CN101451584A - 一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及一种铁道车辆及汽车的减振装置及其安装使用方法。它包栝将现有车辆的圆柱型螺旋压缩弹簧改为变径截锥形螺旋压缩弹簧，并采用适当的截锥锥度和适当放开车辆转向架上两个弹簧排列间隔距离的方法，以其锥度来确定弹簧的自由高度和有效圈数的方法，来抑制车辆运行中的横向振动，垂向振动和蛇形运动。由于采用了适当的截锥锥度的圆锥形弹簧和适当地放开车辆转向架上每组两个圆锥形弹簧的支承车体的距离，可有效地消除或缓解车辆的共振。因此对解决高速车辆横向晃车和蛇形运动十分有利，提高了车辆运行的平稳性，安全性和旅客列车的舒适性，适合在各种铁道车辆和汽车上采用。

Description

一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种铁道车辆和汽车使用的减振部件及其安装使用法，特别涉及一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置及安装方法。

背景技术

随着运输业的发展，高速、重载、平稳运行是车辆运输业追求的目标，尤其是轨道交通机车车辆，随着其速度的不断提高，车轮转速加大，轮缘冲击轨道的激振力也显著增加，机车车辆在运行中的振动急剧增大，摇晃严重，大大影响了车辆运行的平稳性、安全性和旅客列车的舒适性。机车车辆在高速运行中的会产生晃车现象，严重晃车可引起轨道的位移，导致轨道损坏，而且使机车车辆存在脱轨颠覆的危险。本领域的技术人员一直在寻求降低车辆的横向晃车现象的方法。横向晃车是一种复杂的振动形式，其影响因素有多种，其中一个重要的因素就是支承车体的压缩弹簧减振装置，存在着横向刚度和弯曲刚度扁低的缺陷，存在压缩弹簧受到载荷和激振后，严重失稳的问题。这种压缩弹簧减振装置一般是将车体安装于转向架上的联接装置，弹簧减振装置每两个为一组，车体由四组对称设置的压缩弹簧减振装置安装于转向架上，两组间的纵向距离为一般为380毫米，中心距太小，过于靠拢，集中在车体与转向架的中央起支承运动，其转角刚度偏低，转角位移较大，回转力较大。这种安装方式使车辆抵抗横向晃动的能力差，使车体与转向架同时产生蛇行现象，当车辆速度提高后，横向力增加，车辆悬挂系统的横向力明显偏低，而引起晃车现象。由本申请人提出的中国专利“铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置”(专利号：00224023.8)公开了一种截锥螺旋弹簧，它为变径的截锥螺旋压缩弹簧，这种截锥螺旋压缩弹簧的刚度特性曲线呈非线性变化，它的簧圈向上，一圈比一圈小，刚度一圈比一圈大，主要刚度是沿轴线方向非线性上升，属渐增型。其稳定性好，弯曲刚度倍增，因此抗共振，抗横向晃车能力强，可缓解车辆运行中的振动，特别是消除车辆高速运行时的横向晃车。但它仍存在以下缺点是：1、未对截锥度进行有效探索，未公开可适用的锥度范围，因锥度过大，则达不到增加横向刚度和弯曲刚度的效果，过小则降低了原来弹簧的横向刚度和垂向刚度，使其不能符合车辆承载结构的要求。2、未公开自由高度和有效圈数的有效范围。这样会导致刚度过大则超过车辆承载结构的工作高度的要求，刚度过小则导致车辆承载结构的刚度扁低，达不到工作高度的要求，出现弹簧压环的现象，使其不能符合车辆承载结构所需的工作高度和工作刚度要求，失去它的优势，变为不适应车辆悬挂。3、未公开弹簧的材质，机车弹簧的材质一般为50Crov，其材质的淬火性能欠佳，主要是淬透性不好，硬度不够，在剧烈的振动下易断裂。因此仍存车辆悬挂弹簧的安全问题。

本发明的目的在于提供一种截锥螺旋压缩弹簧，它能克服上述缺点，提供符合其使用状态要求的材质和具体参数，使其符合车辆承载结构所需高度和刚度要求，进一步提高其抗横向晃车能力和抗共振的能力。

本发明的另一目的在于提供一种截锥螺旋压缩弹簧的安装方法，使由其组成的减振装置具有良好的抗横向振动的性能，抑制车辆的蛇行运动，能有效地消除车辆横向晃动的现象。

本发明所提出的技术方案是：

铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由减振弹簧和转向架组成，其特征在于：减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度范围在1度到30度之间，它的自由高度为300—800毫米，有效圈数为4—8圈。

作为对本发明的进一步改进，所述的截锥螺旋压缩弹簧的锥度为2度到20度。

作为对本发明的进一步改进，所述的截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，所述的螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为450—600毫米。

本发明的有益效果在于：

本发明采取的合适的车辆承载结构所需锥度的变径截锥螺旋弹簧，根据其特性所知，其刚度曲线为非线性，自振频率为变值。簧圈向上一圈比一圈小，刚度逐渐增大，为渐增型。由于将其锥度限定在1—30度的范围内，自由高度在300—800范围内，有效圈数在4—8圈，可达其刚度屈服强度和拉伸强度最好的效果，否则其横向

向刚度降低，不再适应作车辆支承悬挂使用。它的自由高度和有效圈数根据它的锥度而形成，符合车辆承载结构的要求。有利于消除或缓解共振，对于解决高速机车车辆的横向晃动十分有利。材质为50CrMovA，经试验，其材料50CrMovA淬透性能好，硬度比原来的50Crov强，其弹性好，在激烈的振动下不会出现断裂的情况，可达到淬火性能和硬度最好的效果。安装方式沿着轨道方向两个弹簧纵向排列，其中心距离在450—600毫米，能起到增加角钢度减少角位移、抑制车辆蛇行最佳效果。其过小不能有效抑制车辆的运行中的蛇行运动，使转向架与车体同时蛇行；过大则影响车辆通过各种曲线岔道的性能。因此，其结构紧凑，抗共振能力强，稳定性好。能提高车辆运行的平稳性安全性和旅客列车的舒适性，提高车辆运行的品质。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明的安装方法示意图。

图中：1-转向架 2-车体 3-车轮 4-减振弹簧I，5-减振弹簧II

具体实施方式：

实施例1：

一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由减振弹簧和转向架组成，减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度为1度，它的自由高度为300毫米，有效圈数为4圈，截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为450毫米。

实施例2：

一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由减振弹簧和转向架组成，减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度为30度，它的自由高度为800毫米，有效圈数为8圈，截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为460毫米。

实施例3：

一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由减振弹簧和转向架组成，减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度为2度，它的自由高度为500毫米，有效圈数为6-7圈，截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为500毫米。

实施例4：

一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由减振弹簧和转向架组成，减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度为20度，它的自由高度为800毫米，有效圈数为8圈，截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为510毫米。

实施例5：

一种铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由减振弹簧和转向架组成，减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度为20度，它的自由高度为800毫米。有效圈数为8圈，截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为600毫米。

Claims (4)

1、铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，它安装于转向架上，置于车体下，由两个减振弹簧纵向排列组成，其特征在于：减振弹簧为截锥螺旋压缩弹簧，它的锥度范围在1度到30度之间，它的自由高度为300—800毫米，有效圈数为4—8圈。

2、根据权利要求1所述的铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，其特征在于：所述的截锥螺旋压缩弹簧的锥度为2度到20度。

3、根据权利要求1所述的铁道车辆螺旋压缩弹簧减振装置，其特征在于：所述的截锥螺旋压缩弹簧的材质为50CrMovA。

4、一种螺旋压缩弹簧减振装置的安装方法，所述的螺旋压缩弹簧减振装置每两个为一组，每组螺旋压缩弹簧减振装置的纵向中心距为450—600毫米。

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