CN100429104C - 一种低动力作用货车转向架 - Google Patents
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Abstract
一种铁路货车转向架，包括轮对、轴箱、摇枕、侧架，轴箱上有承载鞍，侧架通过承载鞍支承于轴箱上，其中，承载鞍顶部与侧架之间设有轴箱弹簧，承载鞍侧部与侧架之间还设有剪切弹簧。本发明转向架的轴箱悬挂不仅可以提供轮对所需的纵、横向弹性定位刚度，而且大幅度降低了簧下质量，改善了车辆的振动性能，减小了轮轨之间的动作用力。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁道车辆部件，尤其是指一种铁路货车转向架部件的结构，国际专利分类号为B61F05/02，主要用于新型高速铁路货车转向架。
背景技术
转向架是铁路货车车厢以下的部分。铁路货车转向架按弹簧悬挂装置分类一般分为一系弹簧悬挂和二系弹簧悬挂两种。多系弹簧悬挂的转向架很少采用。由于一系弹簧悬挂转向架结构简单，便于维修、制造，成本较低，一般多用于货车转向架。以往，我国生产的货车转向架均以此类转向架为主，以此类转向架只能与每小时50公里至80公里的列车运行时速相匹配，不利于货车提速；加之我国是客车与货车混合运行，货车时速滞后，严重制约了客车运行。而二系弹簧悬挂转向架虽然结构比较复杂，采用的零、部件较多，但是由于该类型转向架两次利用车体底架至轮对之间的有限空间，具有较大的弹簧静挠度，明显改善了车辆的运行品质，但此类转向架的结构较为复杂，成本也较高。因此，二系弹簧悬挂转向架一般多用于客车转向架。传统的货车转向架或是抗菱刚度小，性能差，运行速度不高；或是转向架簧下质量大，轮轨间的磨耗严重，车辆的维护成本较高。中国专利ZL99248108.2(公开号为：CN2388083)公开了一种铁路货车转向架，该转向架包括轮对、侧架、摇枕、减振装置、承载鞍、弹簧，其中，两根支撑杆交叉穿过摇枕腹部的预留孔，支撑杆两端与两侧架弹性地连为一体，所述侧架的两端借助于弹性剪切垫和承载鞍支承在轮对上。除可防止两侧架发生“菱形错位”外，还可以使运行平稳，减少轮轨磨耗；可改善车辆的垂直与水平动力性能，并同时改善其曲线通过性能，提高转向架的蛇行运动临界速度，降低轮轨之间的磨耗。中国专利ZL01279978.5(公开号为：CN2513855)公开了另一种摇动式铁路货车转向架，包括：轮对；转向架侧架跨设在轮对上，所述侧架的两端为可摇动地与承载鞍相联接并支撑在轮对上；承载鞍设置在所述侧架与轮轴轴承间；一摇枕，其两端下部设有弹簧及减振装置；一弹簧托板位于上述摇枕的下部，其两端可摇动地设置于两侧架上，上述弹簧及减振装置设置在该弹簧托板上。它能保证两侧架沿车体横向同步摇动，实现转向架的横向释放，减轻轮轨之间的横向激扰，提高转向架的横向稳定性和蛇行运动临界速度，达到超临界速度设计思想的目的，满足高速运行的需要。中国专利ZL01275171.5(公开号为：CN2517641)公开了一种高速货车转向架，包括轮对、构架及摇枕，其中，所述转向架的构架与轮对之间设有轴箱悬挂装置，该构架与车轮轴之间设有盘形基础制动装置，车轮轴的端部设有机械式防滑器，所述摇枕借助于中央橡胶堆弹性悬挂装置与构架相联接，该摇枕的两端与构架间还设有纵向牵引拉杆装置，摇枕顶部两侧设有悬挂式常接触弹性旁承。该转向架可提高转向架的抗菱刚度，为轮对提供合理的纵向、横向定位刚度，改善车辆的垂向和横向振动性能，确保摇枕与构架之间的正位，并可提高转向架的蛇行运动临界速度，使列车最高运行速度可达160km/h，保证转向架具有稳定的制动性能。但是上述专利仍没有从弹簧悬挂上考虑，所以在提高抗菱性，优化转向架的低动力性能等方面仍存在一些局限性，所以性能仍不能满足要求，很有必要对此进一步加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有铁路货车转向架的不足，提出一种基于铁路货车转向架弹簧悬挂系统的改进型低动力作用转向架，该转向架在抗菱性，转向架的低动力性能等方面有更为突出的效果。
为实现本发明的目的，本发明所提出的技术实施方案是：包括轮对、承载鞍、侧架组成、摇枕组成、柔性对角连接装置、基础制动、常接触式旁承等，承载鞍上有轴箱弹簧，侧架通过轴箱弹簧支承于轴箱上。采用两系悬挂转向架结构，在货车转向架的侧架组成与承载鞍之间增设一系悬挂系统，一系悬挂系统为轴箱弹簧结构；在两侧架组成之间设置有柔性对角连接杆装置，并在在转向架摇枕组成上装有两常接触弹性旁承。通过三个环节来改善转向架的低动力性能。其中，一系悬挂系统为轴箱悬挂系统，该轴箱悬挂系统不仅可以提供轮对所需的纵、横向弹性定位刚度，而且轴箱弹簧挠度可达15mm之多，大幅度地降低了簧下质量，改善车辆振动性能，减小轮轨之间的动作用力。侧架柔性对角连接杆安装在两侧架内侧，同时该转向架利用安装在侧架柔性对角连接杆上的橡胶套的径向刚度来提供转向架抗菱刚度以达到提高车辆运行速度的目的，并在转向架摇枕组成上装了常接触弹性旁承，该弹性旁承实现了纵、垂向弹性定位，纵向无间隙，为无磨耗结构，旁承磨耗板采用合成材料，从而改进了车辆动力学性能，提高了车辆运行品质。
综上所述，该货车转向架，通过在侧架之间安装柔性对角连接杆和在侧架及承载鞍之间安装一个轴箱橡胶弹簧和一个剪切弹簧，缓解了轮轨间的动作用力、有效的克服转向架菱形变位，提高转向架抗菱刚度，提高了车辆运行速度，改善车辆运行品质。
附图说明
图1转向架主视结构示意图；
图2转向架左视结构示意图；
图3转向架俯视结构示意图；
图4转向架轴箱弹簧安装示意图；
图5常接触弹性旁承结构示意图；
图6承载鞍剪切弹簧示意图；
图7柔性对角连接杆结构示意图；
图8对角连接杆铰销结构示意图；
图9对角连接杆示意图；
图10对角连接杆铰柔性套示意图。
图中：1-侧架组成 2枕组成 3-基础制动 4-常接触弹性旁承5-柔性对角连接杆 6-斜楔组成 7-轮对组成 9-中心销组成 11-承载鞍 12-承载鞍剪切弹簧 13-轴箱弹簧 14-心盘磨耗盘 15-中央内圆弹簧 16-中央外圆弹簧 17-轴箱弹簧座 18-轴箱弹簧盖19-轴箱弹簧外套 20-轴箱弹簧内套 21-弹性旁承弹性垫 22-弹性旁承支撑件 23-弹性旁承内垫 24-弹性旁承外壳 25-剪切弹簧内侧板 26-剪切弹簧挂件 27-剪切弹簧外侧板 28-剪切弹簧弹性元件29-对角连接杆柔性铰销 30-对角连接杆铰销弹性套 31-对角连接杆铰销轴 32-铰销柔性套内套 33-铰销柔性套弹性体 34-铰销柔性套外套 35-锥形的弹性元件35。
具体实施方式
附图给出了本发明的一个实施例，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护并不局限于实施例所示的内容。
从附图可以看出，本发明是一种铁路货车转向架，该转向架为一种低动力作用货车转向架，采用两系悬挂转向架结构，在传统货车转向架的侧架与承载鞍之间增设一系悬挂系统，一系悬挂系统为轴箱弹簧结构；并在一系悬挂系统两侧架内侧增加了两侧架柔性对角连接装置；又在侧架与承载鞍之间设置了两个与侧架和承载鞍均无间障的剪切弹簧，通过三个环节来改善转向架的低动力性能。其中，一系悬挂系统为轴箱悬挂系统，该轴箱悬挂系统不仅可以提供轮对所需的纵、横向弹性定位刚度，而且轴箱弹簧挠度可达15mm之多，大幅度地降低了簧下质量，改善车辆振动性能，减小轮轨之间的动作用力。侧架柔性对角连接杆安装在两侧架内侧，便于安全的更换闸瓦，同时该转向架利用安装在侧架柔性对角连接杆上的橡胶套的径向刚度来提供转向架抗菱刚度以达到提高车辆运行速度的目的，并在转向架摇枕组成上装了常接触弹性旁承，该弹性旁承实现了纵、垂向弹性定位，纵向无间隙，为无磨耗结构，旁承磨耗板采用合成材料，从而改进了车辆动力学性能，提高了车辆运行品质。
该低动力作用货车转向架包括侧架组成1、轮对组成7、中心销组成9、斜楔组成6、心盘磨耗盘14，以及由中央内圆弹簧15和中央外圆弹簧16所构成的二系弹性悬挂，侧架组成1安放在承载鞍11上，承载鞍11又安放在轮对组成7上，货车车厢则安放在心盘磨耗盘14上，并通过中心销组成9定位，心盘磨耗盘14又安放在摇枕组成2上，并通过斜楔组成6安放在中央内圆弹簧15和中央外圆弹簧16所构成的二系弹性悬挂上，中央内圆弹簧15和中央外圆弹簧16所构成的二系弹性悬挂又安放在侧架组成1上，形成一种悬挂结构。在侧架组成1还安装有基础制动3。其特征在于：在货车转向架的侧架与承载鞍之间增设一系悬挂系统。所述的一系悬挂系统为轴箱弹簧结构。轴箱弹簧结构是在侧架组成1与承载鞍11之间设有轴箱弹簧13，轴箱弹簧13下平面支承在承载鞍11上，侧架组成1则架设在轴箱弹簧13上并通过圆柱孔进行定位，并且在承载鞍11侧部与侧架组成1之间设有承载鞍剪切弹簧12，承载鞍剪切弹簧12固定在侧架组成1导框上，与承载鞍11为弹性接触，货车转向架的轴箱定位是通过轴箱弹簧13和承载鞍剪切弹簧12实现其弹性定位，形成一系悬挂系统，货车转向架通过上述结构来获得轮对合适的纵、横、垂向刚度。
在两侧架组成1之间设置有柔性对角连接杆装置，柔性对角连接杆装置为两个一组的两柔性对角连接杆5，每两柔性对角连接杆5为上下交叉结构。为了安全的更换闸瓦，两柔性对角连接杆5安装在两侧架组成1中间，其上下位置尽量靠近轮对组成7中心线，前后位置以不与相关零件干涉并尽量加大其跨距，两柔性对角连接杆5通过四个对角连接杆铰销轴31和对角连接杆铰销弹性套30与两侧架组成1连接，以提高转向架的临界速度和曲线通过能力。
为了抑制车体的摇头运动，在转向架摇枕组成2上还装有两常接触弹性旁承4。在车辆运行过程中，车体上的上旁承与摇枕上的常接触弹性旁承4处于常接触状态。常接触弹性旁承4与货车车厢和转向架摇枕在纵向为无间隙接触，实现了纵、垂向弹性定位，为无磨耗结构，常接触弹性旁承4磨耗板采用合成材料制作，从而改进了车辆动力学性能，提高了车辆运行品质。
其中，所述的轴箱弹簧13为锥形弹性体结构，内面为锥形的弹性元件35，在锥形的弹性元件35外表面套有轴箱弹簧外套19，锥形的弹性元件35内表面镶有轴箱弹簧内套20，为了稳定轴箱弹簧外套19和轴箱弹簧内套20，又分别在轴箱弹簧外套19外套有轴箱弹簧盖18，在轴箱弹簧内套20上套有轴箱弹簧座17，轴箱弹簧座17支承在承载鞍11上；所述的常接触弹性旁承4为无磨耗弹性体金属结构，在常接触弹性旁承4的上表面为一层弹性旁承弹性垫21，弹性旁承弹性垫21为磨耗板，可以是采用合成材料制作，弹性旁承弹性垫21固定在弹性旁承支撑件22上，可以是弹性旁承弹性垫21与弹性旁承支撑件22硫化为一体的，也可以是通过紧固件连接在一起的，在弹性旁承支撑件22的底部设有调整弹性旁承4高度的弹性旁承内垫23，且弹性旁承支撑件22与弹性旁承内垫23一起安放在弹性旁承外壳24的安装孔内；所述的承载鞍剪切弹簧12为一弹性金属结构件，可以是两级刚度的剪切弹簧，中心为一板式剪切弹簧弹性元件28，剪切弹簧弹性元件28为板状结构，内面与剪切弹簧内侧板25连接为一体，外面与剪切弹簧外侧板27连接为一体，形成一种整体的弹性橡胶金属结构件，在剪切弹簧内侧板25还设有剪切弹簧挂件26，剪切弹簧12通过剪切弹簧挂件26挂在承载鞍11上；所述的两柔性对角连接杆5为弹性连接的杆结构，两柔性对角连接杆5在两侧架组成1之间交叉布置，并且每一个柔性对角连接杆5的两端分别通过对角连接杆柔性铰销29与侧架组成1相连，对角连接杆柔性铰销29包括一对角连接杆铰销弹性套30和对角连接杆铰销轴31，对角连接杆铰销弹性套30镶嵌在柔性对角连接杆5的安装孔内，并通过对角连接杆铰销轴31固定在侧架组成1上，对角连接杆铰销弹性套30为一多层结构弹性金属元件，中心为铰销柔性套弹性体33，铰销柔性套弹性体33外套有铰销柔性套外套34，铰销柔性套弹性体33内套有铰销柔性套内套32。
车体重量的传递过程为：心盘-摇枕-中央弹簧-侧架-轴箱弹簧-承载鞍-轴承-车轴-轮对-钢轨。在车辆上下振动过程中，承载鞍剪切弹簧也相对承载鞍上下运动，故剪切弹簧设置了两级刚度以提供轮对合适的纵向定位刚度。
Claims (10)
1.一种低动力作用货车转向架，包括轮对、承载鞍、侧架组成、摇枕组成、柔性对角连接装置、基础制动、常接触式旁承等，承载鞍上有轴箱弹簧，侧架通过轴箱弹簧支承于轴箱上，其特征在于：采用两系悬挂转向架结构，在货车转向架的侧架组成与承载鞍之间增设一系悬挂系统，在两侧架组成之间设置有柔性对角连接杆装置，并在转向架摇枕组成上装有常接触弹性旁承。
2.根据权利要求1所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的一系悬挂系统为轴箱弹簧结构，在侧架组成(1)与承载鞍(11)之间设有轴箱弹簧(13)，轴箱弹簧(13)下平面支承在承载鞍(11)上，侧架组成(1)则架设在轴箱弹簧(13)上并通过圆柱孔进行定位，并且在承载鞍(11)与轮对组成(7)之间设有承载鞍剪切弹簧(12)，承载鞍剪切弹簧(12)固定在侧架组成(1)导框上，与承载鞍(11)为弹性接触，货车转向架的轴箱定位是通过轴箱弹簧(13)和承载鞍剪切弹簧(12)实现其弹性定位，形成一系悬挂系统。
3.根据权利要求2所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的轴箱弹簧(13)为锥形弹性体结构，内面为锥形的弹性元件(35)，在锥形的弹性元件(35)外表面套有轴箱弹簧外套(19)，锥形的弹性元件(35)内表面镶有轴箱弹簧内套(20)，为了稳定轴箱弹簧外套(19)和轴箱弹簧内套(20)，又分别在轴箱弹簧外套(19)外套有轴箱弹簧盖(18)，在轴箱弹簧内套(20)上套有轴箱弹簧座(17)，轴箱弹簧座(17)支承在承载鞍(11)上。
4.根据权利要求2所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的轴箱弹簧挠度至少为15mm。
5.根据权利要求1所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的柔性对角连接杆装置为两个一组的两柔性对角连接杆(5)，每两柔性对角连接杆(5)为上下交叉结构；两柔性对角连接杆(5)安装在两侧架组成(1)中间，其上下位置尽量靠近轮对组成(7)中心线，前后位置以不与相关零件干涉并尽量加大其跨距，两柔性对角连接杆(5)通过四个对角连接杆铰销轴(31)和对角连接杆铰销弹性套(30)与两侧架组成(1)连接。
6.根据权利要求5所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的两柔性对角连接杆(5)为弹性连接的杆结构，两柔性对角连接杆(5)在两侧架组成(1)之间交叉布置，并且每一个柔性对角连接杆(5)的两端分别通过对角连接杆柔性铰销(29)与侧架组成(1)相连，对角连接杆柔性铰销(29)包括一对角连接杆铰销弹性套(30)和对角连接杆铰销轴(31)，对角连接杆铰销弹性套(30)镶嵌在柔性对角连接杆(5)的安装孔内，并通过对角连接杆铰销轴(31)固定在侧架组成(1)上，对角连接杆铰销弹性套(30)为一多层结构弹性金属元件，中心为铰销柔性套弹性体(33)，铰销柔性套弹性体(33)外套有铰销柔性套外套(34)，铰销柔性套弹性体(33)内套有铰销柔性套内套(32)。
7.根据权利要求1所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的常接触弹性旁承在车辆运行过程中，车体上的上旁承与摇枕上的常接触弹性旁承(4)处于常接触状态，常接触弹性旁承(4)与货车车厢和转向架摇枕在纵向为无间隙接触，为无磨耗结构。
8.根据权利要求1所述的铁路货车转向架，其特征在于：所述的常接触弹性旁承(4)为弹性体金属结构，在常接触弹性旁承(4)的上表面为一层弹性旁承弹性垫(21)，弹性旁承弹性垫(21)固定在弹性旁承支撑件(22)上，在弹性旁承支撑件(22)的底部设有调整弹性旁承(4)高度的弹性旁承内垫(23)，且弹性旁承支撑件(22)与弹性旁承内垫(23)一起安放在弹性旁承外壳(24)的安装孔内。
9.根据权利要求7所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的常接触弹性旁承(4)磨耗板为合成材料；弹性旁承弹性垫(21)是合成材料结构，且弹性旁承弹性垫(21)与弹性旁承支撑件(22)硫化为一体的或是通过紧固件连接在一起的。
10.根据权利要求2所述的低动力作用货车转向架，其特征在于：所述的承载鞍剪切弹簧(12)为一弹性金属结构件，可以是两级刚度的剪切弹簧，中心为一板式剪切弹簧弹性元件(28)，剪切弹簧弹性元件(28)为板状结构，内面与剪切弹簧内侧板(25)连接为一体，外面与剪切弹簧外侧板(27)连接为一体，形成一种整体的弹性橡胶金属结构件，在剪切弹簧内侧板(25)还设有剪切弹簧挂件(26)，剪切弹簧(12)通过剪切弹簧挂件(26)挂在承载鞍(11)上。
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