高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)車電機(jī)懸掛裝置的作用是在轉(zhuǎn)向架上懸掛牽引電機(jī)，并防止其掉落至軌道上。不同速度、載重等級(jí)的機(jī)車對(duì)懸掛方式有不同的要求。電機(jī)的懸掛方式主要分為軸懸式(又稱為滾動(dòng)抱軸半懸掛式)和架懸式(又稱為全懸掛)2種。典型的軸懸式結(jié)構(gòu)為：牽引電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，電機(jī)軸與車軸平行。電機(jī)一端通過(guò)安裝在電機(jī)懸掛系統(tǒng)中的一對(duì)軸承支持，車軸繞軸承旋轉(zhuǎn)。另一端通過(guò)電機(jī)吊桿固定在構(gòu)架橫梁的支架上。典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

機(jī)車的設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)向架的簧間質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)機(jī)車的穩(wěn)定性具有顯著的影響，而現(xiàn)有技術(shù)主要有以下缺點(diǎn)：

1、簧下質(zhì)量大。電機(jī)重量電機(jī)近一半的質(zhì)量由輪對(duì)承擔(dān)，較高的簧下質(zhì)量，導(dǎo)致輪軌作用力大，特別是隨著運(yùn)行速度的提高，輪軌動(dòng)作用力顯著增大。

2、牽引電機(jī)、軸承和牽引齒輪等主要部件的工作條件惡劣。

3、剛性軸懸式結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)彈性差，往往容易造成直流牽引電機(jī)的過(guò)載甚至損壞。彈性軸懸式的結(jié)構(gòu)則相對(duì)復(fù)雜，所起到的緩沖也非常有限。

4、軸懸式的結(jié)構(gòu)決定了只適合120km/h以下速度等級(jí)機(jī)車，無(wú)法滿足高速機(jī)車的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簧間質(zhì)量小，彈性連接，同時(shí)具有限位和解耦的功能的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置,電機(jī)和齒輪箱剛性連接，電機(jī)與前支承座通過(guò)螺栓套管和內(nèi)六角螺栓來(lái)連接，電機(jī)與后支承座通過(guò)防松螺栓連接,電機(jī)通過(guò)前支承座吊掛在構(gòu)架前端梁上,電機(jī)通過(guò)后支承座連接電機(jī)吊桿吊掛在構(gòu)架橫梁上,齒輪箱通過(guò)齒輪箱吊桿吊掛在構(gòu)架橫梁上，后支承座上的擋板處在構(gòu)架橫梁上的橫向止檔座中間，并保持一定的間隙。后支承座的特殊的擋板結(jié)構(gòu)，可與構(gòu)架的橫向止檔座共同實(shí)現(xiàn)保持間隙、橫向限位功能，限制過(guò)大的橫向位移。

前支承座通過(guò)支座與齒輪箱連接。前支承座的弧形結(jié)構(gòu)與空心軸同心裝配，并與空心軸之間存在間隙。前支承座通過(guò)橡膠關(guān)節(jié)連接到構(gòu)架橫梁上。前支承座通過(guò)螺栓套管與電機(jī)連接。電機(jī)吊桿和齒輪箱吊桿通過(guò)橡膠關(guān)節(jié)連接到構(gòu)架前端梁上。螺栓套管保證了連接的柔性，緩解沖擊和振動(dòng)。橡膠關(guān)節(jié)可以吸收垂向、縱向、橫向振動(dòng)能量，有效減小轉(zhuǎn)向架振動(dòng)，更有利于對(duì)各向剛度進(jìn)行調(diào)整，吸收不同的振動(dòng)頻率。電機(jī)和構(gòu)架側(cè)梁之間設(shè)有抗耦合減振器，有效避免電機(jī)與構(gòu)架的共振，使電機(jī)和齒輪箱的橫向慣量和搖頭慣量大部分與整個(gè)構(gòu)架解耦。

橫向限位止檔通過(guò)螺栓連接到橫向止檔座上。橫向限位止檔與橫向止檔座之間設(shè)有調(diào)整插片，在落車過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整間隙，以滿足要求，實(shí)現(xiàn)所需的動(dòng)力學(xué)性能。橫向止檔座的下方設(shè)計(jì)有銷孔，半光圓銷穿入銷孔后，開口銷穿入半光圓銷尾部通孔中。當(dāng)電機(jī)懸掛裝置發(fā)生意外脫落時(shí)，整個(gè)裝置落在半光圓銷上，而不會(huì)掉落到軌道上，造成脫軌乃至人員傷亡等重大事故。

本發(fā)明的有益效果是電機(jī)懸掛采用彈性架懸方式，保證了機(jī)車具有良好的動(dòng)力學(xué)性能、較低的輪軌動(dòng)作用力，并結(jié)合了橫向止檔的功能，保證了較小的橫向振動(dòng)和優(yōu)良的橫向動(dòng)力學(xué)性能。采用這種結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與構(gòu)架的彈性架懸結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行中構(gòu)架橫向振動(dòng)或搖頭振動(dòng)時(shí)，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置能夠相對(duì)于構(gòu)架發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng)，使其橫向慣量和搖頭慣量大部分與整個(gè)構(gòu)架解耦，從而降低了轉(zhuǎn)向架的簧間質(zhì)量的橫向慣量和搖頭慣量，有利于改善轉(zhuǎn)向架的橫向動(dòng)力學(xué)性能，避免轉(zhuǎn)向架發(fā)生橫向失穩(wěn)現(xiàn)象。本發(fā)明高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，具有較高的承載能力和安全系數(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)車電機(jī)懸掛裝置主視圖；

圖2為本發(fā)明的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置主視圖；

圖3為圖1的仰視圖；

圖4為本發(fā)明的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置的橫向限位止檔裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置的前支承座三維視圖；

圖6為本發(fā)明的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置的后支承座三維視圖；

圖7為本發(fā)明的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置的調(diào)整插片主視圖。

圖中標(biāo)記為：1-電機(jī)，2-齒輪箱，3-前支承座，3a-弧形結(jié)構(gòu)，4-后支承座，4a-擋板，5-內(nèi)六角螺栓，6a-構(gòu)架前端梁，6b-構(gòu)架橫梁，6c-構(gòu)架側(cè)梁，7-電機(jī)吊桿，8-齒輪箱吊桿，9-橫向止檔座，10-支座，11-空心軸，12-橡膠關(guān)節(jié)，13-螺栓套管，14-抗耦合減振器，15-橫向限位止檔，16-調(diào)整插片，17-半光圓銷，18-開口銷

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖2、圖3所示，高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置,電機(jī)1和齒輪箱2剛性連接，電機(jī)1與前支承座3通過(guò)螺栓套管13和內(nèi)六角螺栓5來(lái)連接，電機(jī)1與后支承座4通過(guò)防松螺栓連接，電機(jī)1通過(guò)前支承座3吊掛在構(gòu)架前端梁6a上,電機(jī)1通過(guò)后支承座4連接電機(jī)吊桿7吊掛在構(gòu)架橫梁6b上,齒輪箱2通過(guò)齒輪箱吊桿8吊掛在構(gòu)架橫梁6b上，后支承座4上的擋板4a夾在構(gòu)架橫梁6b上的橫向止檔座9中間，并保持一定的間隙。

前支承座3通過(guò)支座10與齒輪箱2連接。前支承座3的弧形結(jié)構(gòu)3a與空心軸11同心裝配，并與空心軸11之間存在間隙。前支承座3通過(guò)橡膠關(guān)節(jié)12連接到構(gòu)架前端梁6a上。前支承座3通過(guò)螺栓套管13及內(nèi)六角螺栓5與電機(jī)1連接。電機(jī)吊桿7和齒輪箱吊桿8通過(guò)橡膠關(guān)節(jié)12連接到構(gòu)架橫梁6b上。螺栓套管保證了連接的柔性，緩解沖擊和振動(dòng)。橡膠關(guān)節(jié)可以吸收垂向、縱向、橫向振動(dòng)能量，有效減小轉(zhuǎn)向架振動(dòng)，更有利于對(duì)各向剛度進(jìn)行調(diào)整，吸收不同的振動(dòng)頻率。電機(jī)和構(gòu)架側(cè)梁之間設(shè)有抗耦合減振器，有效避免電機(jī)與構(gòu)架的共振，使電機(jī)和齒輪箱的橫向慣量和搖頭慣量大部分與整個(gè)構(gòu)架解耦。采用這種結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與構(gòu)架的彈性架懸結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行中構(gòu)架橫向振動(dòng)或搖頭振動(dòng)時(shí)，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置能夠相對(duì)于構(gòu)架發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng)，使其橫向慣量和搖頭慣量大部分與整個(gè)構(gòu)架解耦，從而降低了轉(zhuǎn)向架的簧間質(zhì)量的橫向慣量和搖頭慣量，有利于改善轉(zhuǎn)向架的橫向動(dòng)力學(xué)性能，避免轉(zhuǎn)向架發(fā)生橫向失穩(wěn)現(xiàn)象。后支承座的特殊的擋板結(jié)構(gòu)，可與構(gòu)架的橫向止檔座共同實(shí)現(xiàn)橫向限位功能，限制橫向位移。

如圖4和圖5所示，橫向限位止檔15通過(guò)螺栓連接到橫向止檔座9上。橫向限位止檔15與橫向止檔座9之間設(shè)有調(diào)整插片16。在落車過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整間隙，以滿足要求，實(shí)現(xiàn)所需的動(dòng)力學(xué)性能。為了實(shí)際生產(chǎn)中裝配的需要及作業(yè)空間的考慮，調(diào)整的插片的形狀設(shè)計(jì)為如圖7所示。橫向止檔座的下方設(shè)計(jì)有銷孔，半光圓銷17穿入銷孔后，開口銷18穿入半光圓銷尾部通孔中。當(dāng)電機(jī)懸掛裝置發(fā)生意外脫落時(shí)，整個(gè)裝置落在半光圓銷上，而不會(huì)掉落到軌道上，造成脫軌乃至人員傷亡等重大事故。

對(duì)本發(fā)明的后支承座進(jìn)行了有限元強(qiáng)度分析，計(jì)算結(jié)果表明：(1)在超常載荷的各種工況下，后支承座的應(yīng)力均小于材料的屈服極限，滿足靜強(qiáng)度要求。(2)在模擬運(yùn)用載荷作用下，通過(guò)對(duì)后支承座所有節(jié)點(diǎn)的4種載荷工況的分析，后支承座各節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力幅值均不超過(guò)材料的Goodman疲勞極限圖，滿足疲勞強(qiáng)度要求。

本發(fā)明的高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置,電機(jī)懸掛采用彈性架懸方式，保證了機(jī)車具有良好的動(dòng)力學(xué)性能、較低的輪軌動(dòng)作用力，并結(jié)合了橫向止檔的功能，保證了較小的橫向振動(dòng)和優(yōu)良的橫向動(dòng)力學(xué)性能。本發(fā)明高速機(jī)車電機(jī)懸掛裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，具有較高的承載能力和安全系數(shù)。