一種軌道車輛構架及轉向架的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軌道車輛構架及轉向架，主要用于采用輪邊永磁電機直接驅動獨立車輪輪對的100%低地板轉向架，涉及鐵道機車車輛結構設計領域。
【背景技術】
[0002]近年來隨著永磁材料成本的降低和性能的提高，永磁同步電機憑借其高效率和高功率密度的特點，越來越受到軌道牽引系統開發者的關注。同時永磁電機直接驅動的方式由于其不需要額外齒輪傳動裝置的特點，便于實現轉向架的輕量化，有良好的應用前景。
[0003]傳統軌道牽引技術需要在牽引電機及輪對之間安裝齒輪傳動裝置，這就增加了驅動系統的傳遞損耗，而且齒輪傳動裝置的傳動噪聲及維護成本也較高。目前技術中有三種永磁電機直驅形式，一種是永磁電機安裝在傳統輪對的車軸上，通過定子和轉子的電磁作用直接驅動車軸旋轉，第二種是永磁電機代替車輪的輪轂，直接驅動車輪旋轉，第三種是永磁電機安裝在車輪的外側，通過柔性聯軸節直接驅動車輪旋轉。
[0004]采用第一種直驅形式的轉向架，使得車廂地板面高度不可能做得很低，并不符合輕軌車輛的低地板化要求。而后兩種形式可以應用在獨立車輪輪對，轉向架區域可以實現很高的低地板化。
[0005]中國專利申請CN201310214128.3公開了一種轉向架，其采用輪邊永磁同步電機直接驅動獨立車輪輪對的100%低地板轉向架，但該發明二系彈簧安裝位置高，轉向架區域占用空間大，受二系彈簧高度的限制僅能在二系彈簧上方安裝兩個座椅，有效乘坐面積較小。此外，由于車輪外側安裝有永磁電機，構架和軸橋上均沒有足夠空間安裝單元制動器，因此未涉及制動單元的集成安裝。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提供一種軌道車輛構架及轉向架，該轉向架可以實現100%低地板目標，乘坐面積大，分層式構架的強度大，且符合輕量化的要求。
[0007]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
一種軌道車輛構架，其特征在于，所述構架為分層式箱型構架;所述構架具有懸臂式的電機吊掛梁，該電機吊掛梁的上蓋板高度高于構架的橫梁上蓋板的高度;該電機吊掛梁的上蓋板和構架的橫梁上蓋板之間通過構架側梁的上蓋板固定相連;所述構架上設有磁軌制動器的安裝空間，該磁軌制動器的安裝空間位于電機吊掛梁下方;所述構架側梁的中部位置設有二系懸掛安裝座。
[0008]由此，本發明取消了現有構架的Z字型結構，采用分層式箱型結構，將二系彈簧布置在轉向架中間位置，降低了承載面高度，使得在轉向架在豎直方向上占用空間明顯減小，可以在原二系彈簧位置對稱布置共計四個座椅，增加有效乘坐面積，美化客室內部空間。
[0009]同時，磁軌制動器可以安裝在前后車輪中間，并需要保證其垂向運動空間，然而該空間與二系彈簧布置位置相沖突，為解決此問題，本發明采用了分層式構架，即構架牽引梁高度保持不變的前提下，滿足100%低地板通過區域的要求，通過將二系彈簧裝置的安裝面向上抬高，給磁軌制動器留出足夠空間。
[0010]本發明的構架橫梁上蓋板高度低于電機吊掛梁上蓋板，蓋板間通過過渡板連接，可以極大地減小構架所受應力集中，改善構架受力工況。通過分層式的結構，可以滿足磁軌制動器的空間需求，又可以讓電機吊掛梁懸臂結構的立板結構具體足夠的厚度，加強其強度，使構架獲得良好的結構性能。
[0011]根據本發明的實施例，還可以對本發明作進一步的優化，以下為優化后形成的技術方案:
所述構架側梁或電機吊掛梁上設有垂向減振器安裝座。
[0012]優選地，所述構架的端梁上設有抗折彎裝置或橫向減震器安裝座。
[0013]所述電機吊掛梁的兩側設有裙板安裝座。
[0014]所述電機吊掛梁的上表面與二系彈簧裝置的安裝面共面。輪邊電機吊掛在車輪外偵U，并通過懸臂結構安裝在構架上，本發明采用電機吊掛梁上平面與二系彈簧裝置安裝面共面的方式，在滿足磁軌制動器運動空間的前提下同步增加了懸臂梁的厚度，保證構架具有足夠的強度，滿足低地板車輛運行的要求。
[0015]為了增強構架的結構強度，同時滿足輕量化的要求，所述構架的箱型空間內設有筋板。
[0016]基于同一個發明構思，本發明還提供了一種轉向架，其包括構架、電機、二系懸掛裝置、牽引裝置、獨立車輪、軸橋和磁軌制動器;其特征在于，所述構架為上述的軌道車輛構架，裝在電機吊掛梁上的所述電機通過聯軸節直接驅動所述獨立車輪，且該電機位于獨立車輪外側;所述磁軌制動器位于獨立車輪的前后輪對之間。
[0017]所述電機的電機殼上通過制動夾鉗裝有液壓單元制動器，該液壓單元制動器通過安裝在獨立輪對上的制動法蘭盤使車輪減速。本發明充分利用輪邊空間，將制動單元的制動夾鉗布置在電機上，通過夾緊安裝在車輪上的法蘭制動盤實現制動功能。由于采用制動盤，車輪的制動熱負荷低，改善車輪尤其是彈性車輪的橡膠件的運用情況。
[0018]所述電機吊掛梁與牽引裝置的牽引梁之間通過過渡板固定相連。由此，牽引梁與電機吊掛梁之間的垂向落差采用過渡板連接，避免應力集中的情況。為保證足夠的抗側滾能力，優選增加了抗側滾裝置。
[0019]所述獨立車輪通過相應的軸承安裝在軸橋的兩個端部，曲線通過性能好。
[0020]藉有上述結構，本發明既可以滿足現代有軌電車對100%低地板的要求，又可以有效降低車輛轉向架區域的整體及局部高度，增加車輛內裝空間，提高乘坐舒適度。此外，永磁同步電機直驅的方式，簡化了轉向架結構，降低了轉向架的質量，尤其是降低了簧下質量，減小了輪軌的沖擊力。采用法蘭制動盤輪盤制動的方式，降低車輪制動熱負荷，提高可靠性。
[0021]本發明的構架還可以通過采用部分鑄造達到相同的結構特點。
[0022]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明所述的采用輪邊永磁同步電機直接驅動獨立車輪輪對的100%低地板轉向架既可以滿足現代有軌電車對100%低地板的要求，又可以有效降低車輛轉向架區域的整體及局部高度，增加車輛內裝空間，提高乘坐舒適度。此外，永磁同步電機直驅的方