軸頸102、車輪座102以及位于車輪座102之間的多功能安裝座104組成，軸頸102用于和軸承5配合安裝，軸承箱3通過軸承5壓裝在軸頸102上，車輪2壓裝在車輪座101上，多功能安裝座104用于安裝齒輪箱或軸盤；軸端蓋6固定在車軸I的端部，用于軸向限位軸承5和軸箱體3 ；多功能外端蓋4安裝在軸箱體3的外端，并和其它部件相連接。在本實施例中，車軸I的材質為鈦合金。
[0030]眾所周知，鈦合金與鋼鐵材料相比，鈦合金的比強度高，在相同強度條件下，鈦合金的質量輕很多，因此，在保證車軸I結構強度的條件下，車軸I采用鈦合金減小了運動慣量，降低了車輛運行能耗，能夠提高車輛運營速度；而且鈦合金具有較低的剪切模量和彈性模量，耐熱性和耐腐蝕性高，具有較好的動力學性能，使用壽命得到提高。
[0031]如圖1和圖2所示，為了進一步減輕輪對軸箱的質量，在本實施例中，車軸I的軸線上開設有空心孔103。
[0032]作為優化，空心孔103的直徑為車軸I的軸頸直徑的1/6?1/3。既保證了車軸I的結構強度，而且能夠減輕重量。當然，在保證車軸I能夠正常工作的前提下，空心孔103的直徑并不局限于本實施例中提供的尺寸范圍。
[0033]進一步地，在本實施例中，車輪2的材質采用鈦合金，從而進一步減輕了輪對軸箱的質量，而且鈦合金材質的車輪2與普通鋼材的車輪相比，沒有低溫脆性，具有較高的韌性，耐熱性和耐蝕性，車輪2與軌道接觸過程中,鈦合金車輪2表面強化處理后耐磨不易開
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[0034]在本實施例中，軸箱體3的材質也采用鈦合金，可以進一步減輕輪對軸箱的質量，而且鈦合金軸箱體3具有阻尼高的特點，使得輪對軸箱具有較好的衰減振動、降低噪音的效果。
[0035]更進一步地，在本實施例中，軸承5同樣采用鈦合金材質，使輪對軸箱的質量小，而且鈦合金軸承5相對普通鋼材的軸承而言，線性膨脹系數小，能延長軸承5使用壽命，維護成本降低。
[0036]在本實施例中，軸端蓋6通過車軸I端部的螺紋孔105以及螺栓固定在車軸I端部,軸承蓋6也可采用鈦合金材質，進一步減輕輪對軸箱的質量。
[0037]在本實施例中，多功能外端蓋4采用鋁合金材質，比普通的鋼材相比，質量同樣較小。
[0038]當輪對軸箱的車軸1、車輪2、軸箱體3、軸承5、軸端蓋6均為鈦合金材質，多功能外端蓋4為鋁合金，并且空心孔103為車軸I的軸頸102直徑的1/6?1/3時，與現有的普通鋼制輪對軸箱相比，質量減輕了進1/3，鈦合金輪對軸箱相對鋼材密度小，比強度高，可減小輪對高速運轉時轉動慣量。鈦合金車輪2相對鋼材沒有低溫脆性，具有較高的強韌性，耐熱性和耐蝕性好，輪軌接觸過程中，鈦合金車輪表面強化處理后不易開裂。鈦合金軸承5相對普通鋼材軸承來說線性膨脹系數小，能延長軸承5使用壽命，鈦合金具有阻尼高的特點，這樣的輪對軸箱具有較好的衰減振動、降低噪音的效果。
[0039]本發明實施例還提供了一種轉向架，包括輪對軸箱，該輪對軸箱為以上全部實施例和技術方案所描述的輪對軸箱，通過對輪對軸箱進行輕量化設計，整體上減輕了轉向架的質量，可以提高車輛的運營速度，提高轉向架的使用壽命，降低車輛運行能耗。
[0040]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0041]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種轉向架的輪對軸箱，其特征在于，包括車軸(I);安裝在所述車軸(I)的車輪座(101)上的車輪(2);與所述車軸(I)的軸頸(102)和所述軸箱體(3)配合安裝的軸承(5)；安裝在所述車軸(I)兩端的軸頸(102)上的軸箱體(3);與所述車軸(I)的端部固定用于軸向限位所述軸承(5)和所述軸箱體(3)的軸端蓋(6);安裝在所述軸箱體(3)的外端的多功能外端蓋⑷；所述車軸⑴的材質為鈦合金。
2.根據權利要求1所述的輪對軸箱，其特征在于，所述車軸(I)設置有與其軸線重合的空心孔(103)。
3.根據權利要求2所述的輪對軸箱，其特征在于，所述空心孔(103)的直徑為所述車軸(I)的軸頸直徑的1/6?1/3。
4.根據權利要求1所述的輪對軸箱，其特征在于，所述車輪(2)的材質為鈦合金。
5.根據權利要求1所述的輪對軸箱,其特征在于,所述軸箱體(3)的材質為鈦合金。
6.根據權利要求1所述的輪對軸箱，其特征在于，所述軸承(5)的材質為鈦合金。
7.根據權利要求1所述的輪對軸箱，其特征在于，所述軸端蓋(3)的材質為鈦合金。
8.根據權利要求1所述的輪對軸箱，其特征在于，所述多功能外端蓋(4)的材質為鋁合金。
9.一種轉向架，包括輪對軸箱，其特征在于，所述輪對軸箱為如權利要求1-8任一項所述的輪對軸箱。
【文檔編號】B61F15/20GK104129225SQ201410362381
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】段華東, 王先鋒, 蔣忠城, 羅顯光, 楊穎
申請人:南車株洲電力機車有限公司