CN104401344B - 轨道机车及径向转向架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道机车的径向转向架，包括构架组装、安装于所述构架组装两端的径向梁(3)，所述径向梁(3)可绕所述构架组装转动，所述径向梁(3)通过第一连杆(4)与轴箱(7)连接，所述第一连杆(4)的连接端具有刚性关节(5)，所述轴箱(7)通过第二连杆(9)与所述构架组装连接，所述第二连杆(9)的连接端具有弹性关节(8)，且所述弹性关节(8)沿所述径向转向架纵向的刚度小于所述刚性关节(5)沿所述径向转向架纵向的刚度。该径向转向架有效地解决了杆系连接径向梁时杆件较长容易断裂的问题。本发明还公开了一种包括上述径向转向架的轨道机车。

Description

轨道机车及径向转向架

技术领域

本发明涉及轨道机车设备领域，特别是涉及一种轨道机车的径向转向架。此外，本发明还涉及一种包括上述径向转向架的轨道机车。

背景技术

在自导向的转向架中，利用纵向力来对转向架的轮对进行径向调节，以便提高曲线通过性，纵向力是在车轮经过曲线路段时车轮与轨道接触面位置产生的。通常利用该径向调节能力而使横向蠕滑力变为最小，从而可减小车轮和轨道的摩擦和磨耗。

目前的径向转向架两端均具有径向梁，一般采用一根长杆体将两根径向梁连起来，也就是采用杆系将轮对转动耦合起来。由于轨道机车转向架的空间有限，布置杆系十分困难；而且杆件较长，杆体容易产生强烈的弹性振动，杆体有断裂的风险；另外，轮对的径向转动角很微小，而杆系内部的转动副不可避免的将随运行磨耗产生间隙，这将会弱化径向装置的径向能力。

综上所述，如何有效地解决杆系连接径向梁时杆件较长容易断裂的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道机车的径向转向架，有效地解决了杆系连接径向梁时杆件较长容易断裂的问题；本发明的另一目的是提供一种包括上述径向转向架的轨道机车。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种轨道机车的径向转向架，包括构架组装、安装于所述构架组装两端的径向梁，所述径向梁可绕所述构架组装转动，所述径向梁通过第一连杆与轴箱连接，所述第一连杆的连接端具有刚性关节，所述轴箱通过第二连杆与所述构架组装连接，所述第二连杆的连接端具有弹性关节，且所述弹性关节沿所述径向转向架纵向的刚度小于所述刚性关节沿所述径向转向架纵向的刚度。

优选地，所述第一连杆和第二连杆的轴线能够重合。

优选地，所述构架组装包括构架本体和枢轴，所述枢轴安装于所述构架本体的两端，所述径向梁安装于所述枢轴上，且所述径向梁可绕所述枢轴转动。

优选地，所述枢轴安装于所述构架本体左右对称的中心线上。

优选地，所述径向梁与构架本体之间还设置有抗蛇行减振器，所述抗蛇行减振器沿纵向放置。

优选地，所述轴箱的两端均具有凹槽形的连接部，一端的连接部与所述第一连杆连接，另一端的连接部与所述第二连杆连接。

本发明还提供一种轨道机车，包括径向转向架及安装于所述径向转向架上的车体，所述径向转向架具体为上述任一项所述的径向转向架。

本发明所提供的轨道机车的径向转向架，包括构架组装、径向梁、轴箱、第一连杆及第二连杆，径向梁安装于构架组装的两端，径向梁能够绕构架组装转动，径向梁通过第一连杆与轴箱连接，轴箱通过第二连杆与构架组装连接，第一连杆的连接端具有刚性关节，第二连杆的连接端具有弹性关节，且弹性关节沿径向转向架纵向的刚度小于刚性关节沿径向转向架纵向的刚度。

本发明所提供的轨道机车的径向转向架没有将前后轮对及其两侧的径向梁通过杆系耦合起来，而是选择在轴箱与构架组装之间设置纵向弹性连接，在径向转向架有限的空间里，布置长度较短的第二连杆较容易，长度较短的第二连杆产生的弹性振动较小，且不易断裂；第二连杆的连接端具有弹性关节，该连接刚度小于轮对与径向梁之间的连接刚度，利用第二连杆施加给轮对恰当地抗摇头约束，可以使轮对的牵引功能和导向功能相对独立，将牵引功能和导向功能分开，第一连杆主要起牵引功能，第二连杆主要起导向功能。结构简单，性能可靠，既可以抑制轮对蛇行运动，保证轨道机车直线运行中蛇行运动的稳定性；又可以减小曲线通过时的轮轨冲角，在轮对与构架组装之间的柔性连接和轮对自动径向力矩的共同作用下，在曲线上运行时轮轨冲角较小，便于提高曲线通过性，降低轮缘磨耗，降低曲线粘降。

本发明还提供一种轨道机车，包括径向转向架及安装于径向转向架上的车体，该径向转向架具体为上述任一种径向转向架。由于上述的径向转向架具有上述技术效果，具有该径向转向架的轨道机车也应具有相应的技术效果。

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为本发明中一种具体实施方式所提供的轨道机车的径向转向架结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图。

附图中标记如下：

1-枢轴、2-抗蛇行减振器、3-径向梁、4-第一连杆、5-刚性关节、6-轮对、7-轴箱、8-弹性关节、9-第二连杆、10-构架本体、11-导轨。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种轨道机车的径向转向架，有效地解决了杆系连接径向梁时杆件较长容易断裂的问题；本发明的另一核心是提供一种包括上述径向转向架的轨道机车。

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。

请参考图1至图3，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的轨道机车的径向转向架结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的左视图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的轨道机车的径向转向架，包括构架组装、径向梁3、轴箱7、第一连杆4及第二连杆9，构架组装、径向梁3及轴箱7为市面上常见的部件，这些部件的规格可以根据具体使用情况而定。径向梁3安装于构架组装的两端，构架组装具有前端和后端，需要说明的是，这里所说的前端和后端并不是指位于空间位置的前端或后端，只是一种名称。在构架组装的前端和后端均有径向梁3，径向梁3能够绕构架组装转动，具体地说，径向梁3可绕构架组装摇头转动。径向梁3通过第一连杆4与轴箱7连接，第一连杆4的连接端具有刚性关节5，刚性关节5沿径向转向架纵向的刚度较大，径向梁3与轴箱7之间近似于刚性连接，需要说明的是，这里及以下所说的纵向指的是沿轨道11的方向。轴箱7通过第二连杆9与构架组装连接，第二连杆9的连接端具有弹性关节8，弹性关节8沿径向转向架纵向的刚度较小，也就是说，弹性关节8抵抗变形的能力较差，产生的变形较大，轴箱7和构架组装之间为柔性连接。弹性关节8沿径向转向架纵向的刚度小于刚性关节5沿径向转向架纵向的刚度，具体弹性关节8和刚性关节5的刚度大小可以根据实际使用情况而定。

轨道机车在牵引或制动时，对轮对6施加牵引力或制动力，也就是纵向力，轨道机车沿轨道11方向的牵引力或制动力。轴箱7安装在轮对6上，轮对6产生的牵引力或制动力先分配到轴箱7上，由于两侧对称分布，两侧的纵向力同步传递。轴箱7的一端通过第一连杆4与径向梁3连接，另一端通过第二连杆9与构架组装连接，然后轴箱7将牵引力或制动力传递到第一连杆4和第二连杆9上，第一连杆4将纵向力传递至径向梁3，径向梁3将纵向力传递至构架组装；第二连杆9将纵向力直接传递至构架组装，完成从轮对6至构架组装纵向力的传递。由于第二连杆9的弹性关节8的刚度比第一连杆4的刚性关节5的刚度小很多，因此牵引或制动产生的纵向力主要通过第一连杆4传递给径向梁3再传递给构架组装，第一连杆4主要起到传递牵引力和制动力的作用，大部分纵向力通过第一连杆4传递给构架组装。

轨道机车通过直线时，由于径向梁3可绕构架组装转动，径向梁3不能抑制轮对6的蛇行运动，需要解释的，这里所说的蛇行运动是指前后轮对6的转向不同，不在一条直线上，像蛇爬行一样曲折。此时，第二连杆9的纵向刚度较小，可以起到抑制轮对6摇头的作用，抑制轮对6的蛇行运动。选择弹性关节8的纵向刚度，使其最好可以充分抑制轮对6的蛇行运动，这个刚度不好选择，可以逐渐选择，根据具体使用情况的不同，可以选择不同的刚度，使第二连杆9充分抑制径向转向架直线蛇行运动。轨道机车通过曲线时，轮轨之间的蠕滑作用会引起前后轮对6自动径向，该径向能力通过自动径向力矩体现，自动径向是轮对6的固有特征；同时轮对6也受到第二连杆9的纵向约束，限制轮对6的自动径向，因此轮对6最终的径向取决于轮轨蠕滑产生的自动径向力矩与第二连杆9的约束力矩的竞争关系，自动径向力矩大时，则自动径向能力较好；第二连杆9的约束力矩大时，则自动径向能力较差，轮轨冲角较好，不易控制轮对6拐弯。第二连杆9的连接端具有弹性关节8，弹性关节8沿径向转向架纵向的刚度较小，弹性关节8抵抗变形的能力较差，产生的变形较大，为柔性连接，降低第二连杆9的纵向刚度，可以减弱第二连杆9对轮对6的摇头约束，增强轮对6的自动径向能力，轮轨冲角也随之减小，使轮对6具有较好的自动径向能力。

轨道机车的径向转向架没有将前后轮对6及其两侧的径向梁3通过杆系耦合起来，而是选择在轴箱7与构架组装之间设置纵向弹性连接，在径向转向架有限的空间里，布置长度较短的第二连杆9较容易，长度较短的第二连杆9产生的弹性振动较小，且不易断裂；第二连杆9的连接端具有弹性关节8，该连接刚度小于轮对6与径向梁3之间的连接刚度，利用第二连杆9施加给轮对6恰当地抗摇头约束，可以使轮对6的牵引功能和导向功能相对独立，将牵引功能和导向功能分开，第一连杆4主要起牵引功能，第二连杆9主要起导向功能。结构简单，性能可靠，既可以抑制轮对6蛇行运动，保证轨道机车直线运行中蛇行运动的稳定性；又可以减小曲线通过时的轮轨冲角，在轮对6与构架组装之间的柔性连接和轮对6自动径向力矩的共同作用下，在曲线上运行时轮轨冲角较小，便于提高曲线通过性，降低轮缘磨耗，降低曲线粘降。

上述轨道机车的径向转向架仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，第一连杆4和第二连杆9的轴线能够重合。第一连杆4和第二连杆9的形状不受限制，可以是长圆柱状，也可以是长立方体形，当然，还可以是其它形状。第一连杆4和第二连杆9的材质不受限制，只要能满足工作要求，都在本发明的保护范围内。第一连杆4和第二连杆9的轴线能够重合，也就是说，第一连杆4和第二连杆9的轴线能够在一条直线上，当然，也可以不在一条直线上，由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对轨道机车的径向转向架进行若干改变。构架组装包括构架本体10和枢轴1，枢轴1安装于构架本体10的两端，径向梁3安装于枢轴1上，且径向梁3可绕枢轴1转动。构架组装的前后端部分别安装有枢轴1，径向梁3安装在枢轴1上，径向梁3可绕枢轴1摇头转动，具体地说，枢轴1上具有通孔，径向梁3可以穿过枢轴1的通孔与枢轴1相连接，当然，还可以通过其它连接方式，只要能实现径向梁3可绕枢轴1转动，都在本发明的保护范围内。

显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式中的枢轴1进行若干改变。枢轴1安装于构架本体10左右对称的中心线上。枢轴1可以安装于构架本体10上，优选地，安装于构架本体10左右对称的中心线上，此时，枢轴1两侧受到第一连杆4的纵向力相近，甚至相同，可以使轨道机车运行更加平稳。

本发明所提供的轨道机车的径向转向架，在其它部件不改变的情况下，径向梁3与构架本体10之间还设置有抗蛇行减振器2，抗蛇行减振器2沿纵向放置。抗蛇行减振器2可以进一步增强抑制轮对6的蛇行运动，抗蛇行减振器2与第二连杆9共同抑制轮对6的蛇行运动，效果更好。抗蛇行减振器2可以沿纵向放置，当然，也可以略微倾斜，可以根据具体使用情况而定。

需要特别指出的是，本发明所提供的轨道机车的径向转向架不应被限制于此种情形。轴箱7的两端均具有凹槽形的连接部，一端的连接部与第一连杆4连接，另一端的连接部与第二连杆9连接。第一连杆4和第二连杆9分别与轴箱7两端的连接部连接，连接位置确定，方便连接，具体可以通过螺栓连接，还可以采用其它连接方式。

基于上述实施例中提供的径向转向架，本发明还提供了一种轨道机车，该轨道机车包括径向转向架及安装于径向转向架上的车体，其中径向转向架为上述实施例中任意一种径向转向架。由于该轨道机车采用了上述实施例中的径向转向架，所以该轨道机车的有益效果请参考上述实施例。

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 (4)

1.一种轨道机车的径向转向架，其特征在于，包括构架组装、安装于所述构架组装两端的径向梁(3)，所述径向梁(3)可绕所述构架组装转动，所述径向梁(3)通过第一连杆(4)与轴箱(7)连接，所述第一连杆(4)的连接端具有刚性关节(5)，所述轴箱(7)通过第二连杆(9)与所述构架组装连接，所述第二连杆(9)的连接端具有弹性关节(8)，且所述弹性关节(8)沿所述径向转向架纵向的刚度小于所述刚性关节(5)沿所述径向转向架纵向的刚度；所述构架组装包括构架本体(10)和枢轴(1)，所述枢轴(1)安装于所述构架本体(10)的两端，所述径向梁(3)安装于所述枢轴(1)上，且所述径向梁(3)可绕所述枢轴(1)转动；所述径向梁(3)与构架本体(10)之间还设置有抗蛇行减振器(2)，所述抗蛇行减振器(2)沿纵向放置，所述第一连杆(4)和第二连杆(9)的轴线能够重合。

2.根据权利要求1所述的径向转向架，其特征在于，所述枢轴(1)安装于所述构架本体(10)左右对称的中心线上。

3.根据权利要求1所述的径向转向架，其特征在于，所述轴箱(7)的两端均具有凹槽形的连接部，一端的连接部与所述第一连杆(4)连接，另一端的连接部与所述第二连杆(9)连接。

4.一种轨道机车，包括径向转向架及安装于所述径向转向架上的车体，其特征在于，所述径向转向架具体为权利要求1至3任一项所述的径向转向架。