專利名稱：一種窄軌電動機車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動機車，特別是關于一種適用于礦山開采、隧道開鑿等窄軌運輸?shù)恼夒妱訖C車。
背景技術：
現(xiàn)有礦山中使用的機車一般是采用軌距為900mm、720mm和600mm的窄軌進行運輸，根據(jù)國標要求設計的機車的最高行駛速度為10. 8km/h，現(xiàn)有的機車速度僅為4 6km/ h，機車的驅動電源采用鉛酸電池，機車的走行部位采用轉向器，且各車廂一般是敞開式結構，相互之間不貫通。上述現(xiàn)有機車存在以下問題1、機車行駛速度過慢，特別是作業(yè)工作面位于較遠的地方時，通常需要花費很長的運輸時間，使得井下輔助工作時間增加，生產(chǎn)效率降低。2、由于轉向器的構架和輪對為剛性焊接結構，輪對與構架間不能彈性變位導致曲線通過時輪軌沖角大，使得機車在轉彎時經(jīng)常會出現(xiàn)脫軌的現(xiàn)象，一旦發(fā)生機車脫軌，會危及到作業(yè)人員的生命安全。3、由于轉向器的構架和輪對為剛性焊接結構，沒有設置減震裝置，來自鋼軌的激擾直接傳到車體上使得車內(nèi)振動、噪音較大、乘坐不舒適。4、由于轉向器是設置在各車廂的下面，相鄰車廂輪對之間的距離較遠，車體在拐小彎時，車廂端部位移量大，如果反方向有來車時，會出現(xiàn)刮碰問題。5、現(xiàn)有機車的驅動電源使用鉛酸電池不僅體積大，重量重，蓄電量低，而且不能隨用隨充，對環(huán)境也有污染。6、由于各車廂是敞開式結構， 相互之間不貫通，一旦出現(xiàn)事故，車廂對車上的乘坐人員沒有任何屏蔽作用，事故點的人員也不能及時向其它車廂快速轉移，安全問題不能得到最大限度的保證。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種行駛速度快、安全系數(shù)高且環(huán)境保護效果好的窄軌電動機車。實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種窄軌電動機車，它包括前、后兩節(jié)動車，所述兩動車之間設置有拖車；所述動車內(nèi)設置有電氣控制系統(tǒng)、驅動電源和制動裝置，其特征在于每一節(jié)所述動車底部均設置有兩個動力轉向架，其中一所述動力轉向架設置在所述驅動電源下方的車體底部，另一所述動力轉向架設置在相鄰的所述動車和拖車的底部，所述拖車包括若干節(jié)采用低地板設計的車廂，各相鄰所述車廂之間均設置有一非動力轉向架；各所述動車與相鄰所述車廂之間、及各相鄰所述車廂之間的底部連接有一鉸接裝置和一設置在所述鉸鏈裝置頂部的通過臺，所述鉸接裝置坐落在所述動力轉向架或非動力轉向架的下心盤上；各所述動車與相鄰所述車廂之間、及各相鄰所述車廂之間的兩側通過風擋連接。所述鉸接裝置包括一上部組成、一下部組成和一上心盤，所述上部組成通過螺栓連接一回轉銷，且所述上部組成的伸出端連接所述車廂或所述動車的端梁；所述下部組成通過螺栓連接一回轉銷套，且所述下部組成的伸出端連接所述動車或所述車廂的端梁，所述下部組成底部通過螺栓連接一磨耗墊，所述回轉銷插入到所述回轉銷套中，并通過螺栓連接一端蓋在所述回轉銷上，所述端蓋托設在所述回轉銷套底部；將連成一體的所述上、下部組成坐落在所述上心盤內(nèi)，將所述上心盤插入到所述動力轉向架或非動力轉向架的下心盤中。每一所述動力轉向架包括由兩側梁和一橫梁組成的構架，所述側梁通過橡膠堆連接兩輪對的軸箱，所述側梁通過鋼彈簧連接一搖枕，所述搖枕中部設置有一下心盤，所述搖枕的兩端設置有支撐所述動車車體的旁承，所述橫梁的兩側呈對角線對稱布置有兩個牽引電機，每一所述牽引電機均與所述輪對的輪軸平行設置，且每一所述牽引電機均通過一級減速裝置連接所述輪對的車軸。每一所述非動力轉向架包括由兩側梁和一橫梁組成的構架，所述側梁通過橡膠堆連接兩輪對的軸箱，所述側梁通過鋼彈簧連接一搖枕，所述搖枕中部設置有一下心盤，所述搖枕的兩端設置有用于在所述車廂拐彎時起到輔助支撐車廂的旁承。所述低地板設計是指所述車廂底部的兩端高，兩端之間的地板向下凹設。所述驅動電源包括有一逆變器和一與其相連接的直流蓄電池組，所述直流蓄電池組采用鋰電池組。所述動車的車體前端設置呈流線型，所述動車車體的斷面設置呈鼓形，即車體的兩側墻具有一外凸的弧度，車體的端部設置呈平板形，且預留有安裝所述風擋和所述通過臺的接口，車體的車頂設置呈拱形，以與所述動車的車體流線型弧度相匹配。本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于將相鄰兩組車廂的端部設置在同一個轉向架上，在轉彎時車廂端部位移量非常小，因此不會出現(xiàn)脫軌和刮碰反向機車的問題，特別是在通過小曲線時，由于車體端部偏離軌道中心線距離較小，因此可以有效地增加單節(jié)車廂的車體長度。2、本發(fā)明的蓄電池由于采用鋰電池，因此不但體積小、重量輕，而且隨時可以充電，對環(huán)境無污染。3、本發(fā)明由于將轉向架設置在相鄰兩車廂端部，因此可以使轉向架兩側的車廂底板距離軌道的距離減小，有效地降低車廂的重心高度，增加車內(nèi)凈高度，即使是在較低的巷道空間范圍內(nèi)，車廂內(nèi)的人員也可以直立行走。4、 本發(fā)明由于將轉向架設置在相鄰兩車廂端部，同時設置有空氣制動裝置，因此可以使得行駛速度較快的車體能夠在較短的時間內(nèi)快速停車，而且在停車過程中，車廂之間無沖動，有效地保證了行車的安全。5、由于本發(fā)明運輸軌道為窄軌，如果軸距過大會出現(xiàn)脫軌，因此不能按照常規(guī)的將牽引電機垂直于輪軸的方式布置，本發(fā)明采取牽引電機平行于輪軸的布置方式，因此能夠有效地防止脫軌事故的發(fā)生。6、本發(fā)明由于將車體設置呈流線型，并在相鄰兩節(jié)車廂之間通過風擋、通過臺和鉸接裝置連接貫通，使整個拖車形成一個相互貫通且封閉的車廂，因此不但平時乘客可以非常方便地在各節(jié)車廂內(nèi)走動，而且一旦巷道內(nèi)發(fā)生事故，乘客可以從最接近的一節(jié)車廂進入并快速地疏散到各個車廂，在動車的驅動下快速撤離事故發(fā)生地。7、本發(fā)明由于在機車兩頭分別設置了一個動車，因此即使有一個動車在事故中被損壞，還可以使用另一個動車將拖車拖離現(xiàn)場。8、本發(fā)明在礦井下使用時，可以在其中的一節(jié)車廂內(nèi)儲備氧氣瓶、食品、水和照明設備等，使整個車廂成為一個安全島，一旦發(fā)生事故機車不能及時撤離，安全島上的人員還可以在較長的時間內(nèi)維持生命，等待救援。9、 本發(fā)明由于采取以上各項設計，使得本發(fā)明實現(xiàn)了車廂內(nèi)80%低地板設計，且行車速度可以達到60 70km/h，極大地縮短了到作業(yè)面的輔助工作時間，有效地提高了生產(chǎn)效率，而且安全系數(shù)非常高，環(huán)保效果好。本發(fā)明可以廣泛應用于礦山開采、隧道開鑿、輕軌、地鐵等各種需要窄軌運輸?shù)膱龊稀?


圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；圖2為圖1的俯視示意圖；圖3為本發(fā)明動力轉向架的結構示意圖；圖4為圖3的俯視示意圖；圖5是本發(fā)明非動力轉向架結構示意圖；圖6是本發(fā)明鉸接裝置結構示意圖；圖7是圖6的俯視示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括前、后兩節(jié)動車1，在前、后兩節(jié)動車1之間設置有由若干節(jié)車廂組成的拖車2。本發(fā)明的動車1與現(xiàn)有技術類似包括有一司機室10，司機室10內(nèi)設置有牽引控制手柄、制動控制手柄、速度顯示表、風壓表、驅動電源監(jiān)控儀、車廂照明控制按鈕、車廂門控制按鈕、緊急制動按鈕、牽引和制動狀態(tài)顯示裝置等。本發(fā)明的特點是在動車1內(nèi)還設置有一電氣控制系統(tǒng)11和一驅動電源，驅動電源包括一逆變器12和一與其連接的直流蓄電池組13。電氣控制系統(tǒng)11連接逆變器12的一端，逆變器12的另一端分別連接直流蓄電池組 13、牽引裝置和其它輔助用電系統(tǒng)。在動車1啟動時，由駕駛員操作啟動手柄發(fā)出信號到電氣控制系統(tǒng)11中，由電氣控制系統(tǒng)11發(fā)出信號控制逆變器12，逆變器12將直流蓄電池組 13的直流電進行轉換，將轉換得到的三相交流電發(fā)送給牽引裝置，將轉換得到的24V直流電發(fā)送到其它輔助用電系統(tǒng)。在動車1行駛過程中，牽引裝置根據(jù)動車實際的運行狀態(tài)將轉速、扭矩等信息通過逆變器12返回到電氣控制系統(tǒng)11形成反饋對動車1行駛狀態(tài)進行調(diào)節(jié)。如圖1、圖3、圖4所示，本發(fā)明的每一節(jié)動車1底部均設置有兩個動力轉向架3，其中一動力轉向架設置在逆變器12下方的車體底部，另一動力轉向架3設置在相鄰的動車1 和拖車2之間。每一動力轉向架3包括有一 H型鋼板焊接的構架31，構架31由兩側梁32 和一橫梁33組成，側梁32通過橡膠堆34連接兩輪對的軸箱，側梁32通過雙卷螺旋鋼彈簧 35連接一搖枕36，搖枕36中部設置有一下心盤37，搖枕36的兩端分別設置有一用于在車體拐彎時起到輔助支撐車體的旁承38。在每一個動力轉向架3上設置兩個牽引電機39，兩個牽引電機39均采用平行于輪軸的方向布置，即將兩個牽引電機39通過螺栓與構架31的橫梁33連接，且以下心盤37為中心呈對角線對稱布置，每個牽引電機39與一級減速裝置 391連接，每個減速裝置391包括一連接牽引電機39的小齒輪和一與小齒輪嚙合的大齒輪， 大齒輪壓裝在輪對的車軸上。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的制動裝置4設置有常規(guī)的基礎制動裝置和空氣制動裝置，本發(fā)明采用電機制動、空氣制動和機械制動三種制動方式，主要以電機制動和空氣制動為主，機械制動為輔，電機制動優(yōu)先。當機車需要發(fā)生制動時，駕駛員操作制動手柄，電氣控制系統(tǒng)11發(fā)送信號通過逆變器12作用于牽引電機39，牽引電機39采用電機制動的方式使車體盡快停下來，同時機車內(nèi)的列車管開始減壓，采用空氣制動裝置帶動基礎制動裝置的制動方式作用于輪對使得車體盡快停下來。在制動過程中，如果電機制動和空氣制動的制動方式發(fā)生失效時，駕駛員操作制動手柄使基礎制動裝置直接作用于輪對進而使得車體盡快停下來，基礎制動裝置還可以作為動車組停放時防止溜車的駐車裝置。其中，當采用電機制動方式時，牽引電機39將動車的動能通過逆變器12轉換為電能可以為蓄電池組進行充 H1^ ο本發(fā)明前、后兩個動車1的車體前端分別設置呈流線型，目的是降低風阻且增強動車的美觀性，并且可以提高動車1的牽引速度以及降低蓄電池組13的能源消耗。本發(fā)明兩個動車1車體的斷面均設置呈鼓形，即車體的兩側墻具有一外凸的弧度，車體的端部設置呈平板形，且預留有安裝風擋和通過臺的接口，車體的車頂設置呈拱形，以與動車車體的流線型弧度相匹配。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的拖車2包括各節(jié)車廂20、各相鄰車廂20之間均設置有一非動力轉向架21，各相鄰車廂20之間的底部連接有一鉸接裝置22和一設置在鉸鏈裝置 22頂部的通過臺，鉸接裝置22坐落在非動力轉向架21的下心盤上，各相鄰車廂20之間的兩側通過風擋23連接。如圖5所示，本發(fā)明的非動力轉向架21設置在相鄰兩節(jié)車廂20的端部，非動力轉向架21的結構與動力轉向架3的結構類似，包括H型鋼板焊接的構架211、橡膠堆212、雙卷螺旋鋼彈簧213、搖枕214，下心盤和旁承215，由于非動力轉向架21中不需要設置驅動裝置，且非動力轉向架21兩側的車廂均呈向下凹的設置，因此非動力轉向架21的尺寸要小于動力轉向架3的尺寸，從而可以實現(xiàn)增加車廂內(nèi)的凈空間的目的。如圖6、圖7所示，鉸接裝置22包括一上部組成221、一下部組成222和一上心盤 223，上部組成221通過螺栓連接一回轉銷224，且上部組成221的伸出端連接車廂的端梁； 下部組成222通過螺栓連接一回轉銷套225，且下部組成222的伸出端連接車廂的端梁，下部組成222底部通過螺栓連接一磨耗墊226，回轉銷2 插入到回轉銷套225中，并通過螺栓連接一端蓋227在回轉銷2M上，端蓋227托設在回轉銷套225底部；將連成一體的上、 下部組成221、222坐落在上心盤223內(nèi)，將上心盤223插入非動力轉向架21的下心盤中。 最后將上部組成221、下部組成222的端部通過螺栓分別連接在相鄰兩節(jié)車廂的端梁上，通過臺連接在鉸接裝置22的上部組成221上。本發(fā)明每一車廂均采用低地板設計，即車廂的兩端高，以與非動力轉向架21配合；兩端之間的地板向下凹設，以有效地增加車廂內(nèi)的凈高度，而降低整個列車的總高度， 本發(fā)明低地板空間的有效長度可以占到整個車廂長度的80 %。與現(xiàn)有技術相同本發(fā)明的車廂上設置有電動控制車門，電動控制門可以設置有自動防擠壓裝置、與牽引裝置的互鎖裝置、緊急解鎖裝置和開關門峰鳴指示及信號燈狀態(tài)顯示裝置。本發(fā)明車廂車窗可以采用可上下分體推拉式封閉車窗，車廂內(nèi)可以設置各種式樣的座椅、扶手、照明系統(tǒng)等。上述實施例中，兩個動車1的車體與相鄰拖車2的車廂之間的連接與各相鄰車廂之間的連接基本相同，因此不再贅述。上述各實施例中，直流蓄電池組13最好采用鋰電池組，其體積小，可以隨時充電。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種窄軌電動機車，它包括前、后兩節(jié)動車，所述兩動車之間設置有拖車；所述動車內(nèi)設置有電氣控制系統(tǒng)、驅動電源和制動裝置，其特征在于每一節(jié)所述動車底部均設置有兩個動力轉向架，其中一所述動力轉向架設置在所述驅動電源下方的車體底部，另一所述動力轉向架設置在相鄰的所述動車和拖車的底部，所述拖車包括若干節(jié)采用低地板設計的車廂，各相鄰所述車廂之間均設置有一非動力轉向架；各所述動車與相鄰所述車廂之間、及各相鄰所述車廂之間的底部連接有一鉸接裝置和一設置在所述鉸鏈裝置頂部的通過臺，所述鉸接裝置坐落在所述動力轉向架或非動力轉向架的下心盤上；各所述動車與相鄰所述車廂之間、及各相鄰所述車廂之間的兩側通過風擋連接。
2.如權利要求1所述的一種窄軌電動機車，其特征在于所述鉸接裝置包括一上部組成、一下部組成和一上心盤，所述上部組成通過螺栓連接一回轉銷，且所述上部組成的伸出端連接所述車廂或所述動車的端梁；所述下部組成通過螺栓連接一回轉銷套，且所述下部組成的伸出端連接所述動車或所述車廂的端梁，所述下部組成底部通過螺栓連接一磨耗墊，所述回轉銷插入到所述回轉銷套中，并通過螺栓連接一端蓋在所述回轉銷上，所述端蓋托設在所述回轉銷套底部；將連成一體的所述上、下部組成坐落在所述上心盤內(nèi)，將所述上心盤插入到所述動力轉向架或非動力轉向架的下心盤中。
3.如權利要求1所述的一種窄軌電動機車，其特征在于每一所述動力轉向架包括由兩側梁和一橫梁組成的構架，所述側梁通過橡膠堆連接兩輪對的軸箱，所述側梁通過鋼彈簧連接一搖枕，所述搖枕中部設置有一下心盤，所述搖枕的兩端設置有支撐所述動車車體的旁承，所述橫梁的兩側呈對角線對稱布置有兩個牽引電機，每一所述牽引電機均與所述輪對的輪軸平行設置，且每一所述牽引電機均通過一級減速裝置連接所述輪對的車軸。
4.如權利要求2所述的一種窄軌電動機車，其特征在于每一所述動力轉向架包括由兩側梁和一橫梁組成的構架，所述側梁通過橡膠堆連接兩輪對的軸箱，所述側梁通過鋼彈簧連接一搖枕，所述搖枕中部設置有一下心盤，所述搖枕的兩端設置有支撐所述動車車體的旁承，所述橫梁的兩側呈對角線對稱布置有兩個牽引電機，每一所述牽引電機均與所述輪對的輪軸平行設置，且每一所述牽引電機均通過一級減速裝置連接所述輪對的車軸。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種窄軌電動機車，其特征在于每一所述非動力轉向架包括由兩側梁和一橫梁組成的構架，所述側梁通過橡膠堆連接兩輪對的軸箱，所述側梁通過鋼彈簧連接一搖枕，所述搖枕中部設置有一下心盤，所述搖枕的兩端設置有用于在所述車廂拐彎時起到輔助支撐車廂的旁承。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種窄軌電動機車，其特征在于所述低地板設計是指所述車廂底部的兩端高，兩端之間的地板向下凹設。
7.如權利要求5所述的一種窄軌電動機車，其特征在于所述低地板設計是指所述車廂底部的兩端高，兩端之間的地板向下凹設。
8.如權利要求1 7任一項所述的一種窄軌電動機車，其特征在于所述驅動電源包括有一逆變器和一與其相連接的直流蓄電池組，所述直流蓄電池組采用鋰電池組。
9.如權利要求1 8任一項所述的一種窄軌電動機車，其特征在于所述動車的車體前端設置呈流線型，所述動車車體的斷面設置呈鼓形，即車體的兩側墻具有一外凸的弧度， 車體的端部設置呈平板形，且預留有安裝所述風擋和所述通過臺的接口，車體的車頂設置呈拱形，以與所述動車的車體流線型弧度相匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種窄軌電動機車，其特征在于它包括兩節(jié)動車，兩節(jié)動車之間設置有若干拖車；每一節(jié)動車車體內(nèi)設置一電氣控制系統(tǒng)和一驅動電源，驅動電源包括一逆變器和一與其相連接的直流蓄電池組；每一節(jié)動車底部設置有兩個動力轉向架，其中一動力轉向架設置在逆變器下方的車體底部，另一動力轉向架設置在動車后端部與相鄰拖車的前端部，每一動力轉向架上設置有兩個牽引電機，兩個牽引電機均采用平行于輪軸的方向布置，每一牽引電機通過聯(lián)軸節(jié)與一級減速裝置連接；拖車包括各節(jié)車廂、若干非動力轉向架、連接在各車廂之間的風擋、通過臺和鉸接裝置。本發(fā)明可以廣泛用于煤礦開采、隧道開鑿、輕軌、地鐵等各種需要窄軌運輸?shù)膱龊稀?br> 文檔編號B61F5/00GK102501858SQ20111036156
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權日2011年11月15日
發(fā)明者李宏偉, 李秋澤, 王松巖, 諶亮 申請人:長春廣垠集團有限公司