CN102514584A - 一种窄轨距铁路车辆转向架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种窄轨距铁路车辆转向架，包括轮对、侧架、减振装置、摇枕和制动装置，轮对通过滚动轴承装置与侧架滚动联接，其中：侧架通过中央悬挂与摇枕构成转向架主体结构；双作用弹性旁承安放于摇枕旁承盒内，摇枕旁承盒与摇枕铸为一体。本发明对车轮、车轴、摇枕、侧架在结构上进行优化，使其轮对满足窄轨距特别是1067mm轨距行使要求，主要承载结构结构强度，如摇枕、侧架满足18t轴重转向架承载要求。中央悬挂采用两级变刚度弹簧，增大空车静挠度，满足不同工况下对悬挂的不同要求。采用控制型转向架的摩擦式减振装置，提高转向架抗菱刚度。采用双作用弹性旁承，为车辆运行提供稳定的回转阻力矩，提高了车辆的运行速度。
Description
技术领域
本发明属于铁路车辆设计制造领域，尤其属于铁路车辆转向架设计制造领域，特别涉及窄轨距铁路车辆转向架设计制造。
背景技术
现在世界各国的铁路货车车辆走行部位几乎都采用转向架的形式，通常每一节铁路货车车辆通常包括一个车体和支撑车体的两个转向架。采用转向架支撑的形式增加了铁路货车的载重、长度和容积，改善了铁路货车的运行品质。因此转向架的的性能对车辆的载重和运行速度起着至关重要的作用。
在世界范围内大多数国家的铁路通常采用1435mm轨距。但一些国家也存在相当数量的其它轨距铁路。例如坦桑尼亚至赞比亚的坦赞铁路采用的就是1067mm轨距。在这条铁路上运行的货车车辆轴重普遍低于18t，车辆载重小，运行速度低，越来越无法满足当地运输的需求。现有转向架无法直接运用于象坦桑尼亚至赞比亚这种1067mm轨距的铁路上。针对上述情况，设计一种结构简单，使用维护方便的铸钢转向架，它不仅可以满足坦赞铁路的使用，而且轴重达到18t，同时还在上面运用新技术。从而满足在坦赞铁路上运行的铁路货车对转向架在载重和性能上更高的使用要求。
现有宽轨距转向架因其轨距宽，在转向承载结构、减振设计等技术上均不能适用窄轨距要求，更由于铁路车辆运载量大，运行速度快等技术特点，设计一种综合技术更优适用窄轨距运行要求的转向架一直是行业需要解决的问题。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种窄轨距铁路车辆转向架，本发明要解决的问题是提高一种综合性能更优、适用于窄轨距铁路车辆转向架，特别是1067mm轨距铁路车辆使用的转向架。
本发明通过以下技术方案实现：
窄轨距铁路车辆转向架，包括轮对、侧架、减振装置、摇枕和制动装置，轮对通过滚动轴承装置与侧架滚动联接，其中：侧架通过中央悬挂与摇枕构成转向架主体结构；双作用弹性旁承安放于摇枕旁承盒内，摇枕旁承盒与摇枕铸为一体。
进一步所述双作用弹性旁承包括旁承装置和滚子装置；旁承装置包括置于旁承座中的弹性旁承体和旁承磨耗板；滚子装置包括设置于旁承座前部的滚子和滚子轴；滚子上端面低于旁承磨耗板上表面。
更进一步所述减振装置采用控制型转向架常摩擦减振器；包括提供正压力的减振弹簧、产生横向分力的斜楔和与斜楔立面产生摩擦作用衰减车振动的侧架立柱磨耗板。
上述中央悬挂由两级刚度的圆柱钢弹簧组组成，每个弹簧组包括承载外簧和承载内簧，承载外簧高于承载内簧。
上述中央悬挂由5组包括承载外簧和承载内簧的弹簧组组成。
上述斜楔为中空结构，减振弹簧一端与摇枕连接，一端嵌入斜楔中空腔；斜楔有斜面摩擦副和立面摩擦副。
上述旁承座有“U”形槽，弹性旁承体通过旁承座“U”形槽底部凸起限位固定在“U”形槽中；弹性旁承体上部嵌入“n”形压板中，“n”形压板两端面分别通过端面弹性体与旁承座“U”形槽两侧壁接触；旁承磨耗板位于“n”形压板上方。
上述减振装置有4组，分别位于摇枕两端与侧架联接位两侧。
上述双作用弹性旁承有2组，分别位于摇枕两端与侧架联接位内侧。
本发明有益性，本发明提供了一种满足窄轨距使用要求的铸钢转向架，轴重达到18t；本发明对车轮、车轴、摇枕、侧架在结构上进行优化，使其轮对满足窄轨距特别是1067mm轨距行使要求，主要承载结构结构强度，如摇枕、侧架满足18t轴重转向架承载要求。中央悬挂采用两级变刚度弹簧，增大空车静挠度，满足不同工况下对悬挂的不同要求。采用控制型转向架的摩擦式减振装置，提高转向架抗菱刚度。采用双作用弹性旁承，为车辆运行提供稳定的回转阻力矩，提高了车辆的运行速度。
附图说明
图1是本发明转向架正面结构示意图；
图2是本发明转向架俯视结构示意图；
图3是本发明转向架中央悬挂系统结构示意图；
图4是本发明转向架常摩擦减振装置剖面结构示意图；
图5是本发明转向架常摩擦减振装置立体结构示意图；
图6是本发明转向架双作用弹性旁承组成剖面结构示意图；
图7是本发明转向架双作用弹性旁承组成立体结构示意图.
图中，1是轮对，2是侧架，3是减振装置，4是中央悬挂，5是摇枕，6是制动装置，7是滚动轴承装置，8是双作用弹性旁承，9是承载外簧，10是承载内簧，11是减振弹簧，12是斜楔，13是侧架立柱磨耗板，14是旁承座，15是弹性旁承体，16是旁承磨耗板，17是滚子，18是滚子轴，19是车体旁承，20是端面弹性体，21是压板，a是斜面摩擦副，b是立面摩擦副。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合图1至图7。
窄轨距铁路车辆转向架，包括轮对1、侧架2、减振装置3、摇枕5和制动装置6，轮对1通过滚动轴承装置7与侧架2滚动联接，侧架2通过中央悬挂4与摇枕5构成转向架主体结构；双作用弹性旁承8安放于摇枕旁承盒内，摇枕旁承盒与摇枕5铸为一体。
双作用弹性旁承8包括旁承装置和滚子装置；旁承装置包括置于旁承座14中的弹性旁承体15和旁承磨耗板16；滚子装置包括设置于旁承座14前部的滚子17和滚子轴18；滚子17上端面低于旁承磨耗板16上表面。
减振装置3采用控制型转向架常摩擦减振器；包括提供正压力的减振弹簧11、产生横向分力的斜楔12和与斜楔12立面产生摩擦作用衰减车振动的侧架立柱磨耗板13。
位于摇枕5与侧架2联接位的中央悬挂4由圆柱钢弹簧组组成，每个弹簧组包括承载外簧9和承载内簧10，承载外簧高于承载内簧形成两级刚度。所述两级刚度指：当车辆载重较小时，转向架只由较高的外簧9承载，整个悬挂系统的刚度小；当车辆载重较大时，外簧进一步压缩由外簧9和内簧10共同承载，整个悬挂系统的刚度较大。
斜楔12中空，减振弹簧11一端与摇枕5连接，一端嵌入斜楔12中空腔；斜楔12有斜面摩擦副a和立面摩擦副b。
旁承座14有“U”形槽，弹性旁承体15通过旁承座14“U”形槽底部凸起限位固定在“U”形槽中；弹性旁承体15上部嵌入“n”形压板21中，“n”形压板21两端面分别通过端面弹性体20与旁承座14“U”形槽两侧壁接触；旁承磨耗板16位于“n”形压板21上方。
减振装置3有4组，分别位于摇枕5两端与侧架(2)联接位两侧。
双作用弹性旁承8有2组，分别位于摇枕5两端与侧架2联接位内侧。所述转向架采用18t轴重，轨距为1067mm。
如图1、图2和图3所示，本例转向架包括轮对1、侧架2、减振装置3、中央悬挂装置4、摇枕5、制动装置6、滚动轴承装置7、双作用性旁承8。前后两个轮对通过侧架2联系起来。摇枕5的两端穿过两个侧架的中央方框部位从而通过摇枕5把两个侧架联系起来，形成了转向架的主体结构。在侧架2中央方框承载平面和摇枕5两个端头支撑平面上下间安放有中央悬挂4，它由一定数量的弹簧组组成，本例是5组；每一弹簧组包括一个承载外簧9和一个承载内簧10。在摇枕和侧架立柱之间一共安装有4个减振装置3，每个减振装置由减振弹簧11和斜楔12组成，斜楔12与侧架立柱磨耗板13之间接触。在摇枕上的还安装有两个双作用弹性旁承8。每个双作用旁承包括旁承座14、旁承体15、磨耗板16、滚子17、滚子轴18。转向架采用18t轴重；转向架的轨距为1067mm。
如图4、图5所示，减振装置3安装在摇枕5上。斜楔12在减振弹簧11预压缩力的作用下相对摇枕向上运动。但在摇枕5和斜楔12之间存在一个斜面摩擦副a，在斜面摩擦副a的导向下，斜楔12的向上运动产生向右横向运动趋势，使得斜楔12摩擦面与侧架立柱磨耗板13间紧密贴靠形成摩擦副b。这样，减振弹簧产生力的垂向力在斜面a的作用下形成一个横向分力F，此分力就成为斜楔12与摩擦板13之间的正压力F。当摇枕5带动斜楔12上下振动时，在正压力F作用下斜楔12与磨耗板13间产生摩擦，这样就可以将车辆振动能量转化为摩擦热能消耗掉，从而消除车辆振动。
如图6和图7所示，双作用弹性旁承8工作时，车体上旁承19压缩双作用弹性旁承8，利用旁承体15预压缩的弹力在上旁承19与磨耗板16之间形成正压力。当转向架与车体发生相对转动时，在车体上旁承19与磨耗板16接触面间产生摩擦力形成车辆直线上高速运行时所需回转阻力矩；当车辆通过曲线时，车体在离心力下发生侧滚，这时靠曲线外侧的上旁承19随车体的侧滚进一步压缩双作用弹性旁承8的旁承体15，当上旁承19碰到滚子17时，向下移动受到滚子17的限制。这样又能防止因旁承体15被上旁承过份压缩造成回转阻力矩过大，以利于车辆曲线通过。
Claims (10)
1.一种窄轨距铁路车辆转向架，包括轮对(1)、侧架(2)、减振装置(3)、摇枕(5)和制动装置(6)，轮对(1)通过滚动轴承装置(7)与侧架(2)滚动联接，其特征在于：侧架(2)通过中央悬挂(4)与摇枕(5)构成转向架主体结构；双作用弹性旁承(8)安放于摇枕旁承盒内，摇枕旁承盒与摇枕(5)铸为一体。
2.根据权利要求1所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述双作用弹性旁承(8)包括旁承装置和滚子装置；旁承装置包括置于旁承座(14)中的弹性旁承体(15)和旁承磨耗板(16)；滚子装置包括设置于旁承座(14)前部的滚子(17)和滚子轴(18)；滚子(17)上端面低于旁承磨耗板(16)上表面。
3.根据权利要求1或2所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述减振装置(3)采用控制型转向架常摩擦减振器；包括提供正压力的减振弹簧(11)、产生横向分力的斜楔(12)和与斜楔(12)立面产生摩擦作用衰减车振动的侧架立柱磨耗板(13)。
4.根据权利要求3所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述中央悬挂(4)由圆柱钢弹簧组组成，每个弹簧组包括两级刚度的承载外簧(9)和承载内簧(10)，承载外簧高于承载内簧。
5.根据权利要求4所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述中央悬挂(4)由5组包括承载外簧(9)和承载内簧(10)的弹簧组组成。
6.根据权利要求4所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述斜楔(12)中空，减振弹簧(11)一端与摇枕(5)连接，一端嵌入斜楔(12)中空腔；斜楔(12)有斜面摩擦副(a)和立面摩擦副(b)。
7.根据权利要求4所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述旁承座(14)有“U”形槽，弹性旁承体(15)通过旁承座(14)“U”形槽底部凸起限位固定在“U”形槽中；弹性旁承体(15)上部嵌入“n”形压板(21)中，“n”形压板(21)两端面分别通过端面弹性体(20)与旁承座(14)“U”形槽两侧壁接触；旁承磨耗板(16)位于“n”形压板(21)上方。
8.根据权利要求4所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述减振装置(3)有4组，分别位于摇枕(5)两端与侧架(2)联接位两侧。
9.根据权利要求4所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述双作用弹性旁承(8)有2组，分别位于摇枕(5)两端与侧架(2)联接位内侧。
10.根据权利要求4所述的窄轨距铁路车辆转向架，其特征在于：所述转向架采用18t轴重，轨距为1067mm。
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