CN102556087B - 一种铁路煤炭漏斗车底门开闭机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于铁路煤炭漏斗车底门操控的技术领域，具体是一种铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，发明目的：提高底门锁闭的可靠性；实现连杆与车轮不干涉；提高连杆的强度和刚度。其下部传动轴包括三段，相邻两段的连接通过联轴节连接，联轴节的中部通过下部轴承支撑，下曲拐的中部为凹槽结构，完全打开状态下的连杆下部沉入下曲拐的凹槽内，锁闭部分包括三级锁闭装置。本发明的有益效果：提高了底门开闭机构的可靠性；提高了连杆的强度和刚度；改进了下曲拐和连杆的结构，使连杆在打开时，在小弯道处与转向架车轮不干涉，彻底解决了铁路煤炭漏斗车车存在的安全隐患。

Description

一种铁路煤炭漏斗车底门开闭机构

技术领域

本发明属于铁路煤炭漏斗车底门操控的技术领域，具体涉及一种铁路煤炭漏斗车底门开闭机构。

背景技术

目前在铁路上运营的各型煤炭漏斗车有上万辆，其底门开闭机构大同小异，存在诸多问题。大部分煤炭漏斗车只有两级锁闭装置，运行安全性较低；连杆属于关键件，由上连杆和下连杆组成，在应用当中，下连杆的螺杆根部处有断裂现象，对安全行车构成了一定的安全隐患；KM70型煤炭漏斗车是以往各型煤炭漏斗车的升级换代产品，该型车在小弯道处打开底门过程中，连杆与转向架的车轮会发生干涉，因此在小弯道处不能卸车，安全隐患较大，如果工作人员疏忽，导致车辆在底门打开状态下运行至小弯道处，连杆就可能与车轮严重干涉，造成意想不到的安全事故；下部传动轴的轴承较多，易造成下部传动轴的卡阻现象；上、下曲拐的安装角度关系到连杆的偏心距，需要在安装时严格控制，但现场组装时由于该角度不易测量，安装的随意性很大，对机构二级锁闭的可靠性有一定的影响；双向风缸工作时存在窜动现象；减速器密封性较差，减速器手轮比较笨拙，而且易丢失。由于减速器输入轴的悬臂部分较长，组装在输入轴悬臂端的手轮旋转时有摇摆现象，致使输入轴上、下支承的滚动轴承损坏率较高。

发明内容

    本发明的发明目的：采用一共三级锁闭装置，提高煤炭漏斗车底门锁闭的可靠性；实现可以在弯道处卸车，在弯道处开关底门，连杆与车轮不会发生干涉；改进连杆的结构，提高连杆的强度和刚度；通过新的结构设计，减少下部传动轴的轴承数量；提高上、下曲拐，双向风缸和减速器等关键零部件的使用性能和商品化程度。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，包括驱动部分、传动部分以及锁闭部分。驱动部分包括风动和手动；传动部分包括上部传动轴、下部传动轴，上部传动轴上安装上曲拐，上曲拐通过连杆连接下曲拐，下曲拐和双联杠杆都安装在下部传动轴上，双联杠杆的两端分别连接长顶杆和短顶杆，长、短顶杆的另一端分别连接底门锁闭部分，所述的下部传动轴包括三段，相邻两段的连接通过联轴节连接，联轴节的中部通过下部轴承支撑，下曲拐的中部为凹槽结构，完全打开状态下的连杆下部沉入下曲拐的凹槽内；如此在底门完全打开状态，即连杆完全打开状态，连杆的下部会沉入下曲拐的凹槽内，在小弯道处，连杆在打开过程中与转向架的车轮不会干涉。

所述的锁闭部分包括三级锁闭装置，三级锁闭装置包括第一、第二、第三级锁闭装置，第一级锁闭装置包括底门锁体，底门锁体通过锁体转动中心安装于底门漏斗的端部，底门锁体上开有底门销的滚动槽，底门锁闭状态下的滚动槽与底门销的接触面为圆弧面，该圆弧面是以锁体转动中心为圆心的，作用在锁体上的底门压力通过底门销和锁体转动中心的连线；第二级锁闭装置为偏心机构包括偏心式连杆，连杆的两销孔中心连线与上曲拐的旋转中心之间设置偏心距；第三级锁闭装置包括与上部传动轴设为一体的限位器，限制限位器转动的拉环，拉环和限位器的接触点与拉环的转动中心之间的连线处于转臂的转轴下方。

本发明的另一优选方案：连杆的两销孔中心连线与上曲拐的旋转中心之间设置15～25mm偏心距。

本发明的另一优选方案：连杆包括上连杆、下连杆、中间螺杆、左旋螺母和右旋螺母，上连杆和下连杆通过中间螺杆连接，中间螺杆一端为左旋螺纹、另一端为右旋螺纹，中间螺杆对应一端通过右旋螺母、另一端通过左旋螺母调整紧固。连杆为左右旋螺母调整紧固结构，上、下连杆的材质为C级钢，中间螺杆的材质为刚性较好的35号钢。

本发明的另一优选方案：上曲拐和下曲拐上分别设置有上曲轴正位标记和下曲轴正位标记。

本发明的另一优选方案：所述的风动驱动包括旋压式双向风缸，双向风缸固定在缸座上，缸座安装于底座上，底座上设置有两个可调整的定位螺栓装置，定位螺栓顶在双向风缸的缸座后壁，定位螺栓上装有锁紧螺母，锁紧螺母与底座之间通过止动垫圈防松。

本发明的另一优选方案：长顶杆、短顶杆为左右旋螺母调整紧固结构，长、短顶杆的中间部分采用了冷拔钢管。

本发明的另一优选方案：所述的上、下部传动轴均为组焊式空心轴结构，传动轴的支承处和开键槽处为实心轴，其余部分为空心轴。

本发明的另一优选方案：所述的手动驱动通过减速器手轮控制减速器，减速器手轮采用钢骨架+发泡弹性体层组成的复合结构，手轮采用防盗螺母紧固，紧固到位后，防盗螺母尾部六方部分会脱落。减速器输入轴的上支承位置高于其它位置，缩短了输入轴的悬臂部分。减速器采用骨架式双唇橡胶油封密封结构。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：煤炭漏斗车新底门开闭机构一共设置了三级锁闭装置，提高了底门开闭机构的可靠性；连杆主要由上连杆、下连杆和中间螺杆组成，上、下连杆的材质为C级钢，中间螺杆的材质为35号钢，提高了连杆的强度和刚度；改进了下曲拐和连杆的结构，使连杆在打开时，在小弯道处与转向架车轮不干涉，彻底解决了铁路煤炭漏斗车存在的安全隐患；上曲拐和下曲拐设置了正位组装标记，当该标记处于铅垂位置时，上、下曲拐的装配角度即符合装配要求，方便组装、检修及运用；下部轴承联接在联轴节的中央，减少了下部轴承的数量，简化了下部传动轴的机加工工艺；双向风缸采用后盖与缸体为一体的旋压式结构，提高了密封性能，减轻了自重。在双向风缸底座上设置了可调整的定位螺栓装置，有效解决了双向风缸工作时的窜动现象；长顶杆、短顶杆和连杆均为左右旋螺母调整紧固结构，长度调整可在不拆卸的情况下直接进行，方便运用、维护及检修；传动轴和长、短顶杆均采用了空心结构，重量减轻了约170kg；减速器手轮采用复合结构，重量减轻，操作舒适，提高了商品化程度。减速器手轮采用尾部六方部分会脱落的防盗螺母紧固，提高了手轮的防盗性能。减速器输入轴的上支承位置高于其它位置，提高了手轮及输入轴的稳定性，提高了输入轴上、下支承处滚动轴承的使用寿命。减速器采用骨架式双唇橡胶油封密封结构，提高了密封性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为图1的右视图

图3为图1的上部俯视图

图4为第一级锁闭装置示意图（锁体锁闭状态）

图5为第二级锁闭装置示意图（连杆锁闭状态）

图6为下曲拐结构示意图

图7为图6的A向视图

图8为底门完全打开时连杆下部沉入下曲拐的凹槽示意图

图9为底门打开过程中连杆与车轮的最小间隙示意图

图10为第三级锁闭装置示意图

图11为联轴节和下部轴承的组装示意图

图12为双向风缸防窜动装置示意图

图13为长、短顶杆结构示意图

图14为空心传动轴结构示意图

图15为减速器外形结构示意图

图16为减速器手轮俯视图

图17为减速器的密封结构示意图

图中：1-下部传动轴；2-短顶杆；3-连杆；4-上曲拐；5-下曲拐；6-双联杠杆；7-长顶杆；8-底门锁体；9-联轴节；10-下部轴承；11-旋压式双向风缸；12-齿条；13-第三级锁闭装置；14-上部轴承；15-上部传动轴；16-限位器垫铁；17-齿轮；18-离合器拨叉；19-离合器；20-减速器；21-减速器手轮；22-下连杆；23-左旋螺母；24-中间螺杆；25-右旋螺母；26-上连杆；27-上曲拐正位标记；28-下曲拐正位标记；29-车体中梁；30-转向架车轮；31-限位器；32-拉坏；33-转轴；34-转臂；35-支座；36-底座；37-定位螺栓；38-锁紧螺母；39-止动垫圈；40-底门；41-缸座；42-顶杆头；43-左旋锁紧螺母；44-双头螺旋套筒；45-右旋锁紧螺母；46-螺纹接头；47-冷拔钢管；48-顶杆尾；49-实心轴Ⅰ；50-空心钢管；51-实心轴Ⅱ；52-防盗螺母；53-输入轴，54-底门销，55-锁体转动中心，56-底门压力，57-骨架式双唇橡胶油封，e-偏心距。

具体实施方式

    结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

煤炭漏斗车新底门开闭机构的结构示意图见图1、图2和图3，采用两级传动、三级锁闭装置，风动、手动两用，由减速器、双向风缸、离合器拨叉、上部传动轴、第三级锁闭装置、上曲拐、连杆、下曲拐、下部传动轴、双联杠杆、长短顶杆和锁体等组成。

风、手动操纵通过离合器拨叉18拨动离合器进行切换。风动时, 由装在旋压式双向风缸11前面的齿条12带动齿轮17转动, 齿轮17的转动使安装于上部传动轴15上的上曲拐4转动, 上曲拐4的转动通过连杆3带动下曲拐5转动, 进而带动下部传动轴1转动, 安装于下部传动轴1上的双联杠杆6一起转动, 推动一端联接在双联杠杆上的短顶杆2和长顶杆7, 因长、短顶杆另一端与底门锁体8相连, 从而带动底门的开闭；手动时，由减速器手轮21带动减速器20转动，通过减速器输出轴上的离合器19与上部传动轴15上的离合器啮合，带动上部传动轴15及安装于上传动轴上的上曲拐4转动，其余与风动相同，最终带动底门的开闭。

、第一级锁闭装置

第一级锁闭装置的锁体（见图4）与底门销接触面为一圆弧面，散粒货物压力由底门40上的底门销传给锁体，而锁体承受底门销作用力的圆弧面是以锁体旋转中心为圆心的，所以作用于锁体上的底门压力通过锁体的旋转中心，这样，底门销压在圆弧面的任意点上都与锁体呈平衡状态，锁体不会因底门销作用力的增大或减小而转动，锁体不转动跳起，底门就不会自动打开。

、第二级锁闭装置

为防止锁体在空车运行时振动自开，在两级传动的上、下部传动轴之间，设计了一个偏心式连杆3（见图5），其偏心距一般为15～25mm，该连杆3只有在转过死点时才可以开启，将下传动轴1和锁体8锁在指定的转动位置，形成了第二级锁闭装置。

在开启底门、连杆通过死点时，仅引起锁体的微量转动。因锁体与底门销接触面为一固定半径的圆弧，所以锁体不压缩底门即可转出，机构仅克服锁体与底门销间的摩擦力和各传动零件间的阻尼，使开启底门所需的作用力较小。

、第三级锁闭装置

为避免煤炭漏斗车底门被误操作打开后造成行车安全事故和经济损失，进一步提高底门锁闭的可靠性，设置了第三级锁闭装置（见图10）。该装置采用偏心锁闭原理，通过拉环32来约束与上部传动轴15组装为一体的限位器31的转动，拉环32和限位器31的接触点与拉环32的转动中心之间的连线处于转臂34的转轴33下方，形成偏心锁闭，从而将限位器31锁定在指定的转动位置，防止上部传动轴15误转动。当需要打开底门时，把转臂34向上抬起到一定位置时可将拉环32从限位器31上转出，从而解除对限位器31转动的约束。

、提高连杆的强度和刚度

连杆（见图5）由上连杆26、下连杆22、中间螺杆24、左旋螺母23和右旋螺母25组成。连杆为左右旋螺母调整紧固结构，长度调整可在不拆卸的情况下直接进行，方便运用、维护及检修。上、下连杆的材质为C级钢，中间螺杆的材质为35号钢，提高了连杆的强度和刚度。

、实现在弯道处卸车

如图6、图7和图8、图9所示，通过在下曲拐5的中部开设凹槽，并改进连杆3的结构，使连杆3在完全打开状态（见图8），连杆3的下部沉入下曲拐5的凹槽内，从而实现在小弯道处打开连杆3过程中，连杆3与转向架车轮30不干涉（见图9），在小弯道处可以完全打开底门，消除了由于在弯道处不能打开底门而带来的行车安全隐患。

、上、下曲拐设置正位组装标记

如图5所示，为了方便检测，提高装配精度，在上曲拐4和下曲拐5表面各加工一个长槽，作为正位组装标记，当该标记处于铅垂位置时，上、下曲拐的装配角度即符合装配要求。

、联轴节和下部轴承的结构改进

如图11所示，下部轴承10联接在联轴节9的中央，减少了下部轴承的数量，简化了下部传动轴的机加工工艺。

、旋压式双向风缸及防窜动装置

如图12所示，双向风缸11采用后盖与缸体为一体的旋压式结构，提高了密封性能，减轻了自重。双向风缸11固定在缸座41上，缸座41安装于底座36上，为防止双向风缸11在工作时窜动，在双向风缸底座36上设置两个可调整的定位螺栓装置，定位螺栓37顶在双向风缸的缸座41后壁，为防止定位螺栓37在应用中因松动而失去定位作用，定位螺栓37上装有锁紧螺母38和止动垫圈39，锁紧螺母38与底座36之间通过止动垫圈39防松。

、长、短顶杆结构改进

    如图13所示，长、短顶杆均由顶杆头42、左旋锁紧螺母43、双头螺旋套筒44、右旋锁紧螺母45、螺纹接头46、冷拔钢管47和顶杆尾48组成。由于长、短顶杆采用了左右旋螺母调整紧固结构，长度调整可在不拆卸的情况下直接进行，方便了运用、维护及检修；由于长、短顶杆采用了空心钢管，减轻了重量。

、传动轴采用空心轴

如图14所示，上、下部传动轴采用空心轴结构，由空心钢管50、实心轴Ⅰ49和实心轴Ⅱ51组焊而成。传动轴上支承处和开键槽处采用实心轴，其余采用空心钢管。采用空心轴结构后重量是实心轴的2/3左右。

、减速器改进

如图15、图16和图17所示，减速器手轮21采用钢骨架+发泡弹性体层组成的复合结构，重量减轻，操作舒适，提高了商品化程度。减速器手轮21采用防盗螺母52紧固，紧固到位后，防盗螺母52尾部六方部分会脱落，提高了手轮21的防盗性能。减速器输入轴53的上支承位置高于其它位置，缩短了输入轴53的悬臂部分，提高了手轮21及输入轴53的稳定性，提高了输入轴53上、下支承处滚动轴承的使用寿命。减速器的输入轴、输出轴与轴承透盖配合处采用骨架式双唇橡胶油封，提高了密封性能。

Claims (6)

1.一种铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，驱动部分、传动部分以及锁闭部分，驱动部分包括风动和手动；传动部分包括上部传动轴（15）、下部传动轴（1），上部传动轴（15）上安装上曲拐（4），上曲拐（4）通过连杆（3）连接下曲拐（5），下曲拐（5）和双联杠杆（6）都安装在下部传动轴（1）上，双联杠杆（6）的两端分别连接长顶杆（7）和短顶杆（2），长、短顶杆的另一端分别连接底门锁闭部分，其特征在于下部传动轴（1）包括三段，相邻两段的连接通过联轴节（9）连接，联轴节（9）的中部通过下部轴承（10）支撑，下曲拐（5）的中部为凹槽结构，完全打开状态下的连杆下部沉入下曲拐的凹槽内；底门锁闭部分包括三级锁闭装置，三级锁闭装置包括第一、第二、第三级锁闭装置，第一级锁闭装置包括底门锁体（8），底门锁体（8）通过锁体转动中心（55）安装于底门漏斗的端部，底门锁体（8）上开有底门销（54）的滚动槽，底门锁闭状态下的滚动槽与底门销（54）的接触面为圆弧面，该圆弧面是以锁体转动中心（55）为圆心的，作用在锁体上的底门压力通过底门销（54）和锁体转动中心（55）的连线；第二级锁闭装置为偏心机构包括偏心式连杆，连杆（3）的两销孔中心连线与上曲拐（4）的旋转中心之间设置偏心距（e）；第三级锁闭装置包括与上部传动轴（15）设为一体的限位器（31），限制限位器（31）转动的拉环（32），拉环（32）和限位器（31）的接触点与拉环（32）的转动中心之间的连线处于转臂（34）的转轴下方；

连杆包括上连杆（26）、下连杆（22）、中间螺杆（24）、左旋螺母（23）和右旋螺母（25），上连杆（26）和下连杆（22）通过中间螺杆（24）连接，中间螺杆（24）一端为左旋螺纹、另一端为右旋螺纹，中间螺杆（24）对应一端通过右旋螺母（25）、另一端通过左旋螺母（23）调整紧固；

上、下部传动轴均为组焊式空心轴结构，传动轴的支承处和开键槽处为实心轴，其余部分为空心轴。

2.根据权利要求1所述的铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，其特征在于连杆的两销孔中心连线与上曲拐的旋转中心之间设置15～25mm偏心距。

3.根据权利要求1所述的铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，其特征在于上曲拐和下曲拐上分别设置有上曲轴正位标记（27）和下曲轴正位标记（28）。

4.根据权利要求1所述的铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，其特征在于所述的风动驱动包括旋压式双向风缸（11），双向风缸（11）固定在缸座（41）上，缸座（41）安装于底座（36）上，底座（36）上设置有两个可调整的定位螺栓（37）装置，定位螺栓（37）顶在双向风缸的缸座（41）后壁，定位螺栓（37）上装有锁紧螺母（38），锁紧螺母（28）与底座（36）之间通过止动垫圈（39）防松。

5.根据权利要求1所述的铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，其特征在于长顶杆、短顶杆为左右旋螺母调整紧固结构。

6.根据权利要求1所述的铁路煤炭漏斗车底门开闭机构，其特征在于所述的手动驱动通过减速器手轮（21）控制减速器（20），减速器手轮（21）采用钢骨架+发泡弹性体层组成的复合结构，减速器输入轴（53）的上支承位置高于其它位置，减速器采用骨架式双唇橡胶油封（57）密封结构。