CN103010245B - 一种铁路货车转向架及铁路货车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车转向架，包括两个平行布置的侧架和两个连杆，两个连杆交叉后，两端分别与两个侧架相连，侧架的三角孔下方设置有安装定位面，安装定位面上设置有锥柱定位孔；在安装定位面上，且位于锥柱定位孔的外侧设置有档肩，锥柱定位孔内插设有锥柱，锥柱与档肩间的间隙通过填充焊接。本发明仅有一处为焊接结构，即锥柱与档肩间的间隙通过填充焊接，填充焊接与传统的焊缝焊接相比，疲劳强度大大提高。锥柱因采用填充焊接，可以采用较高强度材料制造，因此此结构的强度远高于现有技术，而且不存在结构预应力大的问题。本发明还公开了一种具有上述铁路货车转向架的铁路货车。

Description

一种铁路货车转向架及铁路货车

技术领域

本发明涉及铁路货车技术领域，更具体地说，涉及一种铁路货车转向架及铁路货车。

背景技术

轮轨交通工具的铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置、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。铁路货车上最常见的转向架是铸钢三大件式二轴转向架，它由一个摇枕、两个侧架、两个轮对、弹簧减振装置和制动装置等组成。

三大件式转向架抗菱形变形刚度小，临界速度不高。针对这种转向架的不足之处，有多种改进方案，其中一种方案是交叉支撑式三大件转向架，这种转向架是在两侧架间增设弹性交叉连杆，借此增加两侧架间的抗错位能力，增大转向架菱形变形的刚度。

现有技术中的一种铁路货车转向架，该转向架就是一种中交叉支撑转向架，该转向架包括轮对11、侧架13、摇枕、减振装置、制动装置、弹簧、承载鞍、交叉支撑装置等。其中，两根呈“X”形的连杆12交叉穿过摇枕腹部的预留孔，连杆12两端与两侧架13弹性地连接，形成一个四连杆机构，侧架13的两端借助于轴箱橡胶垫和承载鞍支承在轮对11上。通过在两侧架13之间设置一对连杆12，提高了转向架的抗菱刚度，从而改善了车辆的动力学性能。

如图3所示，为了使交叉杆能够与侧架连接，需要在侧架上焊接一个连接座14，该连接座由1个锥柱141、1个座板142、2个筋板（143、144）构成，各个零件相互间以及连接座14与侧架13间均采用焊接结构。该结构有以下几个方面的缺点：

（1）结构强度低；由于交叉连杆12端部的座板142采用悬臂焊接结构，焊缝本身的疲劳强度较金属本体低，同时连接座安装处空间有限，导致座板长度、筋板高度均不能做大，使连接座与侧架间的结构强度较低。

（2）结构预应力大；各件间均采用焊接结构，焊缝较多且密集交叉，焊接所造成的结构预应力大，使用时外力与预应力叠加，使局部应力较大。

（3）制造质量不易保证；由于焊接操作不便，导致焊缝质量不易保证，同时因为组装不便，锥柱141空间三向位置不易准确，导致安装交叉连杆后两侧架不能呈理想的矩形，即转向架不正位，易导致同一转向架车轮磨耗不均。

（4）降低侧架强度；由于连接座在侧架外侧，因此交叉连杆必须穿过侧架三角孔，导致三角孔外侧下部圆弧半径不能设计得太大，以免与连杆干涉，导致降低了侧架的强度。

（5）降低了转向架抗菱刚度；由于连接座在侧架外侧，交叉连杆较长，交叉连杆的抗压失稳临界力降低，间接地降低了转向架的抗菱刚度。

（6）占用空间大；由于该连接座的存在使转向架总宽度加大，对于某些限界较窄的车辆，转向架设计难度大。

（7）检修不便；由于锥柱是焊接在座板上，座板焊接在侧架上，当螺纹损坏时，更换不便。

因此，如何避免由于焊接导致的结构强度低和结构预应力大的缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铁路货车转向架，以避免由于焊接导致的结构强度低和结构预应力大的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述铁路货车转向架的铁路货车。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铁路货车转向架，包括两个平行布置的侧架和两个连杆，两个所述连杆交叉后，两端分别与两个所述侧架相连，所述侧架的三角孔下方设置有安装定位面，所述安装定位面上设置有锥柱定位孔；

在所述安装定位面上，且位于所述锥柱定位孔的外侧设置有档肩，所述锥柱定位孔内插设有锥柱，所述锥柱与所述档肩间的间隙通过填充焊接；

所述锥柱外伸于所述锥柱定位孔的一端上套设有弹性衬套；

所述连杆的端部安装孔套设于所述弹性衬套上；

所述锥柱的外伸端设有限制所述连杆脱出的轴向限位装置。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述档肩为至少两处，且相邻两处档肩之间具有间隙。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述档肩为两处，且为弧形结构。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述档肩垂直于所述安装定位面。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述锥柱上设有轴肩，所述轴肩与所述锥柱定位孔的端面配合，所述轴肩与所述档肩间的间隙通过填充焊接。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述档肩高于或低于所述锥柱的轴肩。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述弹性衬套为锥形衬套，且与所述锥柱的锥形轴段配合。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述轴向限位装置具体包括：

套设于所述锥柱上，用于压住所述连杆的压帽；

与所述锥柱螺纹配合，用于压住所述压帽的螺母。

优选地，在上述铁路货车转向架中，所述锥柱上开设有锁止销孔，锁止销穿过所述锁止销孔用于限制所述螺母反转。

一种铁路货车，包括转向架，所述转向架为如上任一项所述的铁路货车转向架。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的铁路货车转向架，具有如下技术效果：

（1）解决现有技术结构强度低的问题。现有技术的各个连接节点均为焊接结构，由于存在焊接，焊缝本身的疲劳强度较金属本体低，同时连接座安装处空间有限，导致座板长度、筋板高度均不能做大，使连接座与侧架间的结构强度较低。本发明技术方案仅有一处为焊接结构，即锥柱与档肩间的间隙通过填充焊接，填充焊接即塞焊与传统的焊缝焊接相比，疲劳强度大大提高。主要受力件锥柱因采用填充焊接，可以采用较高强度材料制造，因此此结构的强度远高于现有技术；

（2）解决现有技术结构预应力大的问题。现有技术的连接节点为焊接结构，焊缝较多且密集交叉，这会造成焊缝处由焊接所产生的预应力较大，使用时外力与预应力叠加，使局部应力较大。本发明技术方案仅有一处焊接结构，而且为填充焊接，也就不存在结构预应力大的问题；

（3）解决现有技术制造质量不易保证的问题。由于焊接操作不便，导致焊缝质量不易保证；同时因为组装不便，锥柱空间三向位置不易准确，导致安装交叉连接杆后两侧架不能呈理想的矩形，即转向架不正位，易导致同一转向架车轮磨耗不均。本发明技术方案仅有一处焊接结构，没有在侧架上再组装其它零部件，仅在侧架预定位置钻孔或铰孔，因此其尺寸和位置均较容易保证，从而使交叉支撑装置位置准确，两侧架能够呈理想的矩形，即转向架保持正位，避免产生同一转向架车轮磨耗不均；

（4）解决现有技术降低侧架强度的问题。现有技术由于连接座在侧架外侧，交叉连杆必须穿过侧架三角孔，导致三角孔外侧下部圆弧半径不能设计得太大，以免与连杆干涉，导致降低了侧架的强度。本发明技术方案连杆端部不完全穿过三角孔，三角孔外侧下部圆弧半径可以设计得较大，避免此处产生应力集中，因而可以提高侧架的强度；

（5）可进一步提高转向架抗菱刚度。现有技术由于连接座在侧架外侧，交叉连杆较长，交叉连杆的抗压失稳临界力降低，间接地降低了转向架的抗菱刚度。本发明技术方案可在一定程度上缩短连杆长度，提高连杆的抗压失稳临界力，从而提高转向架的抗菱刚度；

（6）解决现有技术占用空间大的问题。现有技术由于连接座在侧架外侧，使转向架总宽度加大，对于某些限界较窄的转向架车辆，转向架设计难度大。本发明技术方案连接节点为内装式，使用的是原来无用的侧架内部空腔，因此不用占用额外空间，适应限界较窄的车辆；

（7）解决现有技术检修不便的问题。本发明技术方案通过锥柱下部圆柱及轴肩进行定位，对锥柱与侧架档肩采用两条独立焊缝进行焊接，当锥柱发生磨耗或其螺纹损坏时，可通过气切方式将锥柱去除，对侧架进行修磨后重新焊接新的锥柱。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的中交叉支撑转向架的结构示意图；

图2为现有技术中的侧架结构的俯视图；

图3为现有技术中的侧架结构的主视图；

图4为本发明实施例提供的铁路货车转向架的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的侧架的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的侧架的局部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的侧架的局部放大图；

图8为本发明实施例提供的转向架安装节点的局部剖视图。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种铁路货车转向架，以避免由于焊接导致的结构强度低和结构预应力大的缺陷。

本发明的另一核心在于提供一种具有上述铁路货车转向架的铁路货车。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图4-图8，图4为本发明实施例提供的铁路货车转向架的结构示意图；图5为本发明实施例提供的侧架的结构示意图；图6为本发明实施例提供的侧架的局部结构示意图；图7为本发明实施例提供的侧架的局部放大图；图8为本发明实施例提供的转向架安装节点的局部剖视图。

本发明实施例提供的铁路货车转向架，包括两个平行布置的侧架101和两个连杆104，两个连杆104交叉后，两端分别与两个侧架101相连，其中，侧架101的三角孔下方设置有安装定位面，安装定位面上设置有锥柱定位孔，具体可通过镗床加工该锥柱定位孔。锥柱定位孔无需太深，只要保证锥柱105插入后，能够通过塞焊工艺保持较好的强度即可。

在安装定位面上，且位于锥柱定位孔的外侧设置有档肩102（具体可通过铸造的方式，使得档肩102与侧架101成一体式结构），锥柱定位孔内插设有锥柱105，锥柱105与档肩102间的间隙103通过填充焊接（即塞焊）。

锥柱105外伸于锥柱定位孔的一端上套设有弹性衬套106，连杆104的端部安装孔套设于弹性衬套106上，锥柱105的外伸端设有限制连杆104脱出的轴向限位装置。

本发明提供的铁路货车转向架，具有如下技术效果：

（1）解决现有技术结构强度低的问题。现有技术的各个连接节点均为焊接结构，由于存在焊接，焊缝本身的疲劳强度较金属本体低，同时连接座安装处空间有限，导致座板长度、筋板高度均不能做大，使连接座与侧架间的结构强度较低。本发明技术方案仅有一处为焊接结构，即锥柱与档肩间的间隙通过填充焊接，填充焊接即塞焊与传统的焊缝焊接相比，疲劳强度大大提高。主要受力件锥柱因采用填充焊接，可以采用较高强度材料制造，因此此结构的强度远高于现有技术；

（2）解决现有技术结构预应力大的问题。现有技术的连接节点为焊接结构，焊缝较多且密集交叉，这会造成焊缝处由焊接所产生的预应力较大，使用时外力与预应力叠加，使局部应力较大。本发明技术方案仅有一处焊接结构，而且为填充焊接，也就不存在结构预应力大的问题；

（3）解决现有技术制造质量不易保证的问题。由于焊接操作不便，导致焊缝质量不易保证；同时因为组装不便，锥柱空间三向位置不易准确，导致安装交叉连接杆后两侧架不能呈理想的矩形，即转向架不正位，易导致同一转向架车轮磨耗不均。本发明技术方案仅有一处焊接结构，没有在侧架上再组装其它零部件，仅在侧架预定位置钻孔或铰孔，因此其尺寸和位置均较容易保证，从而使交叉支撑装置位置准确，两侧架能够呈理想的矩形，即转向架保持正位，避免产生同一转向架车轮磨耗不均；

（4）解决现有技术降低侧架强度的问题。现有技术由于连接座在侧架外侧，交叉连杆必须穿过侧架三角孔，导致三角孔外侧下部圆弧半径不能设计得太大，以免与连杆干涉，导致降低了侧架的强度。本发明技术方案连杆端部不完全穿过三角孔，三角孔外侧下部圆弧半径可以设计得较大，避免此处产生应力集中，因而可以提高侧架的强度；

（5）可进一步提高转向架抗菱刚度。现有技术由于连接座在侧架外侧，交叉连杆较长，交叉连杆的抗压失稳临界力降低，间接地降低了转向架的抗菱刚度。本发明技术方案可在一定程度上缩短连杆长度，提高连杆的抗压失稳临界力，从而提高转向架的抗菱刚度；

（6）解决现有技术占用空间大的问题。现有技术由于连接座在侧架外侧，使转向架总宽度加大，对于某些限界较窄的转向架车辆，转向架设计难度大。本发明技术方案连接节点为内装式，使用的是原来无用的侧架内部空腔，因此不用占用额外空间，适应限界较窄的车辆；

（7）解决现有技术检修不便的问题。本发明技术方案通过锥柱下部圆柱及轴肩进行定位，对锥柱与侧架档肩采用两条独立焊缝进行焊接，当锥柱发生磨耗或其螺纹损坏时，可通过气切方式将锥柱去除，对侧架进行修磨后重新焊接新的锥柱；

为了进一步优化上述技术方案，在本发明一具体实施例中，档肩102为至少两处，且相邻两处档肩102之间具有间隙，在档肩102之间设置间隙，在塞焊后能够保证较高的强度。

档肩102为两处，且为弧形结构，当然本领域技术人员可以理解的是，档肩102还可为其它数量，并且档肩还可以是矩形或其它形状，本发明对档肩102的形状和数量不作限定。

在本发明一具体实施例中，档肩102垂直于安装定位面。本领域技术人员可以理解的是，档肩102还可以沿不同角度布置。

在本发明一具体实施例中，锥柱105上设有轴肩，轴肩与锥柱定位孔的端面配合，轴肩与档肩102间的间隙103通过填充焊接。档肩102可高于或低于锥柱105的轴肩，也可与锥柱105的轴肩等高。

在本发明一具体实施例中，弹性衬套106为锥形衬套，且与锥柱105的锥形轴段配合。

为了进一步优化上述技术方案，在本发明一具体实施例中，轴向限位装置具体包括压帽108和螺母107。

其中，用于压住连杆104的压帽108套设于锥柱105上，用于压住压帽108的螺母107与锥柱105螺纹配合，旋紧该螺母107后，螺母107压紧压帽108，压帽108压紧连杆104。

为了达到防松的目的，本发明实施例在锥柱105上开设有锁止销孔，锁止销穿过锁止销孔用于限制螺母107的反转，继而达到放松的目的。

本发明还提供了一种铁路货车，包括转向架，其中，转向架为如上实施例公开的铁路货车转向架。由于具有上述铁路货车转向架，因此兼具上述铁路货车转向架的所有技术效果，本文在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种铁路货车转向架，包括两个平行布置的侧架(101)和两个连杆(104)，两个所述连杆(104)交叉后，两端分别与两个所述侧架(101)相连，其特征在于，所述侧架(101)的三角孔最下方的内壁面处设置有安装定位面，所述安装定位面上设置有锥柱定位孔；

在所述安装定位面上，且位于所述锥柱定位孔的外侧设置有档肩(102)，所述锥柱定位孔内插设有锥柱(105)，所述锥柱(105)与所述档肩(102)间的间隙(103)通过填充焊接；

所述锥柱(105)外伸于所述锥柱定位孔的一端上套设有弹性衬套(106)；

所述连杆(104)的端部安装孔套设于所述弹性衬套(106)上；

所述锥柱(105)的外伸端设有限制所述连杆(104)脱出的轴向限位装置。

2.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述档肩(102)为至少两处，且相邻两处档肩(102)之间具有间隙。

3.如权利要求2所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述档肩(102)为两处，且为弧形结构。

4.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述档肩(102)垂直于所述安装定位面。

5.如权利要求1-4任一项所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述锥柱(105)上设有轴肩，所述轴肩与所述锥柱定位孔的端面配合，所述轴肩与所述档肩(102)间的间隙(103)通过填充焊接。

6.如权利要求5所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述档肩(102)高于或低于所述锥柱(105)的轴肩。

7.如权利要求1所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述弹性衬套(106)为锥形衬套，且与所述锥柱(105)的锥形轴段配合。

8.如权利要求5所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述轴向限位装置具体包括：

套设于所述锥柱(105)上，用于压住所述连杆(104)的压帽(108)；

与所述锥柱(105)螺纹配合，用于压住所述压帽(108)的螺母(107)。

9.如权利要求8所述的铁路货车转向架，其特征在于，所述锥柱(105)上开设有锁止销孔，锁止销穿过所述锁止销孔用于限制所述螺母(107)反转。

10.一种铁路货车，包括转向架，其特征在于，所述转向架为如权利要求1-9任一项所述的铁路货车转向架。