CN1010847B - 车辆转向架的自行调节机构 - Google Patents

Abstract

一种铁路车辆转向架的自行调节机构，由两根斜向布置的轴箱拉杆将轮对与转向架构架连接在一起，构成空间梯形四连杆机构。当车辆运行在线路曲线位置时，可使轮对轴线与线路的曲线半径方向保持一致，从而减轻轮、轨磨耗，减小运行阻力。

Description

本发明属于铁路车辆转向架的自行调节机构。

具有自行调节机构的转向架，当车辆运行在线路曲线位置时，其轮对能够相对于转向架构架自行偏转，从而使轮对轴线趋于并达到线路曲线半径方向。

常规转向架，没有上述自行调节机构，当车辆运行在线路曲线位置时，轮对轴线不能趋于线路曲线半径方向，存在冲角。转向架只能依赖轮缘与钢轨侧面的接触实现导向，因而轮、轨磨损严重，运行阻力增大，并导致线路质量的恶化。

已知的车辆转向架的自行调节机构，如DT-2419989，是一种水平方向的平面四连杆机构。当车辆运行在线路曲线位置时，受离心力作用，该自行调节机构可使轮对伴随着与转向架构架之间的相对横向位移，实现相对偏转，从而可使轮对轴线，趋于线路曲线半径方向。由于其相对偏转量的大小，取决于它的相对横向位移量，因此，当线路曲线半径较小，而轮对与转向架构架之间的相对横向位移量受转向架结构上的限制又不可能太大时，轮对与转向架构架之间所形成的相对偏转量，难以使轮对轴线达到线路曲线半径方向。此外，对应于一定的线路曲线半径，为使轮对轴线与线路曲线半径方向保持一致，轮对与转向架构架之间。应有一定的相对偏转量。而实际形成的相对偏转量由于受当时的车辆运行速度等因素的影响，难以与所要求的值保持一致，因此也难以使轮对轴线，恰好处于线路曲线半径方向。

本发明的目的是提供一种车辆转向架的自行调节机构。该机构可适用于较小的线路曲线半径，并且能够在不同的线路曲线半径及车辆运行速度情况下，使其对应形成的轮对与转向架构架之间的相对偏转量与线路曲线半径所要求的值保持一致，并且无须在轮对与转向架构架之间伴随较大的相对横向位移，从而使轮对轴线能够恰好处于线路的曲线半径方向。

本发明所述的车辆转向架的自行调节机构，是一种空间梯形四连杆机构。同一轮对的两个轴箱，通过两根斜向布置的轴箱拉杆与转向架构架相连接。转向架构架通过轴箱弹簧和轴箱，支承在轮对上。两根轴箱拉杆分别在转向架构架和轮对的两个轴箱上各有两个弹性铰接点。在转向架构架上的两个铰接点的水平距离小于在轴箱上的两个铰接点的水平距离;在转向架构架上的两个铰接点的高度高于在轴箱上的两个铰接点的高度。轴箱拉杆在轴箱上的铰接点，位于轮对的轴中心线以下，设置在轴箱两侧的轴箱弹簧，对轴箱的摆动，具有复原作用。

当车辆运行在线路的曲线位置时，为使轮对轴线趋于并达到线路曲线半径方向，轮对相对于转向架构架，应有足够的偏转量。

本发明所述转向架的自行调节机构，从以下三个方面提供轮对与转向架构架之间的相对偏转：

（1）在本发明所述的自行调节机构中，由于两根轴箱拉杆在转向架构架上的两个铰接点的距离小于在轴箱上的两个铰接点的距离，当车辆运行在线路曲线位置时，受离心力作用，伴随着轮对与转向架构架之间的相对横向位移，可使轮对相对于转向架构架产生偏转。从而使轮对轴线趋向于线路曲线半径方向。

（2）在本发明所述的自行调节机构中，由于两根轴箱拉杆在转向架构架上的两个铰接点的高度高于在轴箱上的两个铰接点的高度，轴箱拉杆与水平面构成夹角，当车辆运行在线路曲线位置时，受离心力作用，引起两侧轮重的增、减载，使一侧轴箱拉杆与水平面的夹角减小，从而轴箱与转向架构架的相对水平距离增大，同时使另一侧轴箱拉杆与 水平面的夹角增大，从而轴箱与转向架构架的相对水平距离减小，于是轮对相对于转向架构架产生偏转，从而使轮对轴线进一步趋向于线路曲线半径方向，必须指出，这一部分的轮对偏转量，无须在轮对与转向架构架之间伴随相对横向位移。

（3）在本发明所述的自行调节机构中，由于轴箱拉杆在轴箱上的铰接点，位于轮对的轴中心线以下，受纵向力作用，轴箱将产生摆动，并使轴箱与转向架构架的相对水平距离产生变化。当车辆运行在线路曲线位置时，如果轮对轴线与线路曲线半径方向不一致，势必产生轮对与线路之间的相对横向位移。此时，由于轮对踏面锥度的存在，轮对与转向架构架之间可产生相对偏转，从而使轮对轴线自动处于线路曲线半径方向。同一轮对的两个轴箱产生不同方向或不同角位移量的摆动，可为轮对在此时的偏转从结构上提供必要的条件。设置在轴箱两侧的轴箱弹簧，在轴箱摆动时产生复原力矩，当外界因素消失时，该复原力矩可使轴箱回复到正位。

当车辆运行在线路曲线位置时，上述三个方面所提供的轮对与转向架构架之间的相对偏转，是相互匹配，同时进行的，第（1）、（2）两个方面可为轮对轴线趋于线路曲线半径方向提供必要的相对偏转量。由于所提供的这一部分相对偏转量，受车辆运行速度等因素的影响，与线路曲线半径所要求的值相比较，有可能偏大或偏小，此时，第（3）方面所提供的相对偏转量，可以自行调节，使轮对轴线与线路曲线半径方向保持一致。

本发明所述的自行调节机构，可使轮对在转向架构架上，具有一定的定位刚度，其定位刚度值，由各个弹性铰接点及轴箱弹簧所具有的弹性刚度所形成，以保证车辆具有良好的运行性能。

以下结合附图所示的实施例，对本发明作进一步说明。

图1，转向架的正视图。

图2，图1的局部示意图。

图3，图1的俯视示意图。

图4，轴箱拉杆26的局部剖视图。

如图1所示，轮对24上的两个轴箱25，通过两根斜向布置的轴箱拉杆26与转向架构架23相连接。同时，转向架构架23通过轴箱弹簧中的矩形橡胶弹簧21及螺旋圆弹簧22，经轴箱25支承在轮对24上。两根轴箱拉杆26分别在转向架构架23和轴箱25上各有两个铰接点G₁、G₂和Q₁、Q₂。在图4中，30为拉杆轴，31为缓冲垫，32为橡胶圈，33为拉杆体，34为轴垫，35为挡环，由于橡胶圈32和缓冲垫31是弹性元件，因此，铰接点G₁、G₂和Q₁、Q₂是弹性铰接，具有类似于“万向节”的功能。

在图3中，铰接点G₁、G₂的水平距离为1980毫米，铰接点Q₁、Q₂的水平距离为2056毫米。如图3所示，由于轴箱拉杆26在转向架构架23上的两个铰接点G₁、G₂的水平距离小于在轴箱25上的两个铰接点Q₁、Q₂的水平距离，当车辆运行在线路曲线位置时，受离心力作用，伴随着轮对24与转向架构架23之间的相对横向位移，轮对24相对于转向架构架23可产生偏转。偏转以后的轮对位置如Q1′、Q2′所示。

在图2中，铰接点G₁（G₂）高于铰接点Q₁（Q₂），其高度差H为40毫米。由于轴箱拉杆26在转向架构架23上的铰接点C₁（G₂）高于在轴箱25上的铰接点Q₁（Q₂），当车辆运行在线路曲线位置时，受离心力作用，引起内、外两侧轮重的增、减载。位于线路内侧的铰接点G₁，因轮重减载而升高，铰接点G₁、Q₁之间的水平距离L₂减小;位于线路外侧的铰接点G₂，因轮重增载而降低铰接点G₂、Q₂之间的水平距离L₂增大。由此使轮对24相对于转向架23产生偏转。为保证这一部分的偏转达到预期要求。铰接点G₁（G₂）与铰接点Q₁（Q₂）之间的高度差H应大于轴箱弹簧的静挠度值。由于轮对24的这一部分相对偏转量是由于内、外侧轮重增、减载所形成的，因而无须在轮对24与转向架构架23之间伴随相对横向位移。

如图2所示，由于轴箱拉杆26在轴箱25上的铰接点Q₁（Q₂）位于轮对24的轴中心线以下，受纵向力作用，轴箱25将产生摆动，并使轴箱25的回转中心点0与转向架构架23的纵向水平距离L₁产生变化。当车辆运行在线路曲线位置时，如果轮对24的轴线与线路曲线半径方向不一致，势必产生轮对24与线路之间的相对横向位移。由于轮对24踏面锥度的存在，可使轮对24的其中一侧车轮的滚动圆直径加大，同时使另一侧车轮的滚动圆直径减小。在车轮滚动圆直径加大的那一侧的轴箱25，经摆动而使L₁加大，同时在车轮滚动圆 直径减小的那一侧的轴箱25，径摆动而使L₁减小，于是轮对24相对于转向架构架23，将产生一个附加的偏转量，使轮对24的轴线与线路曲线半径方向保持一致。设置在轴箱25两侧的矩形橡胶弹簧21，在轴箱25摆动时产生复原力矩，当外界因素消失时，该复原力矩可使轴箱25回复到正位。

具有上述自行调节机构的转向架，当车辆运行在线路曲线位置时，可使轮对轴线与线路曲线半径方向保持一致，从而可减轻轮、轨间的磨耗，减小运动阻力。

Claims (2)

1、一种铁路车辆转向架的自行调节机构，由两根轴箱拉杆将转向架构架与同一轮对的两个轴箱连接在一起，转向架构架通过轴箱弹簧和轴箱，支承在轮对上，轴箱弹簧设置在轴箱两侧，其特征是：两根轴箱拉杆，斜向布置，在转向架构架上和同一轮对的两个轴箱上各有两个连接点；所述的连接点为弹性铰接；轴箱拉杆在转向架构架上的连接点，高于它在轴箱上的连接点；轴箱拉杆在转向架构架上的两个连接点的水平距离，小于它在轴箱上的两个连接点的水平距离；轴箱拉杆在轴箱上的连接点，位于轮对的轴中心线以下。

2、如权利要求1所述的铁路车辆转向架的自行调节机构，其特征是：轴箱拉杆上端连接点与下端连接点的高度差，大于轴箱弹簧的静挠度值。

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