CN102642547A - 弹性旁承体、双作用弹性旁承和转向架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种弹性旁承体、双作用弹性旁承和转向架。该弹性旁承体包括：中央弹性旁承体；外侧弹性旁承体，套设在所述中央弹性旁承体的外侧，所述外侧弹性旁承体与中央弹性旁承体的高度不等。本发明各实施例的技术方案，通过提供内外分体式的弹性旁承体，进一步可实现两级刚度的弹性旁承，能够有效改善旁承的使用性能和结构可靠性。

Description

弹性旁承体、双作用弹性旁承和转向架

技术领域

本发明涉及铁路货车转向架结构技术，尤其涉及一种弹性旁承体、双作用弹性旁承和转向架。

背景技术

铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置和车钩缓冲装置等部分组成。其中，转向架的作用是支承车体，引导车辆沿轨道行驶，并承受来自车体及线路的各种载荷。车体与转向架通过心盘和旁承连接成一体，主要传递垂向载荷。

常用的下旁承全路货车转向架使用的主要有两种型式，一种是常接触式橡胶体弹性旁承，另一种是大量运用的JC型常接触式双作用弹性旁承。其中老式的常接触式弹性旁承已逐渐被淘汰，取而代之的是JC型常接触式双作用弹性旁承。

现有技术提供了一种JC型常接触式双作用弹性旁承，是我国提速重载货车转向架上的关键零部件。图1为现有技术中一种JC型常接触式双作用弹性旁承的结构示意图，JC型常接触式双作用弹性旁承主要由弹性旁承体101、滚子102、滚子轴103、旁承磨耗板104和旁承座105等零部件组成。上旁承107设置在车体底部，旁承盒106设置在转向架的摇枕上，双作用弹性旁承整体放置在旁承盒106中，承载上旁承107和旁承盒106之间的垂向作用力，其中弹性旁承体101起主要的承载作用。上旁承107与旁承磨耗板104提供适宜的摩擦系数，与弹性旁承体101联合作用提供适宜的回转阻力矩，提高车辆的运行速度。一般一辆车包括两个转向架，每个转向架摇枕的两端设有两个旁承，所以每辆车设置有四个旁承。旁承中的滚子102，防止车体侧滚角度过大；同时当车辆通过曲线时，车辆侧滚角过大时，上旁承107下压至接触滚子102，滚子102通过滚动可有效降低该时刻的回转阻力矩，提高车辆的曲线通过能力。

弹性旁承装车后承担的垂向力及工作时的纵向力影响车辆运行性能，所以旁承中的弹性旁承体的垂向及纵向刚度是其重要参数，如何优化弹性旁承体的垂向及纵向刚度一直是本领域所关注的问题。

发明内容

本发明提供了一种弹性旁承体、双作用弹性旁承和转向架，以优化弹性旁承的垂向及纵向刚度性能。

本发明提供了一种弹性旁承体，包括：

中央弹性旁承体；

外侧弹性旁承体，套设在所述中央弹性旁承体的外侧，所述外侧弹性旁承体与中央弹性旁承体的高度不等。

本发明提供了一种双作用弹性旁承，包括旁承座、旁承体、刚性止挡组成、侧面磨耗板和旁承磨耗板，其中：

采用本发明所提供的弹性旁承体作为所述旁承体，所述弹性旁承体固定在所述旁承座上，所述弹性旁承体通过侧面磨耗板夹持在旁承座的侧壁之间；

所述旁承磨耗板设置在所述弹性旁承体之上；

所述刚性止挡组成设置在旁承座的一侧，其顶面低于所述旁承磨耗板的上端面。

本发明还提供了一种转向架，包括摇枕、侧架和轮对，其中，还包括本发明所提供的双作用弹性旁承，所述双作用弹性旁承置于所述摇枕上的旁承盒内。

本发明各实施例的技术方案，通过提供内外分体式的弹性旁承体，进一步可实现两级刚度的弹性旁承，能够有效改善旁承的使用性能和结构可靠性。通过适当设计并实现弹性旁承体垂向刚度，能适应和满足我国新一代大轴重铁路货车使用要求。

附图说明

图1为现有技术中一种JC型双作用弹性旁承的结构示意图；

图2A为本发明实施例一提供的弹性旁承体的结构示意图；

图2B所示为图2A中的中央弹性旁承体的结构示意图；

图2C所示为图2A中的外侧弹性旁承体的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的双作用弹性旁承的结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的双作用弹性旁承的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图2A为本发明实施例一提供的弹性旁承体的结构示意图，该弹性旁承体包括中央弹性旁承体201和外侧弹性旁承体202。外侧弹性旁承体202套设在中央弹性旁承体201的外侧，外侧弹性旁承体202与中央弹性旁承体201的高度不等。

在本实施例中，内外两个旁承体高度不等，外侧弹性旁承体套设在中央弹性旁承体的外侧，具体是间隙配合相互套设，构成了两个各自独立能够承载垂向载荷和工作时的纵向载荷的旁承体组成，有效优化了弹性旁承体的垂向和纵向刚度。

中央弹性旁承体和外侧弹性旁承体各自的具体结构可以有多种选择，例如典型的为钢弹簧或弹性橡胶体，或者也可以中央弹性旁承体和/或外侧弹性旁承体均为复合弹簧体，复合弹簧体包括钢弹簧和硫化包裹钢弹簧的橡胶弹性体。如图2B所示，中央弹性旁承体201为复合弹簧体，包括了钢弹簧203和硫化包裹钢弹簧203的橡胶弹性体204；如图2C所示，外侧弹性旁承体202为单纯的橡胶弹性体。且本实施例中具体是中央弹性旁承体201的高度大于外侧弹性旁承体202，其高度差为δ，使得中央弹性旁承体201首先承载，当载荷增至一定程度而下压接触外侧弹性旁承体202时，则由两旁承体同时承载，实现了两级刚度的弹性旁承体。

为提高旁承体的可靠性，可以在复合弹簧体的顶部和底部分别设置有钢板，橡胶弹性体硫化在两钢板之间。钢板可以是为弹性旁承体独立添加的，如图2A和2B所示，在中央弹性旁承体201的顶部设置顶板205，在底部设置底板206。或者也可以利用弹性旁承体上已有的部件作为硫化钢板，例如图2A和2C所示，弹性旁承体还包括旁承体顶板207，外侧弹性旁承体至少包括橡胶弹性体，该橡胶弹性体硫化固定在旁承体顶板207上。外侧弹性旁承体202的底部还可设置硫化用的旁承体底板208。

在实际应用中，还可以进一步在弹性旁承体上设置用于与旁承座实现定位的结构，通常设置在中央和外侧弹性旁承体中高度较大的一个上，或者均设置。如图2A和2B所示为一优选实施方式，中央弹性旁承体201的高度大于外侧弹性旁承体202，中央弹性旁承体201的底部设置有定位凹槽209，用于与旁承座上的定位凸台相互卡合实现定位。具体可以在中央弹性旁承体201的底部设置上凹形钢板，与橡胶硫化在一起，来实现定位凹槽209，定位凹槽209与旁承座凸出的圆台相配合，起到定位作用。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的双作用弹性旁承的结构示意图，该双作用弹性旁承包括旁承座210、旁承体、刚性止挡组成212、侧面磨耗板213和旁承磨耗板211，其中，采用本发明任意实施例所提供的弹性旁承体作为旁承体，即包括中央弹性旁承体201和外侧弹性旁承体202。该弹性旁承体固定在旁承座210上，弹性旁承体通过侧面磨耗板213夹持在旁承座210的侧壁之间。旁承磨耗板211设置在弹性旁承体之上，一般是设置在旁承体顶板207之上。刚性止挡组成212设置在旁承座210的一侧，其顶面低于旁承磨耗板211的上端面。刚性止挡组成212，防止车体侧滚角度过大；同时当车辆通过曲线时，车辆侧滚角过大时，车体上旁承下压至接触刚性止挡组成212，刚性止挡组成212与车体上旁承摩擦系数小，可降低该时刻的回转阻力矩，提高车辆的曲线通过能力。

在本实施例中，刚性止挡组成212具体为支板座组成，支板座组成的上端面低于旁承磨耗板211的上端面，支板座组成固定在旁承座210上。旁承座210和旁承盒216之间的间隙可以填充有挡块215，用于将弹性旁承固定在旁承盒中216。一般在旁承座210和侧面磨耗板213之间还可以设置弹性侧板214来缓冲。

为调整旁承在旁承盒中的高度，还可以在旁承座210与旁承盒216之间设置在调整垫板217。旁承座210与弹性旁承体之间也可以通过设置垫板218来调整高度。

在本实施例中，优选是中央弹性旁承体201的两端均设置钢板，即顶板205和底板206。中央弹性旁承体201的顶板205与旁承体顶板207下平面接触。外侧弹性旁承体202则由橡胶弹性体、旁承体顶板207和旁承体底板208硫化而成。

在自由状态下，中央弹性旁承体201与旁承座210接触，外侧弹性旁承体202与旁承座210有垂向间隙δ。工作状态下，弹性旁承体相对旁承座210垂向运动时，先压缩中央弹性旁承体201，压缩间隙δ后，中央弹性旁承体201与外侧弹性旁承体202同时压缩，使旁承体刚度增大，从而实现两级刚度。

中央弹性旁承体201蠕变低，外侧弹性旁承体202压缩量小，组合式旁承体与整体式旁承体塑性变形相对减小，能保证旁承长期使用的有效性。组合式旁承体刚度设计范围大，可适应更多的铁路货车车辆类型。

双作用弹性旁承通常用于设置在转向架上与心盘共同承载车体载荷，并提供回转阻力矩。转向架一般结构包括摇枕、侧架(或构架)和轮对，摇枕的中间设置有下心盘，摇枕的两端设置有旁承盒，双作用弹性旁承置于摇枕上的旁承盒内。通常，每辆车的两个转向架上设置有四个弹性旁承，分设在两个摇枕的两端，与下心盘共同承载并提供回转阻力矩。下面具体说明本实施例双作用弹性旁承的工作原理。

旁承磨耗板为非金属材料，弹性旁承体由金属弹簧和橡胶硫化到一起形成内外的两级刚度弹性旁承体。旁承体两侧采用带预压弹性层的结构，即侧面磨耗板，将弹性旁承体夹持固定在旁承座中。弹性侧板和挡块用于填补在旁承座和旁承盒之间。上述无间隙结构具有较大的纵向刚度，与适当的纵向摩擦力一起形成能抑制车辆蛇形运动的回转阻力矩。直线运行时，弹性旁承提供一定回转阻力矩，提高车辆运行速度。当在曲线线路上运行时，车辆侧滚角过大时，支板座组成与上旁承接触，可有效遏制车辆侧滚角过大；支板座组成与上旁承摩擦系数小，可减小回转阻力矩，提高车辆的曲线通过性能。侧面磨耗板必须全部压入旁承座定位槽内并与侧面密贴。弹性旁承体主要由橡胶和金属弹簧硫化而成，弹性旁承体相对旁承座无纵向运动，在弹性旁承体相对旁承座垂向运动时，弹性旁承体与侧面磨耗板形成金属对非金属的接触，可有效降低磨耗保证性能，提高使用可靠性。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的双作用弹性旁承的结构示意图，本实施例与实施例二类似，区别在于：刚性止挡组成212具体为滚子组成，滚子组成中的滚子219顶面低于旁承磨耗板211的上端面，滚子组成中的滚子轴220固定在旁承座210上。通常还可以在旁承座210和旁承盒216之间的间隙填充有垫片。

滚子既能起止挡作用，又能减少滑动阻力，滚子轴固定在旁承座上，滚子可以在滚子轴上滚动，在不影响转向架和车体回转的同时有效抑制车辆侧滚角过大。

本发明实施例还提供了一种转向架，包括摇枕、侧架和轮对，还包括本发明任意实施例所提供的双作用弹性旁承，双作用弹性旁承置于所述摇枕上的旁承盒内。双作用弹性旁承与车体上旁承接触，与心盘共同承载车辆载荷，并提供适宜的回转阻力矩。

本发明各实施例的技术方案，通过提供内外分体式的弹性旁承体，进一步可实现两级刚度的弹性旁承，能够有效改善旁承的使用性能和结构可靠性。通过适当设计并实现弹性旁承体垂向刚度，能适应和满足我国新一代大轴重铁路货车使用要求，特别适用于DZ1型转向架及其大轴重货车。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种弹性旁承体，其特征在于，包括：

中央弹性旁承体；

外侧弹性旁承体，套设在所述中央弹性旁承体的外侧，所述外侧弹性旁承体与中央弹性旁承体的高度不等。

2.根据权利要求1所述的弹性旁承体，其特征在于：所述中央弹性旁承体的高度大于所述外侧弹性旁承体；所述中央弹性旁承体的底部设置有定位凹槽，用于与旁承座上的定位凸台相互卡合实现定位。

3.根据权利要求1或2所述的弹性旁承体，其特征在于：所述中央弹性旁承体和/或外侧弹性旁承体为复合弹簧体，复合弹簧体包括钢弹簧和硫化包裹所述钢弹簧的橡胶弹性体。

4.根据权利要求3所述的弹性旁承体，其特征在于：所述复合弹簧体的顶部和底部分别设置有钢板，所述橡胶弹性体硫化在两钢板之间。

5.根据权利要求2所述的弹性旁承体，其特征在于：还包括旁承体顶板，所述外侧弹性旁承体至少包括橡胶弹性体，该橡胶弹性体硫化固定在旁承体顶板上。

6.一种双作用弹性旁承，包括旁承座、旁承体、刚性止挡组成、侧面磨耗板和旁承磨耗板，其特征在于：

采用权利要求1-5任一所述的弹性旁承体作为所述旁承体，所述弹性旁承体固定在所述旁承座上，所述弹性旁承体通过侧面磨耗板夹持在旁承座的侧壁之间；

所述旁承磨耗板设置在所述弹性旁承体之上；

所述刚性止挡组成设置在旁承座的一侧，其顶面低于所述旁承磨耗板的上端面。

7.根据权利要求6所述的双作用弹性旁承，其特征在于：所述刚性止挡组成为支板座组成，支板座组成的上端面低于所述旁承磨耗板的上端面；所述支板座组成固定在所述旁承座上。

8.根据权利要求7所述的双作用弹性旁承，其特征在于：所述旁承座和旁承盒之间的间隙填充有挡块。

9.根据权利要求6所述的双作用弹性旁承，其特征在于：所述刚性止挡组成为滚子组成，所述滚子组成中的滚子顶面低于所述旁承磨耗板的上端面，所述滚子组成中的滚子轴固定在旁承座上。

10.根据权利要求9所述的双作用弹性旁承，其特征在于：所述旁承座和旁承盒之间的间隙填充有垫片。

11.一种转向架，包括摇枕、侧架和轮对，其特征在于，还包括权利要求6-10任一所述的双作用弹性旁承，所述双作用弹性旁承置于所述摇枕上的旁承盒内。

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