CN104325992A - 一种u形副构架无间隙弹性连接结构 - Google Patents

一种u形副构架无间隙弹性连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铁路货物运输装置，尤其是铁路货车的副构架式径向转向架U形副构架的连接结构，属于铁路车辆及机械技术领域。它是在径向连接杆端部设有芯轴安装孔，在芯轴安装孔内压装弹性铰，在U形副构架上开有铰接孔，带有弹性铰的径向连接杆端部位于铰接孔内。本发明具有的有益效果是：弹性铰的使用，实现了U形副构架与径向连接杆空间三个方向的弹性无间隙铰接,消除了径向连接杆与U形副构架各向间隙和磨耗。

Description

一种U形副构架无间隙弹性连接结构
技术领域
本发明涉及铁路货物运输装置，尤其是铁路货车的副构架式径向转向架U形副构架的连接结构，属于铁路车辆及机械技术领域。
背景技术
副构架式径向转向架是径向转向架的一种，其通过两U形副构架的径向连接杆交叉连接组成的轮对径向装置可使转向架获得轮对间适当的抗剪切刚度和抗弯刚度，以提高车辆的运行速度和曲线通过性能。
目前的副构架式径向转向架U形副构架的连接方式如图1所示，主要包括U形副构架1、连接杆圆销2和径向连接杆3。连接杆圆销2垂向穿过U形副构架上下表面和径向连接杆端部安装孔，为防止连接杆圆销2窜出，圆销端部采用螺母紧固。该连接方式简单，作用可靠，但存在的主要缺点是：
1、连接杆圆销需要穿过U形副构架径向连接杆孔上下表面，而上下表面的开孔，降低了副构架的强度；
2、连接杆圆销与U形副构架为间隙配合，存在金属-金属的磨耗，而配合间隙增大后，转向架的性能将下降；
3、U形副构架的安装精度须通过径向连接杆的长度精度来保证，缺乏调整弥补径向连接杆长度制造偏差的技术手段；
4、连接杆圆销垂向穿过U形副构架，连接圆销端部安装螺母位于U形副构架的下方，操作空间狭小，装卸不便；
5、径向连接杆与U形副构架为刚性连接，不能实现弹性连接，难以得到适应转向架性能要求的连接刚度。
发明内容
本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种安装方便、能实现U形副构架与径向连接杆无间隙弹性连接的结构。其技术方案如下：
本发明用以连接U形副构架和径向连接杆，其关键技术是在径向连接杆端部设有芯轴安装孔，在芯轴安装孔内压装弹性铰，弹性铰是在芯轴中部套装外环钢套和内环钢套，在芯轴、外环钢套和内环钢套之间硫化橡胶层，在U形副构架上开有铰接孔，带有弹性铰的径向连接杆端部位于铰接孔内。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明径向连接杆端部设有芯轴安装孔，在芯轴安装孔内压装弹性铰，在U形副构架上开有铰接孔，带有弹性铰的径向连接杆端部位于铰接孔内。弹性铰的使用，实现了U形副构架与径向连接杆空间三个方向的弹性无间隙铰接,消除了径向连接杆与U形副构架各向间隙和磨耗。通过选择弹性铰的刚度，可得到转向架需要的最佳U形副构架连接刚度，实现两U形副构架之间的低约束水平的转动连接。
2、芯轴的螺栓孔和U形副构架上的螺栓连接孔通过纵向布置的螺栓连接，使得芯轴无需穿过U形副构架的铰接孔的上下表面，而直接通过螺栓垂直安装在U形副构架上，提高转向架性能和U形副构架的装配性能。
3、U形副构架的铰接孔的上下面无需加工连接杆圆销连接孔，强度得到提高，降低副构架式径向转向架的制造、维护成本。
4、纵向布置的螺栓，可选配调整垫圈的厚度，弥补两根径向连接杆制造长度的偏差，提高转向架U形副构架的连接精度。
5、芯轴的螺栓孔和U形副构架上的螺栓连接孔通过纵向布置的螺栓连接，操作空间不受限制，便于装配和拆卸。
附图说明
图1，为现有副构架式径向转向架U形副构架连接结构示意图；
图2，为本发明连接结构装配示意图；
图3，为本发明弹性铰结构示意图；
图4，为图3俯视图；
图5，为本发明弹性铰立体结构图；
图6，为本发明连接结构局部的前视图；
图7，为本发明连接结构局部的后视图；
图8，为本发明U形副构架连接状态示意图。
具体实施方式
参见图2～图8，本发明用以连接U形副构架1和径向连接杆3，其关键技术是在径向连接杆3端部设有芯轴安装孔9，在芯轴安装孔9内压装弹性铰8，弹性铰8是在芯轴7中部套装外环钢套13和内环钢套15，在芯轴7、外环钢套13和内环钢套15之间硫化橡胶层16，在U形副构架1上开有铰接孔10，带有弹性铰8的径向连接杆3端部位于铰接孔10内。
所述芯轴7两端开有螺栓孔14，铰接孔10内设置上下两个相应的凸台12，凸台12上开有螺栓连接孔11，螺栓孔14和螺栓连接孔11通过纵向布置的螺栓4连接，螺栓4通过调整垫圈6和螺母5进行紧固，紧固后点焊焊固以达到防松目的。芯轴7为钢质材料，芯轴端部的螺栓孔14的直径由不同转向架连接杆实际受力的大小进行选取，范围为8mm～12mm。
所述弹性铰8过盈压装于芯轴安装孔9中，为保证连接可靠性和便于拆卸，过盈量为0.06mm～0.16mm。
压装弹性铰8时需控制芯轴7和径向连接杆3轴线之间的角度，一般不大于0.2deg，在0.1deg～0.2deg之间最佳。
为保证弹性铰8的强度和刚度，芯轴安装孔9的直径为50mm～80mm。
所述橡胶层16提供的刚度根据转向架设计进行参数优选，一般径向刚度范围在20MN/m～50MN/m之间，扭转的刚度在0.5MN/m～1MN/m之间。
所述螺栓4采用调整垫圈6调节，调整垫圈6的厚度可以调整，其厚度规格为1mm～4mm，弥补两根径向连接杆3制造长度的偏差，提高转向架U形副构架的装配精度。

Claims (7)

1.一种U形副构架无间隙弹性连接结构，用以连接U形副构架(1)和径向连接杆(3)，其特征是在径向连接杆(3)端部设有芯轴安装孔(9)，在芯轴安装孔(9)内压装弹性铰(8)，弹性铰(8)是在芯轴(7)中部套装外环钢套(13)和内环钢套(15)，在芯轴(7)、外环钢套(13)和内环钢套(15)之间硫化橡胶层(16)，在U形副构架(1)上开有铰接孔(10)，带有弹性铰(8)的径向连接杆(3)端部位于铰接孔(10)内。
2.根据权利要求1所述U形副构架无间隙弹性连接结构，其特征是芯轴(7)两端开有螺栓孔(14)，铰接孔(10)内设置上下两个相应的凸台(12)，凸台(12)上开有螺栓连接孔(11)，螺栓孔(14)和螺栓连接孔(11)通过纵向布置的螺栓(4)连接。
3.根据权利要求1所述U形副构架无间隙弹性连接结构，其特征是弹性铰(8)过盈压装于芯轴安装孔(9)中，过盈量为0.06mm～0.16mm。
4.根据权利要求1所述U形副构架无间隙弹性连接结构，其特征是芯轴(7)和径向连接杆(3)轴线之间具有0.1deg～0.2deg的角度。
5.根据权利要求1所述U形副构架无间隙弹性连接结构，其特征是芯轴安装孔(9)的直径为50mm～80mm。
6.根据权利要求1所述U形副构架无间隙弹性连接结构，其特征是橡胶层(16)的径向刚度范围在20MN/m～50MN/m之间，扭转的刚度在0.5MN/m～1MN/m之间。
7.根据权利要求1所述U形副构架无间隙弹性连接结构，其特征是螺栓(4)采用调整垫圈(6)调节，调整垫圈(6)的厚度可以调整，其厚度规格为1mm～4mm。
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