CN104044604A - 稳定的铁路货车转向架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稳定的轨道货车转向架，其由两个侧架和一个摇枕组成。摇枕具有横向相对的端部，每个端部延伸进入在弹簧组上的侧架开口并支撑在该侧架开口内。稳定的轨道货车转向架还包括横梁，该横梁延伸进入侧架开口并支撑在侧架开口内。弹簧组由每个横梁端部支撑。每个侧架在每个端部均具有底座开口，该底座开口接纳旋转凸耳以接收弹性体转向垫和轴承适配器。侧架和横梁的连接是刚性的可枢转连接。侧架和摇枕之间的摩擦瓦提供了初始时低摩擦而接合后高摩擦的阻尼。侧架和横梁的可枢转分离以及摩擦瓦相对于摇枕的横向移动，消除了轨道位移的不对称对摇枕和车体的影响。

Description

稳定的铁路货车转向架

技术领域

本发明涉及一种稳定的铁路货车转向架，其具有可枢转地附接在侧架之间的刚性横梁。侧架也可枢转地附接至轮对。轮对和侧架以及侧架和横梁之间的可枢转关系允许横向移动，从而防止横向轨道位移的不对称被传输到摇枕并传入到车体。侧架和横梁之间的可枢转但刚性的连接消除了轮对的偏转，从而确保铁路货车转向架稳定。

稳定的铁路货车转向架还具有摩擦阻尼，该摩擦阻尼在低摩擦时产生，一旦被接合就变为更高摩擦时的阻尼。阻尼源于摩擦瓦，该摩擦瓦具有形式为摩擦瓦插入件的可枢转摩擦面，该摩擦面允许摩擦力径向且可枢转地响应。

稳定的铁路货车转向架的摇枕由弹簧支撑。弹簧由横梁支撑，横梁由侧架可枢转地支撑。位于摇枕和侧架之间的摩擦瓦还通过在摩擦瓦和摇枕之间的低摩擦插入件而将通过侧架传输到轮对的横向轨道位移的不对称输入分离。摩擦瓦的任一侧和摇枕间存在允许发生横向移动的空间。摩擦瓦沿着该空间的横向移动防止横向轨道位移的不对称的传输对摇枕产生作用并进入车体。

由于横梁和侧架之间的有限纵向空间，使得稳定的铁路货车转向架的侧架是纵向刚性的。该纵向刚性的侧架通过旋转凸耳、适配器和弹性体转向垫连接到轮对。转向垫的弹性刚度提供了运动，以使得轮对与铁路轨道对准。

背景技术

传统的三段式铁路货车转向架由一个摇枕和两个侧架组成，该摇枕和侧架被配置为用于利用摇枕和侧架之间的摩擦瓦作为提供悬挂装置的阻尼的手段。该摩擦瓦另外提供了有限的手段以保持侧构架笔直地对准摇枕和轮对。横向轨道位移的不对称被传输到轮对并传入侧架，引起侧架不均匀的横向位移。侧架不均匀的位移超出了摩擦瓦的调正能力，从而使侧架围绕摩擦瓦和摇枕枢转或铰接。侧架的枢转或铰接使轮对偏转，造成与铁路轨道的不对准，从而限制了传统的三段式货车转向架的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供具有改进的稳定性和抗不对准轨道的能力的铁路货车转向架。

三段设计的稳定的铁路货车转向架包括两个横向隔开的侧架和一个横向延伸的摇枕。横梁延伸进入每个侧架的开口。横梁的端部由横梁轴承可枢转地支撑，横梁轴承由侧架中部开口的下部支撑。弹簧悬挂装置由横梁支撑，而横梁反过来支撑摇枕。

为了铁路货车转向架的稳定性能，需要利用形式为在摇枕和侧架之间的摩擦瓦的摩擦阻尼。在摩擦瓦和摇枕之间有摇枕的低摩擦插入件，同时在摩擦瓦的每一侧具有空间，来容纳摩擦瓦的横向移动，而不将横向移动传输到摇枕。

阻尼源于摩擦瓦，摩擦瓦具有形式为摩擦瓦插入件的可枢转摩擦面，该摩擦瓦插入件允许摩擦力径向或可枢转地响应。阻尼接触面是侧架柱状耐磨板和摩擦瓦插入件。优选地柱状耐磨板和摩擦瓦插入件均由硬化材料制成以限制磨损。摩擦瓦插入件位于凹陷在摩擦瓦表面内的低摩擦插入件上。摩擦瓦插入件在摩擦瓦表面内的凹部内具有围绕其本身的径向空间。摩擦瓦插入件可在凹部内可枢转且径向地移动，直到其接触摩擦瓦凹部的壁部为止。摩擦瓦插入件一旦与凹部的壁部接触，就会在柱状耐磨板和摩擦瓦插入件之间以更高的摩擦移动，从而导致初始时的低摩擦力和一旦通过悬挂装置的移动而接合时的更高摩擦力。在低摩擦时，摩擦瓦插入件同样也围绕柱状耐磨板旋转。

在两个侧架之间还需要有对平移和扭曲的约束。横梁至侧架和侧架至轮对的旋转连接减轻了由不稳定的转向架性能引起的轨道输入。两个侧架的平移或扭曲通过利用在横梁轴承和刚性横梁之间的滑动轴承而消除，并且该滑动轴承被用在侧架和旋转凸耳之间以消除间隙。旋转凸耳保持弹性体转向垫和轴承适配器。基于至侧架的可枢转连接，旋转凸耳保持将转向垫和轴承适配器与轴承和轮对对准。

同时还需要通过弹性体转向垫的平移来提供转向，以控制轮对对准铁路轨道。转向垫的弹性强度足以在曲线轨道和直线轨道上使轮对对准铁路轨道。

附图说明

在附图中，

图1是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的转向架组件的透视图，其中部件以分离的方式显示；

图2是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的转向架组件的局部细节剖视图；

图3A是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的摇枕和摩擦瓦的局部视图；

图3B是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的摩擦瓦的剖视图和透视图；

图4是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的侧架与横梁的关系的透视图；

图5是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的适配器与侧架的关系的局部透视图；

图6是根据本发明的稳定的铁路货车转向架的第一实施例的横梁和侧架的可枢转关系的剖视图。

具体实施方式

现在参考图1，可以看出稳定的铁路货车转向架1包括两个横向间隔开的侧架2和27，同时摇枕3在侧架2和27之间延伸。可以看出摇枕3包括摇枕端部22和23，每个摇枕端部通过侧架开口24延伸。下将描述摇枕3的一个端部和横梁4的一个端部，而相同的另一端部在图1中并未完全示出。横梁4在摇枕3下方横向延伸。横梁端部25支撑弹簧组15。弹簧组15支撑摇枕端部23。横梁端部25由横梁轴承10支撑，横梁轴承10由侧架支撑表面28A支撑。横梁端部25和横梁轴承10之间的径向间隙由细长的横梁支撑轴承11填充。横梁轴承端部29和30被邻近于侧架下部支撑件28而支撑。侧架2和27中的每一个与摇枕3通常是铸钢整体结构。横梁4可以是球墨铸铁或钢的铸造件。横梁4可由钢制成，但基于减轻重量的考虑，球墨铸铁横梁是优选的。

可以看出，摇枕3包括在其上表面的摇枕中心板31以及一对横向间隔开的旁承19。每个摇枕端部包括一对倾斜表面23A和23B。每个摇枕端部的倾斜表面与侧架形成摩擦瓦口。

轴32和33在侧架2和27之间横向延伸。铁路车轮5压配在轴32和33的端部上。轴32和33的端部容纳在滚柱轴承34中。滚柱轴承34支撑轴承适配器6。

轴承适配器6支撑弹性体转向垫7。转向垫7支撑旋转凸耳8。旋转凸耳8由侧架27和2的基座颚部可枢转地支撑。细长的支撑轴承9置于侧架27和2的基座颚部和旋转凸耳8之间。

现在参看图2，显示了转向架组件1的局部细节剖视图以及摇枕3和侧架2的整体横截面的局部细节图。横梁4在侧架2和27之间横向延伸。横梁端部25由横梁轴承10支撑。横梁轴承端部30由侧架下部支撑件28支撑及纵向限制。摩擦瓦14通过安装在摩擦瓦14的倾斜面14B上的低摩擦插入件保持器16和低摩擦插入件17而接合摇枕2。摩擦瓦14能够在低摩擦插入件17上横向移动。摩擦瓦14的竖直面14A还具有低摩擦插入件13和摩擦瓦插入件12，该摩擦瓦插入件12与附接至侧架2的竖直柱18A的柱状耐磨板18接合。

现在参看图3A，显示了摇枕3和摩擦瓦14的局部视图。摇枕3通常是铸钢整体装置，并且具有内部肋和支撑件，以向稳定的铁路货车转向架1的结构部件提供必要的强度同时提供总体重量较低的结构。摇枕3在摩擦瓦14的两侧都有空间20。空间20允许摩擦瓦14的横向移动，而不将移动传输至摇枕3。由于摩擦瓦14的低摩擦插入件17在移动方向上与摩擦瓦的力分离，从而实现横向移动。

现在参看图1和图3B，显示了摩擦瓦14的剖视图和透视图。摩擦瓦的竖直面14A具有用于摩擦瓦低摩擦插入件13和摩擦瓦高摩擦插入件12的凹部35。高摩擦插入件12在摩擦瓦的前表面14A之外向外延伸。摩擦瓦插入件12在凹部35内具有径向空间21，以在低摩擦插入件13上移动或旋转并与低摩擦插入件13接触。一旦摩擦瓦插入件12的移动超出径向空间21，其就会碰到摩擦瓦竖直面14A的凹部35的壁部，使得在高摩擦插入件12和侧架柱状耐磨板18之间，由摩擦瓦的低摩擦插入件13产生的低摩擦变为高摩擦。摩擦瓦的倾斜面14B接纳摇枕的低摩擦插入件保持器16，该低摩擦插入件保持器16转而接纳摇枕的低摩擦插入件17。摇枕的低摩擦插入件17位于摇枕的倾斜面23A和摩擦瓦14的倾斜面14B之间。

现在参考图4，显示了横梁4和侧架2的关系的透视图。侧架2将横梁4可枢转地支撑在横梁轴承10上。横梁轴承端部29和30具有锥形壁部36，锥形壁部接合在侧架下部支撑件28的壁部。横梁4和横梁轴承10之间的径向空间由横梁支撑轴承11填充。从而使得侧架2和横梁4之间的连接部被竖直地支撑，但能够可枢转地旋转。

现在参考图5，显示了侧架2和轴承适配器组件6A的关系的局部透视图。侧架2的底座2A具有锥形顶部2B以接纳支撑轴承9和旋转凸耳8。旋转凸耳8允许侧架2和轴承适配器6之间的可枢转移动。旋转凸耳端部37的旋转被限定在侧架2的凸耳凹部38内。旋转凸耳8还支撑弹性体转向垫7。旋转凸耳8由与侧架底座2A的锥形底部2B的端部抵靠着接触的平移止挡部39约束纵向移动。通过将轮对的纵向力施加在轴承适配器6上来相对于旋转凸耳端部37压缩弹性体转向垫7，从而实现转向。

现在参考图6，显示了横梁4和侧架2的可枢转关系的剖视图。轮对5支撑轴承适配器6、转向垫7、旋转凸耳8和支撑侧架2的支撑轴承9。侧架2反过来支撑横梁轴承10、支撑轴承11和横梁4。法向的竖直载荷对准位于旋转凸耳8枢轴正下方的横梁轴承10。当轴承适配器6获得横向移动时，该移动通过侧架2作用于横梁4。横向移动减轻了来自横梁4的铁路轨道横向位移的不规则性。

Claims (11)

1.一种铁路货车转向架，其包括：

一对平行的侧架，

在侧架之间横向延伸的横梁，

在侧架之间横向延伸的摇枕，

每个侧架包括支撑面，

由每个侧架支撑面支撑的横梁轴承，

每个侧架还包括：邻近横梁轴承端部的下部支撑件，由每个横梁轴承支撑的横梁支撑轴承，以及由每个横梁支撑轴承支撑的横梁端部，

由横梁端部支撑的弹簧组，

由弹簧组支撑的摇枕端部，

在侧架之间横向延伸的一对轴，

每个侧架具有在侧架端部上形成的底座，

安装在每个轴的端部的轴的轴承，

安装在每个轴的轴承上的轴承适配器，

安装在每个轴承适配器上的转向垫，

安装在每个转向垫上的旋转凸耳，

以及安装在每个旋转凸耳上的轴支撑轴承，

所述轴支撑轴承支撑轴的轴承。

2.根据权利要求1所述的铁路货车转向架，其中

每个侧架包括两个竖直柱，

以及附接至每个侧架的竖直柱上的耐磨板，

并且每个摇枕端部包括两个倾斜表面，

每个摇枕倾斜表面和每个侧架竖直柱在其间形成摩擦瓦口，

在每个摩擦瓦口内的摩擦瓦，

摩擦瓦包括邻近侧架耐磨板中的一个的竖直面和邻近摇枕倾斜表面中的一个的倾斜面，

在每个摩擦瓦竖直面中的凹部，

位于摩擦瓦竖直面凹部内的低摩擦插入件，

以及邻近低摩擦插入件的高摩擦插入件，

使得高摩擦插入件从凹部向外延伸到摩擦瓦的竖直面之外，以接合侧架的柱状耐磨板。

3.根据权利要求1所述的铁路货车转向架，其中

每个侧架包括两个竖直柱，

以及附接至每个侧架竖直柱上的耐磨板，

并且每个摇枕端部包括两个倾斜表面，

每个摇枕倾斜表面和每个侧架竖直柱在其间形成摩擦瓦口，

在每个摩擦瓦口内的摩擦瓦，

摩擦瓦包括邻近侧架耐磨板中的一个的竖直面和邻近摇枕倾斜表面中的一个的倾斜面，

位于摩擦瓦倾斜面的低摩擦插入件以及邻近低摩擦插入件的高摩擦插入件，使得摩擦插入件的长度向外延伸到摩擦瓦的倾斜面之外，以接合摇枕的倾斜面。

4.根据权利要求2所述的铁路货车转向架，还包括位于摩擦瓦倾斜表面上的低摩擦插入件和邻近低摩擦插入件的高摩擦插入件，使得高摩擦插入件向外延伸到摩擦瓦倾斜面之外并接合摇枕倾斜表面。

5.根据权利要求2所述的铁路货车转向架，其中摩擦瓦竖直面中的凹部具有比位于摩擦瓦竖直面的凹部内的低摩擦插入件更大的面积，从而允许低摩擦插入件在凹部中径向移动，直到与形成摩擦瓦竖直面中的凹部的径向壁部接触为止。

6.根据权利要求5所述的铁路货车转向架，其中当低摩擦插入件与形成摩擦瓦竖直面的凹部的径向壁部接触时，高摩擦插入件将使得摇枕相对于摩擦瓦和相对于侧架移动的摩擦阻力更高。

7.一种铁路货车转向架，其包括：

一对平行的侧架，

在侧架之间横向延伸的横梁，

在侧架之间横向延伸的摇枕，

每个侧架包括支撑面，

由每个侧架支撑面支撑的横梁轴承，

每个侧架还包括邻近横梁轴承端部的下部支撑件，

由每个横梁轴承支撑的横梁支撑轴承，

并且由每个横梁支撑轴承支撑的横梁端部，

由横梁端部支撑的弹簧组，

由弹簧组支撑的摇枕端部，

在侧架之间横向延伸的一对轴，

每个侧架具有在侧架端部形成的底座，

固定在每个轴的端部的轴的轴承，

固定在每个轴的轴承上的轴承适配器，

固定在每个轴承适配器上的转向垫，

固定在每个转向垫上的旋转凸耳，

以及固定在每个旋转凸耳上的轴支撑轴承，

轴支撑轴承支撑着轴的轴承，

其中每个侧架包括两个竖直柱，以及

附接至每个侧架竖直柱的耐磨板，

并且每个摇枕端部包括两个倾斜表面，

每个摇枕倾斜表面和每个侧架竖直柱在两者之间形成摩擦瓦口，

每个摩擦瓦口内的摩擦瓦，

摩擦瓦包括邻近侧架的耐磨板中的一个的竖直基部和邻近摇枕倾斜表面中的一个的倾斜基部，

在每个摩擦瓦竖直面的凹部，

位于摩擦瓦竖直面凹部内的低摩擦插入件，

以及邻近低摩擦插入件的高摩擦插入件，使得高摩擦插入件从凹部向外延伸到摩擦瓦竖直面之外以接合侧架柱状耐磨板。

8.根据权利要求7所述的铁路货车转向架，其中

每个侧架包括两个竖直柱，

并且耐磨板附附接至每个侧架竖直柱，

并且每个摇枕端部包括两个倾斜表面，

每个摇枕倾斜表面和每个侧架竖直柱在两者之间形成摩擦瓦口，

每个摩擦瓦口内的摩擦瓦，

摩擦瓦包括邻近侧架的耐磨板中的一个的竖直面和邻近摇枕倾斜面中的一个的倾斜表面，

位于摩擦瓦倾斜面上的低摩擦插入件

和邻近低摩擦插入件的高摩擦插入件，从而使高摩擦插入件向外延伸到摩擦瓦倾斜面之外以接合摇枕倾倾斜表面。

9.根据权利要求8所述的铁路货车转向架，还包括

位于摩擦瓦倾斜面上的低摩擦插入件和邻近低摩擦插入件的高摩擦插入件，从而使得高摩擦插入件向外延伸到摩擦瓦倾斜面之外并接合摇枕倾斜表面。

10.根据权要求8所述的铁路货车转向架，其中

摩擦瓦竖直面的凹部具有比位于摩擦瓦竖直面的凹部内的低摩擦插入件更大的面积，从而允许低摩擦插入件在凹部中径向移动，直到与形成摩擦瓦竖直面的凹部的径向壁部接触为止。

11.根据权利要求10所述的铁路货车转向架，其中

当低摩擦插入件与形成摩擦瓦竖直面的凹部的径向壁部接触时，高摩擦插入件将使得摇枕相对于摩擦瓦和相对于侧架移动的摩擦阻力更高。