一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架的制作方法

本发明涉及轨道车辆转向架技术领域，特别是一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架。

背景技术：

随着我国社会和经济的快速发展，城市化进程加剧，越来越多的城市发展为特大型、大型城市。数据显示，北京、上海等特大城市日客流量均在1000万以上，广州、深圳、南京等一线城市日客流量均在800万以左右。当前，无论是“高铁”还是“地铁”、“轻轨”等，轨道交通已成为人们日常出行的主要交通工具之一。

为满足人们日常出行需求，地铁车辆日均运营时间也在不断延长，日均和年均运用里程也在不断增加，而车辆维护检修周期却在逐步延长。根据统计：截至2016年末，全国城市轨道交通配属车辆3850列；车辆的平均运营服务时长16.4小时/日，有的城市最长运营时间达到18.6小时/日，因而“天窗”时间越来越短。

地铁车辆运维环境的恶化，为保证车辆的运用安全、提前预测质量风险、消除安全隐患，同时车辆顶层指标突破传统a型地铁16吨轴重的设计，转向架关键承载件按照17吨设计和验证，研发出一种具有自主知识产权、基于自诊断技术、大轴重的新型城轨转向架，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架，该基于自诊断技术的大轴重城轨转向架的运能大，关键零部件能实现在线实时监测，满足国内对大载客量城市轨道车辆旺盛需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架，包括h型焊接构架、转动组件和若干个复合传感器。

h型焊接构架包括u型侧梁和与u型侧梁相焊接的箱式横梁。

h型焊接构架整体强度中的垂向载荷采用如下两个公式进行计算得出。

超常工况下：

疲劳工况下：

式中，fz1表示超常工况下的垂向载荷；fz2表示疲劳工况下的垂向载荷；k表示异常因子；nb表示转向架数量；mv表示aw0工况下列车重量，单位：t；m⁺表示转向架重量，单位：t。

通过对u型侧梁和箱式横梁的板材厚度和截面惯性矩进行设计，增加u型侧梁和箱式横梁的抗拉、抗压强度，在fz1和fz2载荷条件下h型焊接构架强度满足设计要求。

复合传感器设置在转动组件上，用于对转动组件的冲击、振动和温度进行在线实时监测。

转动组件包括轴箱轴承、电机轴承、齿轮箱轴承和车轮；轴箱轴承、电机轴承、齿轮箱轴承和车轮踏面上各设置一个复合传感器。

复合传感器安装在转动组件正上方±60°的承载区。

复合传感器的型号为jk10450-4-0/1。

轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承均采用圆柱滚子轴承。

车轮采用er9材质。

还包括车轴，车轴采用ea4t材质。

本发明具有如下有益效果：

1.h型焊接构架的设计，能满足a型地铁17吨轴重的设计要求，在保证车辆运用安全的同时，运能大，满足人们日常出行需求。

2.复合传感器的设计，能实现在线实时监测，通过基于广义共振与共振解调的故障技术，对故障准确识别、分级诊断，实现早期预警和分级报警，使得转向架会“说话”。

附图说明

图1显示了本发明一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架的结构示意图。

其中有：1.h型焊接构架；2.轮对轴箱；3.一系悬挂；4.二系悬挂；5.中心牵引；6.驱动系统；7.基础制动；8.复合传感器；9.前置处理器。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架，包括h型焊接构架1、轮对轴箱2、一系悬挂3、二系悬挂4、中心牵引5、驱动系统6、基础制动7、车轴、转动组件、若干个复合传感器和前置处理器9。

轮对轴箱2、一系悬挂3、二系悬挂4、中心牵引5、驱动系统6、基础制动7、车轴、转动组件和前置处理器9的结构均为现有技术，这里不再赘述。

h型焊接构架包括u型侧梁和与u型侧梁相焊接的箱式横梁。

h型焊接构架的整体强度通过在h型焊接构架上施加载荷进行计算，h型焊接构架整体强度中的垂向载荷采用如下两个公式进行计算得出。

超常工况下：

疲劳工况下：

式中，fz1表示超常工况下的垂向载荷；fz2表示疲劳工况下的垂向载荷；k表示异常因子，一般取1.4；nb表示转向架数量；mv表示aw0工况下列车重量，单位：t；m⁺表示转向架重量，单位：t。aw0工况下列车重量也即为未载客时的空车重量。

通过对u型侧梁和箱式横梁的板材厚度和截面惯性矩进行设计，增加u型侧梁和箱式横梁的抗拉、抗压强度，在fz1和fz2载荷条件下h型焊接构架强度满足设计要求。

经过申请人的多次试验验证，本发明在超常载荷冲击工况下，各部位及焊缝的应力水平均小于材料规定的数值；疲劳工况下构架各位置的平均应力、应力幅值能够满足haigh疲劳曲线图的包络要求。

复合传感器设置在转动组件上，用于对转动组件的冲击、振动和温度进行在线实时监测。

转动组件包括轴箱轴承、电机轴承、齿轮箱轴承和车轮；轴箱轴承、电机轴承、齿轮箱轴承和车轮踏面上各设置一个复合传感器。

复合传感器优选安装在转动组件正上方±60°的承载区，从而能对转动组件进行结构优化，并进行强度校核。

复合传感器的型号优选为jk10450-4-0/1。

轴箱轴承、电机轴承和齿轮箱轴承均采用圆柱滚子轴承，计算寿命按满轴重载荷计算，计算结果大于200万公里。

车轮采用er9材质，强度按满轴重载荷计算，计算结果满足标准要求。

车轴采用ea4t材质，疲劳强度按满轴重载荷计算，计算结果满足标准要求。

随着城市群的不断发展壮大，城镇化的推进，城市交通客流量会越来越大，需要大轴重车辆城市会越来越多，同时车辆维修周期的加长，维护成本的降低，需要对车辆的维修由计划修向状态修转变。采用基于自诊断技术的大轴重新型城轨车辆转向架提高运能，实时监测转向架运营状态，提高车辆运营安全。

基于自诊断技术的大轴重新型城轨车辆转向架的研制，为拓宽城市轨道交通a型车市场奠定坚实的基础。从而能够满足需要采用更大载客量、智能化车辆的需求。因此本发明具有可观的应用前景。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。