CN101676158B - 带有承载鞍的铁路货车转向架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种包括两个侧架和摇枕的铁路货车转向架。每个侧架的两端都带有用来容纳承载鞍组件的轴箱导框。轴箱导框具有包括衬垫容纳开口的顶部。承载鞍组件包括铸钢承载鞍，承载鞍形成为可以安装在轴承组件的顶部。由特定硬度的弹性体构成的承载鞍衬垫安装在承载鞍的顶部。承载鞍衬垫包括底座部分以及凸起的顶部，凸起的顶部安装在轴箱导框的顶部的衬垫容纳开口中。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁路货车转向架，尤其涉及一种在铁路货车转向架的侧架的轴箱导框中使用的改进的承载鞍。
背景技术
在铁路货车转向架中，两个车轴在一对横向间隔开的侧架中固定，摇枕在两个侧架之间横向延伸，并且由两个侧架支撑。车轮压配在车轴上，车轴的端部还安装有滚动轴承组件。滚动轴承组件本身安装在承载鞍中，承载鞍安装在每个侧架的纵向端部的轴箱导框中。摇枕的端部被支撑在弹簧组上，该弹簧组可以直接支撑在侧架的中心开口的下部上，或者直接支撑在横梁(transom)上，进而横梁安装在侧架的中心开口上。这样的铁路货车转向架在美国专利5,222,441中有描述，该专利的公开内容通过援引并入本文。
美国专利US 5,562,045(其全文通过援引并入本文)公开了一种承载鞍和衬垫组件，其用来将轴承组件安装到每个侧架的轴箱导框中。自身安装在轴承组件的顶部上的承载鞍包括一体的铁或钢部件。该部件包括多个肩部，所述肩部彼此横向间隔，从而在承载鞍的每个纵向边处形成了容纳开口。弹性体的承载鞍衬垫安装在承载鞍的顶部上。所公开的承载鞍衬垫由注射模制的聚合物或可铸造的聚氨酯构成。承载鞍衬垫包括从其相对的纵向边缘伸出的悬置腿。悬置腿彼此横向间隔地定位在承载鞍衬垫的每个纵向边缘处，以便能容纳在承载鞍的横向间隔的肩部之间的开口中。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在铁路货车转向架的侧架的轴箱导框中使用的改进的承载鞍和承载鞍衬垫。
本发明的另一目的是提供一种在使用横梁摇枕和弹簧支撑系统的铁路货车转向架中使用的改进的承载鞍和承载鞍衬垫。
所谓的“三件式”标准设计的铁路货车转向架由两个横向间隔的、一体式铸钢侧架和横向延伸的摇枕构成，摇枕也是一体式铸钢结构。摇枕的端部容纳并支撑在弹簧组上，弹簧组被支撑在每个侧架的摇枕孔的底部上。“三件式”铁路货车转向架的一种变型使用在摇枕下方横向延伸的横梁。横梁端部支撑在侧架开口中，并且每个弹簧组被支撑在横梁端部中。摇枕的每个端部支撑在弹簧组中。
车轴组件容纳在每个侧架纵向端部处的开口中，这些开口通常也叫做“轴箱导框”。车轴组件在两个侧架之间横向延伸，因此也在两个间隔的铁轨之间横向延伸。为了改善铁路货车转向架的性能，最好使压配在每个车轴端部上的轴承容纳在承载鞍组件中。
在一个实施例中，改进的承载鞍组件包括一体式铸钢承载鞍。该承载鞍包括横向边缘，横向边缘上具有弧形切口以便设置在轴承组件上。承载鞍还包括悬置肩部，该肩部从承载鞍的每个纵向边缘延伸。承载鞍的每个纵向边缘的肩部彼此横向间隔以便在它们之间形成开口。而且，承载鞍的实施例可以包括凸起的横向边缘，该横向边缘沿纵向延伸，并且隔着承载鞍的顶部横向间隔。可以理解的是，这种承载鞍的顶部一般是矩形结构。
在一个实施例中，改进的承载鞍衬垫由改进的弹性体或聚合体构成，通常由聚氨酯构成。这种改进的承载鞍衬垫通常是浇铸工艺制造，不过近来的一些改进使得也可以用注射模制工艺来制造改进的承载鞍衬垫。承载鞍衬垫也可以包括大致为矩形的底座部分，悬置腿从底座部分的每个纵向边缘延伸。悬置腿在每个纵向边缘上横向地间隔。这样的悬置腿向下安装入承载鞍的开口中，并且抵靠承载鞍的肩部以便给承载鞍提供横向支撑。承载鞍衬垫还包括凸起的顶部，该顶部从底座部分向上延伸。
而且，承载鞍衬垫可以包括横向延伸的突起，所述突起从承载鞍衬垫的底座部分的横向边缘向外延伸。这样的承载鞍衬垫突起与承载鞍的突起的横向边缘相对。承载鞍衬垫的横向延伸突起和承载鞍的突出的横向边缘之间的接触面和可能的接触用来限制承载鞍衬垫的任意横向移动。
附图说明
在附图中：
图1是侧架、摇枕、横梁和承载鞍以及承载鞍衬垫的局部透视图；
图2是根据本发明的承载鞍的第一实施例的俯视图；
图3是根据本发明的承载鞍的第一实施例的端视图；
图4是根据本发明的承载鞍的第一实施例的侧视图；
图5是根据本发明的承载鞍衬垫的俯视图；
图6是根据本发明的承载鞍衬垫的端视图；
图7是根据本发明的承载鞍衬垫的侧视图；
图8是根据本发明的承载鞍和承载鞍衬垫的第二实施例的端视图。
具体实施方式
现在参照附图1，三件式铁路货车转向架整体由附图标记10来表示。摇枕12在两个侧架14之间横向延伸。每个侧架14包括摇枕孔18，摇枕12的端部16穿过所述摇枕孔。横梁15是为大致扁长形的一体式钢结构，其在摇枕12的下方横向延伸，并且其端部13随着侧架14中的摇枕孔18延伸。弹簧组20被支撑在横梁端部13上，进而支撑摇枕12。
可以看到，每个侧架14的横向端部包括向下延伸的轴箱导框臂22。轴箱导框臂22的内壁26与顶部28和竖直面24一起组合形成了轴箱导框。顶部28包括容纳开口31。可以看到，在竖直面24和顶部28之间的交界处，设有内顶块(thrust lug)29。内顶块29包括倾斜部分，该倾斜部分从竖直面24的上部延伸到顶部28的向内部分。类似地(在图1的透视图中并不能完整地看到)，外顶块31包括倾斜部分，该倾斜部分从内壁26的上部延伸到顶部28的内部。
参照图1，示出了整体以附图标记10示出的铁路货车转向架的主要部件的局部透视图。这些部件中包括摇枕12，其通常是一体的铸钢结构，并在两个侧架14之间横向延伸。侧架14也是一体的钢或铁结构。可以看到，侧架14与铁轨平行地纵向延伸。每个侧架14包括摇枕孔18，摇枕12的端部16延伸穿过摇枕孔18。摇枕12的每个端部16被弹簧组20支撑，弹簧组20被支撑在横梁15上。
本发明的另一部分包括承载鞍30，其大致为矩形结构，带有从其延伸的悬置腿。承载鞍30通常由一体的钢或铁结构构成。承载鞍衬垫32也大致为矩形结构，带有从其延伸的悬置腿。承载鞍衬垫32通常由浇铸或注射模制的聚合物或弹性体构成，下面将详细介绍。
可以看到，承载鞍30由大致为矩形的一体式钢或铁结构构成。承载鞍30包括大致为矩形的顶部36，可以看到，顶部36大致平坦。两个凸起的边缘支撑件38从承载鞍30的横向边缘向上延伸，类似地，从承载鞍30的相对的横向边缘延伸出凸起的边缘支撑件40。凸起的边缘支撑件38和40一起组合形成了用于承载鞍衬垫32的容纳面和容纳凹部。承载鞍30还包括在每个下部横向边缘上的弧形开口42；该弧形开口42用来靠在轴承上，轴承在该视图中没有显示。承载鞍30还包括四个悬置肩部，在该视图中用附图标记44和46来表示。悬置肩部44和46横向间隔，构成了承载鞍衬垫结构的开口。
承载鞍衬垫32通常由浇铸的聚合体、聚氨酯或弹性体材料构成，并且是一体的结构。也可以通过吹塑注射(blown injection)方法来制造承载鞍衬垫32，但是浇铸是形成承载鞍衬垫32的优选方法。承载鞍衬垫32包括：大致矩形的底座部分52，底座部分52具有横向边缘；从底座部分52向上延伸的、大致为矩形的凸起的顶部50。四个悬置腿向下延伸(在附图中显示了悬置腿54和56)，并且在悬置腿之间形成了顶块开口58。在承载鞍衬垫32的另一纵向边缘上也形成有类似的顶块开口。在将承载鞍衬垫32装配到承载鞍30的顶部上的时候，悬置腿54和56向下伸出，并且与承载鞍30的悬置肩部44和46横向抵靠地被其支撑。凸起的顶部50被设计成至少部分容纳在轴箱导框部22的顶部28的容纳开口31中。
参见附图2至图4，示出了图1中的承载鞍30的详细视图。如图1所示的承载鞍30包括大致矩形的顶部36，顶部36具有从承载鞍30的横向边缘向上延伸的凸起的边缘支撑件38和40。在承载鞍30的横向边缘中形成弧形开口42，以允许承载鞍30安装在轴承组件的顶部上。悬置肩部44和46从承载鞍30的纵向相对端部向下延伸，悬置肩部44和46彼此横向间隔以形成开口47。
参见附图5、6和7，示出了承载鞍衬垫32的详细视图。承载鞍衬垫32是由聚合体、聚氨酯或弹性材料构成的大致矩形结构。承载鞍衬垫32包括大致为矩形的基座部分52，从基座部分52的表面53向上延伸有居中定位的凸起的顶部50。凸起的顶部50包括大致平坦的顶面55。凸起的顶部50可以包括位于每个纵向端部的锯齿状部分57。这样的锯齿形状或沙漏形状可以带给承载鞍衬垫32更多的纵向弹性，同时也可以带来更大的横向稳定性，因为至少在所示的实施例中横向壁没有这样的锯齿状形状。
在该实施例中，承载鞍衬垫32还包括两个侧部59，侧部59从凸起的顶部50的横向下部边缘横向延伸。每个侧部59与承载鞍59的凸起的边缘支撑件38的内表面39相对地定位。这样的定位可以用来限制承载鞍衬垫32在承载鞍30上的横向移动。
在本实施例中，承载鞍衬垫32的凸起顶部50从底座部分52向上延伸的距离为承载鞍衬垫32的整个高度的至少33％。
承载鞍衬垫32的竖直压缩量可以借助构造和材料进行设计，以使承载鞍衬垫32的冷流或蠕变最小化。这里说的“蠕变”是指当承受载荷时随着时间流逝而持续压缩。
承载鞍衬垫32也可以通过选择形状、高度和材料来进行设计，以允许侧架14能摇晃或摇摆，这在图1所示的铁路货车转向架结构中是使用横梁的转向架设计和结构带来的优点。这样就有助于铁路货车转向架的受控转向能力。
在优选实施例中，承载鞍衬垫32的纵向刚度略低于30KIPS/英寸。
参见图8，示出了与图1类似的承载鞍和承载鞍衬垫结构。不过，承载鞍130包括从承载鞍130的横向边缘纵向向外延伸的端部凸耳132。这样的端部凸耳132设计用来与侧架114的轴箱导框内壁128上的互补面接合。这样的接合限制了侧架114的摇晃量。
Claims (16)
1.一种铁路货车转向架，包括：
摇枕和两个侧架，每个侧架的每个端部都具有轴箱导框，所述轴箱导框由横向外侧的轴箱导框臂、横向内侧的竖直面和在所述轴箱导框臂、所述竖直面之间延伸的顶部形成，
容纳在每个轴箱导框中的承载鞍，每个承载鞍包括大致矩形的中心部分和横向端部，所述中心部分具有顶面，而每个所述横向端部都形成有用来容纳轴承的凹口；每个承载鞍具有纵向间隔的端部，每个纵向端部形成有大致矩形的开口，每个所述大致矩形的开口由横向延伸的承载鞍端壁和两个横向间隔的承载鞍悬置肩部形成，
安装在承载鞍的顶部上的承载鞍衬垫，所述承载鞍衬垫包括底座部分、大致矩形的凸起的顶部和两对悬置腿；所述凸起的顶部的横向延伸距离小于所述承载鞍衬垫的所述底座部分的横向宽度，其纵向延伸距离小于所述承载鞍衬垫的所述底座部分的纵向长度；所述悬置腿从所述承载鞍衬垫的每个纵向端部向下延伸；并且，所述承载鞍衬垫的每个纵向端部处的每对悬置腿容纳在所述承载鞍的每个纵向端部的大致矩形开口中；
其中，所述凸起的顶部包括位于其每个纵向端部的锯齿状部分，从而当沿着所述承载鞍衬垫的横向观察时所述凸起的顶部具有沙漏形状。
2.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其中，
所述承载鞍衬垫的所述底座部分包括两个侧部，每个侧部横向延伸；
每个承载鞍包括两个支撑边缘，每个支撑边缘从所述承载鞍的顶面向上延伸；并且
所述承载鞍衬垫的所述底座部分的每个侧部与所述承载鞍的支撑边缘的内表面相对地定位，以固定承载鞍衬垫。
3.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部从所述底座部分向上延伸的距离为承载鞍衬垫的整个高度的至少33％。
4.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫由弹性聚合体混合物构成并且为一体式结构。
5.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部从承载鞍衬垫的底座部分向上延伸足够的距离以允许铁路货车转向架转向。
6.一种铁路货车转向架，包括：
摇枕和两个侧架，每个侧架的每个端部都具有轴箱导框，所述轴箱导框由横向外侧的轴箱导框臂、横向内侧的竖直面和在所述轴箱导框臂、所述竖直面之间延伸的顶部形成，每个顶部具有形成于其中的容纳衬垫的开口，
容纳在每个轴箱导框中的承载鞍，每个承载鞍包括大致矩形的中心部分和横向端部，所述中心部分具有顶面，而每个所述横向端部都形成有用来容纳轴承的凹口；每个承载鞍具有纵向间隔的端部，每个纵向端部形成有大致矩形的开口，每个所述大致矩形的开口由横向延伸的承载鞍端壁和两个横向间隔的承载鞍悬置肩部形成，
安装在承载鞍的顶部上的承载鞍衬垫，所述承载鞍衬垫包括底座部分以及凸起的顶部，所述凸起的顶部的横向延伸距离小于所述底座部分的横向宽度，其纵向延伸距离小于所述底座部分的纵向长度；其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部安装在所述轴箱导框的顶部的所述容纳衬垫的开口中；
其中，所述凸起的顶部包括位于其每个纵向端部的锯齿状部分，从而当沿着所述承载鞍衬垫的横向观察时所述凸起的顶部具有沙漏形状。
7.如权利要求6所述的铁路货车转向架，其中，
所述承载鞍衬垫的所述底座部分包括两个侧部，每个侧部横向延伸；
每个承载鞍包括两个支撑边缘，每个支撑边缘从所述承载鞍的顶面向上延伸；并且
所述承载鞍衬垫的所述底座部分的每个侧部与所述承载鞍的支撑边缘的内表面相对地定位，以限制所述承载鞍衬垫的任何横向移动。
8.如权利要求6所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部从所述底座部分向上延伸的距离为承载鞍衬垫的整个高度的至少33％。
9.如权利要求6所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫由弹性聚合体混合物构成并且为一体式结构。
10.如权利要求6所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部从承载鞍衬垫的底座部分向上延伸足够的距离以允许铁路货车转向架转向。
11.一种铁路货车转向架，包括：
两个侧架、摇枕、横梁和两个弹簧组；每个侧架包括支撑通道；所述横梁具有两个端部，每个端部都延伸进入侧架的支撑通道内并且被支撑于支撑通道上；每个弹簧组定位并支撑在横梁的端部的顶面上；摇枕具有两个端部，每个端部都延伸进入弹簧组中并支撑于其上；每个侧架的每个端部都具有轴箱导框，每个轴箱导框均由横向外侧的轴箱导框臂、横向内侧的竖直面和在所述轴箱导框臂、所述竖直面之间延伸的顶部形成，
容纳在每个轴箱导框中的承载鞍，每个承载鞍包括大致矩形的中心部分和横向端部，所述中心部分具有顶面，而每个所述横向端部都形成有用来容纳轴承的凹口；每个承载鞍具有纵向间隔的端部，每个纵向端部形成有大致矩形的开口，每个所述大致矩形的开口由横向延伸的承载鞍端壁和两个横向间隔的承载鞍悬置肩部形成，
安装在承载鞍的顶部上的承载鞍衬垫，所述承载鞍衬垫包括底座部分以及凸起的顶部，所述凸起的顶部的横向延伸距离小于所述承载鞍衬垫的所述底座部分的横向宽度，其纵向延伸距离小于所述承载鞍衬垫的所述底座部分的纵向长度；
两对悬置腿，所述悬置腿从所述承载鞍衬垫的每个纵向端部向下延伸；并且，所述承载鞍衬垫的每个纵向端部处的每对承载鞍衬垫悬置腿容纳在所述承载鞍的每个纵向端部的大致矩形开口中，
其中，所述凸起的顶部包括位于其每个纵向端部的锯齿状部分，从而当沿着所述承载鞍衬垫的横向观察时所述凸起的顶部具有沙漏形状。
12.如权利要求11所述的铁路货车转向架，其中，每个轴箱导框的顶部具有形成于其中的容纳衬垫的开口，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部安装在所述轴箱导框的顶部的所述容纳衬垫的开口中。
13.如权利要求11所述的铁路货车转向架，其中，
所述承载鞍衬垫的所述底座部分包括两个侧部，每个侧部横向延伸；
每个承载鞍包括两个支撑边缘，每个支撑边缘从所述承载鞍的顶面向上延伸；并且
所述承载鞍衬垫的所述底座部分的每个侧部与所述承载鞍的支撑边缘的内表面相对地定位，以限制所述承载鞍衬垫的任何横向移动。
14.如权利要求11所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部从所述底座部分向上延伸的距离为承载鞍衬垫的整个高度的至少33％。
15.如权利要求11所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫由弹性聚合体混合物构成并且为一体式结构。
16.如权利要求11所述的铁路货车转向架，其中，承载鞍衬垫的所述凸起的顶部从承载鞍衬垫的底座部分向上延伸足够的距离以允许铁路货车转向架转向。
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