CN100335327C - 常接触旁承 - Google Patents

Abstract

一种旁承使得转向架摇枕和铁路车辆车体间保持常接触。此旁承包括一其中央部位适合安装在摇枕上平面的底座元件，底座元件的两端端部伸出在摇枕前后侧面外边而且下沉到低于摇枕上平面。一个上盖元件安放在底座元件上方并相对底座元件可作垂向运动。上盖元件的中央部位上面设有磨耗垫，此磨耗垫与车体上的磨耗板保持常接触，上盖元件的端部也覆盖在底座元件的端部上。底座元件和上盖元件的中央部分按一定尺寸设计，使旁承的安装高度等于或小于2.75英寸。上盖元件和底座元件的端部形成一个空穴，弹性元件，如弹簧，放在每一个空穴中，以推动上盖元件相对于底座元件向上。旁承的上盖元件相对于底座元件的垂向位移可以达到0.625英寸。上盖元件的中心部位有一个凸台，此凸台与底座元件的中心部位上相对应的孔相配合。凸台和相配合的孔的接触面限制了底座元件与上盖元件之间的相互转动，也限定了上盖元件向下对底座元件的垂向位移，并起到上盖元件与底座元件的定位作用。

Description

常接触旁承

技术领域

本发明的一个实施例的特定方面涉及铁路车辆转向架，尤其是涉及屈服地抵抗转向架相对车体的蛇行运动的常接触旁承。

背景技术

铁路车辆通常包括一个车体，它的至少一端，通常两端，均支承在带有轮对的转向架上，而转向架在轨道上滚动运行。一台标准的铁路转向架通常称为三大件式，即：在转向架两侧各有一个侧架，一个摇枕处在两侧架间，它的两端分别插入两边的侧架中，两个轮对分别处在侧架前后两端。

在正常的运行中，当铁路车辆沿直线线路上运行时，转向架上摇枕的纵向轴是垂直于车体的纵向轴。车体的两端分别用枢轴支承在转向架摇枕上，所以车体可以在基本上竖直的轴线上相对于转向架摇枕摇摆和转动。这种枢轴式的连接是由特制的分别安装在摇枕上的碗形下心盘和安装在车体底架上的凸形上心盘所组成。这样，转向架就可以绕着车体上的上心盘摇摆和转动。当车辆在运行中达到一定速度和一定的动力学条件时，转向架在车体下会以一种摇头的方式做有害的振动，这种有害的振动在技术上的术语称为“蛇行运动”。当铁路车辆在空车和以速度50到60mph运行时，这种现象特别容易发生。

为了防止或减轻蛇行，铁路车辆常常采用常接触旁承这种装置。常接触旁承是安装在转向架摇枕上，位于心盘两侧。一个典型的常接触旁承总是由一个固定在摇枕上面的底座元件和一个帽子或称做上盖元件组成。这个上盖元件受位于底座元件上的弹簧作用而向上推，所以它与车体底架上的旁承磨耗板(或斜楔)相接触。常接触旁承在车体和转向架间产生了一个力，从而由于摩擦的作用而抑制了有害的蛇行运动发生的条件。

常接触旁承设计成在指定的“安装”高度上会产生一个预定力。安装高度是指从摇枕上表面到车体旁承磨耗板(或斜楔)之间的垂直距离。在此高度上，常接触旁承按设计要求在转向架摇枕和车体底架之间会产生一个预定力。当帽子被压向底座元件时，即：由于车体相对于转向架的并肩运动，弹簧产生的力增大。

在货车中，典型的安装高度为51/16(5.0625)英寸或57/16(5.4375)英寸。因此，常接触旁承的安装高度只是专门为适用于通用货车中的一种安装高度设计的。铁路罐车的这一高度远较铁路货车的这一高度小。一辆传统的罐车安装高度等于或小于23/4(2.75)英寸。因此，传统的常接触旁承的安装高度超过了传统的铁路罐车的安装高度，它不能用于铁路罐车。所以，在美国和其它地方使用的成千上万辆的铁路罐车不能安装常接触旁承。其结果是在任何编有罐车的列车中必需减速运行，以防止振动所产生的蛇行发生。所以需要一种比以前的常接触旁承高度小的常接触旁承，特别是需要一种适用于安装高度小的传统罐车上的常接触旁承。

发明内容

根据本发明的一个实施例中的特定方面，一个旁承使铁路车辆车体与转向架摇枕之间保持常接触。此旁承包括了一个底座元件，其中央部分是安装在摇枕的顶面上。该底座元件的两端各有一个空穴伸出到摇枕前后面外边并下沉到摇枕顶面以下。一个上盖元件放置于底座元件上并可以相对底座元件垂向运动。这个上盖元件的中央部位上面安有磨耗垫，此垫与车体上的磨耗板常接触。上盖元件的两端部分盖住该空穴。底座元件和上盖元件的中央部分按一定尺寸设计，这样，此旁承具有等于或小于23/4(2.75)英寸的安装高度。此处的安装高度是指转向架摇枕到车体磨耗板之间的距离。根据所举实例，底座元件和上盖元件按一定尺寸设计，所以此旁承就有23/8(2.375)英寸的安装高度。在每一个空穴中放置有弹性元件，以迫使上盖元件相对于底座元件趋向上方。在每一个空穴中弹性元件包含至少一个金属弹簧。根据所述实施例，在每一个空穴中弹性元件是由一对同轴弹簧组成。这个旁承组件的上盖元件与底座元件之间可以达到5/8(0.625)英寸的垂向位移，当然根据实际需要也可以提供较大或较小的垂向行程。

根据本发明的一个实施例的特定的其它方面，在转向架摇枕和铁路车辆车体间提供常接触的旁承，这个旁承有一个其中央部分安装在摇枕顶面上的底座元件，此底座元件两端部伸出摇枕前后侧面外边而且下沉至摇枕顶面以下。一个上盖元件保持与底座元件有一些距离地盖在底座元件上。上盖元件的中央部分有一块磨耗垫，它与车体上的磨耗板相接触。上盖元件的两端部分也是伸出摇枕前后面外边并盖住底座元件的两端部。这样，在底座元件和上盖元件的两端部均在其每一端形成一个空穴。弹性元件，如弹簧，就放在各个空穴中。弹性元件的尺寸是这样来确定的，即：在车体磨耗板与转向架摇枕间，根据预定的安装高度旁承将产生一个预定的载荷。此处安装高度是指车体磨耗板与转向架摇枕之间的距离。在上盖元件和底座元件二者中的至少一个的中心部位有这样的装置，它限制上盖元件相对于底座元件的转动。此装置还要限定上盖元件相对底座元件向下的垂向位移。此装置是这样的，即：在上盖元件和底座元件之一上设有一个凸台，此凸台是做成与另外一个部件上的对应的孔相配合。根据一个实施例，其上盖元件有一个向下伸出来的凸台，此凸台与底座元件的中心部位的对应的孔相配合。此凸台的边是成锥形的，这样在上盖元件向下移动进入底座元件孔时起到导向作用，从而使上盖元件与底座元件对准。此凸台的另一作用是上盖元件向底座元件作向下垂向移动时，限定了它向下的垂向位移，完全防止了上盖元件端部与底座元件端部的接触。当旁承压实时，凸台与孔间的表面也起到了一条传递铁路车辆车体与转向架摇枕间的力/载荷的途径。

附图说明

图1为铁路车辆转向架的顶视平面图，其中包括了根据本发明一特定实施例的特定方面的常接触旁承。

图2为图1中的常接触旁承和铁路车辆转向架的摇枕相配合的透视图。

图3A为常接触旁承与摇枕配合的前面正视图。

图3B为与图3A相似的前面正视图，但进一步表示出旁承磨耗板与铁路车辆车体的关系。

图4为常接触旁承的顶面透视分解视图。

图5为常接触旁承的前面正面分解视图。

图6为常接触旁承的底面透视图。

图7为图6的分解透视图。

图8为常接触旁承的顶面透视图。

图9为图8中的沿线9-9截面图，显示常接触旁承的安装高度。

图10为图8中的沿线10-10截面图，显示常接触旁承的安装高度。

图11为图8中的沿线11-11截面图，显示常接触旁承在它的充分受压(压实)位置。

图12为图8中的沿线12-12截面图，显示常接触旁承在它的充分受压(压实)位置。

在阅读前述本发明的概述和后面的对推荐实施例的详细描述时结合附图一起阅读，将会更好地理解本发明的内容。为了便于说明本发明所举的实例，故把所举的实例绘于图中。然而应该知道，本发明不只限于目前的结构和有助于理解而示于附图中的内容。

具体实施方式

如图1所示，一台标准的铁路车辆转向架10一般包括了一对轮对，图中只显示了一个轮对的一部分，并标为12。如图所示，轮对12有一根轴，轴端14轴颈上的轴承支承在侧架16上。众所周知，转向架10包括了一对侧架，它们与横跨的摇枕相连，图1中只绘出了摇枕的一部分并标为18。摇枕18的端部20以众所周知的方式插入左右两侧架中并弹性安装在侧架16的孔内，支承在弹簧组上(未显示)。

另外，在摇枕18上有一个心盘22，它与铁路车辆(未显示)上的车体(未显示)上相对应的枕梁上的上心盘相接触。在正常运行情况下，当铁路车辆在直线线路上行走时，每一个转向架上的摇枕18的纵向轴24一般均与车体的纵向轴25相垂直。因为车体由摇枕18所支承，所以车体能够在基本上竖直的轴线上相对于摇枕摇摆和旋转。

众所周知，一辆铁路车辆一般有两台这样的转向架10，每一台转向架各自分别支承车体一端。转向架10上心盘22的两侧分别安装了一个由本发明所提供的一对常接触旁承26。这样，一辆铁路车辆就安装了4个常接触旁承26。

如图2-4中所示，每一个旁承一般包括了一个底座元件28、一个上盖元件30和安放在底座元件与上盖元件之间的弹性元件31。在所举实例中，弹性元件包括了弹簧32、34。弹性元件31也可以用弹性橡胶件，如橡胶垫或橡胶块来代替。底座元件28包括中央部分35，它是座落在摇枕18的顶面41如旁承垫上。底座元件28的中央部位35上还开有孔36，这些孔是以便于将旁承26用螺栓38和螺帽39固定在转向架的摇枕18上。

底座元件28的两端部40伸出到摇枕18侧面的外边。当转向架10和车辆沿着直线轨道方向运行时，端部40的延伸方向一般来说垂直于摇枕18的纵向轴24，而平行于车辆的纵向轴25。底座元件28的两端部40均伸出到摇枕18的侧面外边，并且下沉到摇枕18的顶面下方。每一个端部40为一个杯状而且有一个较低内底表面42(见图9)，它低于摇枕18的顶面。此较低内底表面42支承着弹簧32、34的下端，后面对此将会有详细的说明。

端部40的底部开有排水口44(见图7)，用来排除旁承26中的积水。在端部40的侧壁上还有检查窗口46，以便不用解体旁承26就可以检查弹簧34，同时此检查口46的另外一个优点是也减轻了旁承26的总重量。

上盖元件30一般都做成帽状以便能安装在底座元件28的上方。上盖元件30的中央部分50安有磨耗垫51，它与车辆车体上的磨耗板59保持常接触。上盖元件30还有端部52，它盖在底座元件的端部40上。

底座元件与上盖元件的端部40、52形成弹簧空穴54，用它来容纳弹簧32、34(见图9-12)。在所述的实施例中，每一个弹簧空穴支承着一个内簧32和一个外簧34。弹簧32、34是相互共轴并且在底座元件的端部40的内底表面42和上盖元件的端部52的下内表面56之间被压缩。弹簧空穴54包括将弹簧32、34定位在空穴内的元件。在所述的实施例中，该元件包括在底座元件的端部40的下表面42上有一个向上凸出的环状凸缘58。此凸缘58的尺寸与内弹簧32的中心孔相配合，以便内弹簧在空穴54中定位。

在每个空穴54中放置多个弹簧的优点是可以在相对低的安装高度内获得预期的力，例如安装高度等于或小于23/4(2.75)英寸。安装高度是指从车体的磨耗板59的下表面到转向架摇枕18的旁承垫的上表面41之间的高度(见图3B和9)。底座元件和上盖元件28、30的中央部分35、50比之其两端40、52的高度要低。中央部分35、50的组成高度按一定尺寸设计以适合需要的高度。按这样设计的旁承26的实例，在安装高度为23/8(2.375)英寸时，能提供6000磅的力。相反，按传统的旁承，这样的实物其端部40、52的组合高度将达到5.26英寸。

当旁承26安装在铁路车辆上时，弹簧32、34支承上盖元件30在高位，对应于安装高度(见图9和10)，和低位(或压实)(见图11和12)之间作相对于底座元件28的垂向运动。根据所举实例，旁承26的安装高度为23/8(2.375)英寸，其上盖元件30相对于底座元件28可提供5/8(0.625)英寸的垂向行程。

当旁承安装在铁路车辆上时，需给底座元件和上盖元件28、30的定位设置一个装置来限定上盖元件相对于底座元件向下的行程和限制这些部件间的相对水平方向的运动，即：旋转、横向位移和纵向位移。这个装置包括在上盖元件30或底座元件28上的中心部位设有一个凸台。在所述的实施例中是在上盖元件30的中心部位50上有一个向下的凸台60。此凸台60是位于与底座元件28的中心部位35相对应的配合孔62处。尽管此处只显示了一个凸台和孔，但也可以多于一个以上的凸台/孔的配合。凸台60和孔62做成锥形，这样当上盖元件相对于底座元件向下运动时，在凸台和孔上的锥面将起到使上盖元件30对准底座元件28的作用。此外，在凸台60和孔62之间的锥面还起到约束上盖元件和底座元件之间的水平和垂向运动，它还作为上盖元件和底座元件28、30之间力/载荷(横向、纵向和垂向)的传递途径(见图11和12)。在凸台60和孔62之间的接触面使力/载荷远离端部40、52，而都集中在中央部位35、50处传递。当旁承26被压实，如图11和12所示，在铁路车辆车体和摇枕之间的力直接通过凸台60传递。可以从图11中看到，当旁承26被压实，在底座元件和上盖元件端部40、52之间有一个垂向间隙64，从而减小了作用在旁承26不支承端部40、52的作用力/载荷。所以底座元件和上盖元件28、30可以做得薄些，这样既减轻了旁承的总重，又降低了其安装高度。

上盖元件30还包括了一个向下延伸出来的侧壁66，它的尺寸使其绕底座元件28的周边延伸。侧壁是封闭环形，与底座元件28的外围面之间是滑动配合。在所述实施例中，底座元件28的端部40处有向外凸出的弓形肋或凸缘68。此弓形凸缘68在侧壁66的弓形端内部配合，起到上盖元件30与底座元件28之间的定位作用，和限制上盖元件与底座元件之间的水平运动。弓形凸缘68是经过硬化处理的，即用火焰硬化法来改进它们的耐磨特性。在组装旁承26时，侧壁起到了上盖元件30对底座元件28之间的对准作用。当旁承被压实时(见图11)，旁承26在侧壁66和弓形凸缘68之间留有小的间隙。在所举实例中，此间隙为0.02英寸。当旁承26压实时，此间隙减低了端部40、52处的应力。

尽管本发明是参照了一个实施例来进行描述，但是对本领域的技术人员来说，可以进行各种变化和用等同的结构来代替，而不会脱离发明的本意。此外，按发明的旨意可以进行许多的修改以适应特殊的情况或材料，而不脱离它的本意。因此，对那些不受本发明限制的特殊实例是意料之中的，但是此发明包括了在所附的权利要求书范围中的所有实施例。

Claims (16)

1.一种与铁路车辆车体和转向架共同使用的常接触旁承，此车体上有一个前后向的纵向轴和一个在距该纵向轴侧面一定距离的磨耗板，转向架包括一个摇枕，摇枕有一条纵向轴，当车体和转向架沿直线方向向前滚动运行时，摇枕的纵向轴一般是垂直于车体的纵向轴，该常接触旁承包括：

一个底座元件，其具有中央部分和两端部，底座元件的中央部分安装在摇枕顶面上，两端部则在摇枕的前后面外边向下和向外延伸；

一个上盖元件，它与底座元件保持一定距离而覆盖在底座元件上方，具有中央部分和两端部，中央部分包括一块磨耗垫与车体上的磨耗板保持接触，上盖元件的两个端部分别覆盖在底座元件的两个端部上，上盖元件和底座元件在它们的每个端部共同组成了一个空穴；

在每一个空穴内设置至少一个弹性元件，在车体磨耗板到转向架摇枕之间测量的预定的安装高度上，所述弹性元件使旁承在车体磨耗板与转向架摇枕之间产生一预定载荷；和

在上盖元件和底座元件二者至少其中之一的中心部位上设置了一装置来限制底座元件与上盖元件相互之间的转动和垂向位移，

在上盖元件和底座元件其中之一上设置一个凸台，此凸台与另一元件上对应的孔相配合，

其中，所述凸台呈锥形，这样当上盖元件相对于底座元件向下运动时，就可引导凸台进入对应的孔中，从而使上盖元件与底座元件对准。

2.如权利要求1所述的常接触旁承，其中，该凸台包括在上盖元件的中心部位向下伸出来的凸台。

3.如权利要求1所述的常接触旁承，其中，在上盖元件相对于底座元件向下垂直移动过程中，凸台限定了上盖元件相对于底座元件的垂直向下方向的位移，足以防止上盖元件端部与底座元件的端部相碰。

4.如权利要求1所述的常接触旁承，其中，弹性元件包括金属弹簧。

5.如权利要求1所述的常接触旁承，其中，在每一个空穴内设置一对同心安装的弹簧。

6.如权利要求5所述的常接触旁承，其中，底座元件表面进一步限定了使弹簧在空穴内定位的结构。

7.如权利要求1所述的常接触旁承，其中，上盖元件和底座元件的中央部分的尺寸使旁承的安装高度等于或小于2.75英寸。

8.如权利要求7所述的常接触旁承，其中，旁承的安装高度为2.375英寸。

9.如权利要求1所述的常接触旁承，其中，上盖元件、底座元件和弹性元件可提供上盖元件相对于底座元件的垂直向下方向的位移达0.625英寸。

10.一种在铁路车辆车体磨耗板、铁路转向架摇枕之间保持常接触的减低高度的旁承，这个常接触旁承在车体磨耗板和转向架之间测量的预定的安装高度上在车体和转向架摇枕间产生一个预定载荷，该常接触旁承包括：

一个中央部分安装在摇枕顶面上的底座元件，而它的空穴位于摇枕两侧面的外边；

上盖元件，其安装在底座元件上可相对于底座元件垂直向下运动，该上盖元件具有中央部分和端部，中央部分有一块磨耗垫并与车体上的磨耗板保持常接触，上盖元件的端部覆盖在空穴上，底座元件和上盖元件的中央部分是按一定尺寸设计的，此旁承的安装高度等于或小于2.75英寸；和

在每一个空穴内设置的弹性元件，其迫使上盖元件相对于底座元件趋向上方，

在上盖元件和底座元件其中之一上设置一个凸台，此凸台与另一元件上对应的孔相配合，

所述凸台呈锥形，这样当上盖元件相对于底座元件向下运动时，就可引导凸台进入对应的孔中，从而使上盖元件与底座元件对准。

11.如权利要求10所述的常接触旁承，其中，底座元件和上盖元件的中央部分是按一定尺寸设计的，旁承的安装高度为2.375英寸。

12.如权利要求10所述的常接触旁承，其中，上盖元件、底座元件和弹性元件可提供上盖元件相对于底座元件达0.625英寸的垂直向下方向的位移。

13.如权利要求10所述的常接触旁承，进一步包括了限制底座元件和上盖元件间相互转动的装置。

14.如权利要求10所述的常接触旁承，其中，凸台进一步用来限定上盖元件相对于底座元件向下的位移。

15.如权利要求10所述的常接触旁承，还包括在上盖元件上形成的向下延伸的侧壁，在安装旁承过程中，该侧壁围绕底座元件的一部分相配合，以使上盖元件对准底座元件。

16.如权利要求10所述的常接触旁承，其中，弹性元件包括金属弹簧。

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