CN105059307B - 铁路货车自调高装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车自调高装置，包括可通过承载弹簧安装在中央方框底边上的承载托板，承载托板两侧分别设有撑杆，撑杆上套装有锥套组件，承载托板上叠装有中托板，中托板的两侧分别套装在锥套组件的外锥套上，中托板上方设有限位框，限位框的两侧分别套装在撑杆上，限位框底面上分别设有凸环，中托板和承载托板中部分别设有通孔，通孔内安装有拉杆，拉杆上端分别与左曲拐和右曲拐的铰接端铰接，左曲拐和右曲拐的自由端各分别设有上下布置的上滚轮和下滚轮，左曲拐和右曲拐的中部还分别设有可与限位框形成限位的限位滚轴，左曲拐和右曲拐位于中托板上方，中托板下方还设有复原弹簧，中托板上表面与下滚轮相抵。适用于铁路货车。

Description

铁路货车自调高装置

技术领域

本发明涉及铁路货车调高领域，具体地指一种铁路货车自调高装置。

背景技术

目前，重载、快速是铁路货车发展的主要方向，随着铁路货车轴重和运营速度的不断提高，铁路货车转向架的运用工况更为复杂，轮轨间的动作用力不断增大，加速了车轮和钢轨的磨损。现有的转向架主要有两种形式：

第一种是构架式转向架，其主要采用一系轴箱悬挂系统，此类转向架具有簧下质量小、临界速度高等优点，但是此类转向架轴重小，无法满足现代铁路对大轴重转向架的需求，且此类转向架在空车时和重车时的高度差较大，这样，空车、重车之间的车钩高度差容易造成车钩断裂事故，影响行车安全；

第二种是三大件式转向架，其主要采用中央悬挂系统，此类转向架具有轴重大、成本低等优点，但是此类转向架在空车时和重车时的高度差较大，这样，空车、重车之间的车钩高度差容易造成车钩断裂事故，影响行车安全。

因此，现有的转向架已经难以满足需要，急需研制出一种可自动调节转向架高度的自调高装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种可自动调节高度的铁路货车自调高装置。

为实现上述目的，本发明所设计的一种铁路货车自调高装置，包括可通过承载弹簧安装在中央方框底边上的承载托板，所述承载托板两侧分别设有撑杆，所述撑杆上套装有锥套组件，所述承载托板上叠装有中托板，所述中托板的两侧分别套装在处于中间位置的所述锥套组件的外锥套上，所述中托板上方设有框架结构的限位框，所述限位框的两侧分别套装在所述撑杆上，所述限位框底面上分别设有与处于四角位置的所述锥套组件的内锥套顶面相抵的凸环，所述中托板和所述承载托板中部分别设有通孔，所述通孔内安装有下端可与所述中央方框底边铰接的拉杆，所述拉杆上端分别与相互配合的左曲拐和右曲拐的铰接端铰接，所述左曲拐和所述右曲拐的自由端各分别设有上下布置的上滚轮和下滚轮，所述左曲拐和所述右曲拐的中部还分别设有可与所述限位框形成限位的限位滚轴，所述左曲拐和所述右曲拐位于所述中托板上方，所述中托板下方还设有复原弹簧，所述中托板上表面与所述下滚轮相抵。

本自调高装置通过锥套组件与复原弹簧的配合可实现承载托板与中托板之间间距的自动增大，从而实现了摇枕高度的自动调高；并通过锥套组件与限位框的配合可实现承载托板与中托板之间间距的自动减小，从而实现了摇枕高度的自动调低，结构简单且改造成本低。

在上述方案中，所述锥套组件包括相互配合的所述外锥套和所述内锥套，所述外锥套套装在所述内锥套外，所述内锥套底面设有弹簧。通过外锥套与内锥套之间的锥形自锁功能，可实现锥套组件的单向向上运动。

在上述方案中，所述外锥套顶面上设有用于套装所述中托板的台阶。加设的台阶方便了中托板的定位安装，同时也为保证中托板顶面低于限位框底面提供了条件。

在上述方案中，所述中托板的四角处分别设有与所述台阶相配合的套筒，所述中托板的四角分别通过所述套筒套装在所述外锥套上。加设的套筒不仅可以起到定位安装中托板的作用，而且还可以起到导向中托板的作用。

在上述方案中，所述承载托板底面设有用于安装所述承载弹簧的承载弹簧安装罩。加设的承载弹簧安装罩可有效地防止承载弹簧在弹性变形中发生移位。

在上述方案中，所述中托板底面设有用于安装所述复原弹簧的复原弹簧安装罩。加设的复原弹簧安装罩可有效地防止复原弹簧在弹性变形中发生移位。

在上述方案中，所述中托板上设有用于导向所述拉杆上端处铰链轴的导向槽。加设的导向槽可防止拉杆在随车辆上下振动的过程中发生侧偏。

在上述方案中，所述左曲拐上的所述上滚轮和所述下滚轮的数量各至少为2个，所述左曲拐上的所述上滚轮和所述下滚轮各自成排布置。

在上述方案中，所述右曲拐上的所述上滚轮和所述下滚轮的数量各至少为2个，所述右曲拐上的所述上滚轮和所述下滚轮各自成排布置。通过将上滚轮和下滚轮成排布置，这样摇枕上的力能更好地通过上滚轮和下滚轮传递到下方。

本发明的自动调高过程如下：

车辆加载时，承载弹簧压缩，复原弹簧压缩，摇枕向下移动，拉杆拉杆上端相对摇枕上升，左曲拐和右曲拐之间的张角变大，限位滚轴相对摇枕向上运动，限位框处于自由状态，车辆的重心降低，此时便须通过自调高装置调高车辆的重心高度(即需增大中托板与承载托板之间的间距)，具体如下：

车辆向上振动时，中托板相对摇枕向下运动，由于中托板与承载托板间锥套组件的自锁作用，承载托板也相对摇枕向下运动，撑杆也相对摇枕向下运动；车辆向下振动时，中托板在复原弹簧的作用下相对承载托板向上运动，同时，锥套组件在弹簧的作用下带动限位框也向上运动，直至锥套组件与中托板相抵，车辆在第二次向下振动时，由于锥套组件具备锥形自锁功能，所以锥套组件无法向下运动，从而使得中托板也无法相对承载托板向下运动，但中托板仍会继续相对承载托板向上运动，如此循环，从而使得中托板与承载托板之间的间距越来越大，直至限位框与限位滚轴相抵，至此，自动调高过程完成。此时，车辆的重心高度便与空车时车辆的重心高度一致，从而使得空车、重车之间的车钩高度一致，避免了车钩断裂事故的发生，保证了行车的安全。

车辆卸载时，由于此时车辆重心的高度已被调高，所以必须通过自调高装置调低车辆的重心高度(即需减小中托板与承载托板之间的间距)，具体如下：

卸载时，在承载弹簧回弹作用下，承载托板带动中托板和限位框一起向上运动，在向上运动过程中，由于拉杆上端固定不动，所以限位滚轴对限位框的向下压迫力越来越大，这样，使得限位框上的凸环对内锥套的向下压迫力也越来越大，直至凸环将内锥套顶出外锥套并压迫弹簧向下运动，完成锥套组件的解锁，从而使得锥套组件相对承载托板向下运动，进而使得中托板也相对承载托板向下运动，这样，中托板与承载托板之间的间距越变越小，直至回复到初始状态，至此，自动调低过程完成。此时，车辆的重心高度便重新回到空车时的重心高度，从而使得空车、重车之间的车钩高度一致，避免了车钩断裂事故的发生，保证了行车的安全。

发明的优点在于：

1、通过锥套组件与复原弹簧的配合可实现承载托板与中托板之间间距的自动增大，从而实现了摇枕高度的自动调高；并通过锥套组件与限位框的配合可实现承载托板与中托板之间间距的自动减小，从而实现了摇枕高度的自动调低，结构简单且改造成本低；

2、通过外锥套与内锥套之间的锥形自锁功能，可实现锥套组件的单向向上运动；

3、加设的台阶方便了中托板的定位安装，同时也为保证中托板顶面低于限位框底面提供了条件；

4、加设的套筒不仅可以起到定位安装中托板的作用，而且还可以起到导向中托板的作用；

5、加设的承载弹簧安装罩可有效地防止承载弹簧在弹性变形中发生移位；

6、加设的复原弹簧安装罩可有效地防止复原弹簧在弹性变形中发生移位；

7、加设的导向槽可防止拉杆在随车辆上下振动的过程中发生侧偏；

8、通过将上滚轮和下滚轮成排布置，这样摇枕上的力能更好地通过上滚轮和下滚轮传递到下方。

附图说明

图1为发明的结构示意图；

图2为图1的另一视角结构示意图；

图3为图1的爆炸结构示意图；

图4为自调高装置的结构示意图；

图5为图4的爆炸结构示意图；

图6为图4去掉承载弹簧和复原弹簧后的主视结构示意图；

图7为沿图6中A-A线的剖面结构示意图；

图8为沿图6中B-B线的剖面结构示意图；

图9为空车时自调高装置的结构示意图；

图10为图9重车加载时的结构示意图；

图11为图10振动时的结构示意图；

图12为图11振动调高完毕后的结构示意图；

图13为图12减载时的结构示意图。

图中：摇枕1，侧架组成2，中央方框限位槽2a，铰链座2b，轮轴组成3，轴箱弹性定位装置4，自调高装置5，承载弹簧5a，承载托板5b，承载弹簧安装罩5b1，撑杆5c，锥套组件5d，外锥套5d1，内锥套5d2，弹簧5d3，台阶5d4，中托板5e，套筒5e1，复原弹簧安装罩5e2，导向槽5e3，限位框5f，凸环5f1，拉杆5g，左曲拐5h，右曲拐5i，上滚轮5j，下滚轮5k，限位滚轴5m，复原弹簧5n。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1所示：本发明安装在摇枕1的两端与侧架组成2的中央方框之间，本发明需与摇枕1、侧架组成2和轮轴组成3等一起组装成转向架使用，具体地，该转向架包括摇枕1、侧架组成2和轮轴组成3，侧架组成2的两端导框通过轴箱弹性定位装置4承放在轮轴组成3上，摇枕1的两端与侧架组成2的中央方框之间设有自调高装置5，自调高装置5包括通过承载弹簧5a安装在中央方框底边上的承载托板5b，承载托板5b两侧分别设有撑杆5c，撑杆5c上套装有锥套组件5d，承载托板5b上叠装有中托板5e，中托板5e的两侧分别套装在处于中间位置的锥套组件5d的外锥套5d1上，中托板5e上方设有框架结构的限位框5f，限位框5f的两侧分别套装在撑杆5c上，限位框5f底面上分别设有与处于四角位置的锥套组件5d的内锥套5d2顶面相抵的凸环5f1，中托板5e和承载托板5b中部分别设有通孔，通孔内安装有下端可与中央方框底边铰接的拉杆5g，拉杆5g上端分别与相互配合的左曲拐5h和右曲拐5i的铰接端铰接，左曲拐5h和右曲拐5i的自由端各分别设有上下布置的上滚轮5j和下滚轮5k，左曲拐5h和右曲拐5i的中部还分别设有可与限位框5f形成限位的限位滚轴5m，左曲拐5h和右曲拐5i位于中托板5e上方，中托板5e下方还设有复原弹簧5n，中托板5e上表面与下滚轮5k相抵，上滚轮5j与摇枕1内表面相抵，摇枕1套装在撑杆5c上端。

本自调高装置5通过锥套组件5d与复原弹簧5n的配合可实现承载托板5b与中托板5e之间间距的自动增大，从而实现了摇枕1高度的自动调高；并通过锥套组件5d与限位框5f的配合可实现承载托板5b与中托板5e之间间距的自动减小，从而实现了摇枕1高度的自动调低，结构简单且改造成本低。

上述锥套组件5d包括相互配合的外锥套5d1和内锥套5d2，外锥套5d1套装在内锥套5d2外，内锥套5d2底面设有弹簧5d3。通过外锥套5d1与内锥套5d2之间的锥形自锁功能，可实现锥套组件5d的单向向上运动。外锥套5d1顶面上设有用于套装中托板5e的台阶5d4。加设的台阶5d4方便了中托板5e的定位安装，同时也为保证中托板5e顶面低于限位框5f底面提供了条件。中托板5e的四角处分别设有与台阶5d4相配合的套筒5e1，中托板5e的四角分别通过套筒5e1套装在外锥套5d1上。加设的套筒5e1不仅可以起到定位安装中托板5e的作用，而且还可以起到导向中托板5e的作用。

上述承载托板5b底面设有用于安装承载弹簧5a的承载弹簧安装罩5b1，中央方框底边上对应也设有用于安装承载弹簧5a的中央方框限位槽2a。加设的承载弹簧安装罩5b1可有效地防止承载弹簧5a在弹性变形中发生移位。中央方框底边上设有用于铰接拉杆5g下端的铰链座2b。复原弹簧5n下端套装在铰链座2b上。中托板5e底面设有用于安装复原弹簧5n的复原弹簧安装罩5e2。加设的复原弹簧安装罩5e2可有效地防止复原弹簧5n在弹性变形中发生移位。

上述中托板5e上设有用于导向拉杆5g上端处铰链轴的导向槽5e3。加设的导向槽5e3可防止拉杆5g在随车辆上下振动的过程中发生侧偏。

上述左曲拐5h上的上滚轮5j和下滚轮5k的数量各至少为2个，左曲拐5h上的上滚轮5j和下滚轮5k各自成排布置，右曲拐5i上的上滚轮5j和下滚轮5k的数量各至少为2个，右曲拐5i上的上滚轮5j和下滚轮5k各自成排布置。通过将上滚轮5j和下滚轮5k成排布置，这样摇枕1上的力能更好地通过上滚轮5j和下滚轮5k传递到下方。

本发明的工作原理如下：

空车时，力的传递是：车辆的大部分载荷通过摇枕1传递到上滚轮5j，再由下滚轮5k传递到中托板5e，中托板5e又通过锥套组件5d传递到撑杆5c和承载托板5b上，最后承载托板5b通过承载弹簧5a传递到侧架组成2上。另外，车辆的小部分载荷通过限位滚轴5m压迫限位框5f，限位框5f又压在内锥套5d2上并通过内锥套5d2将力传递到撑杆5c和承载托板5b上，由于此时，限位框5f压在内锥套5d2上的力较小，所以锥套组件5d还处于自锁状态，最后承载托板5b通过承载弹簧5a传递到侧架组成2上。

车辆加载时，承载弹簧5a压缩，复原弹簧5n压缩，摇枕1向下移动，拉杆5g上端相对摇枕1上升，左曲拐5h和右曲拐5i之间的张角变大，限位滚轴5m相对摇枕1向上运动，限位框5f处于自由状态，车辆的重心降低，此时便须通过自调高装置5调高车辆的重心高度(即须增大中托板5e与承载托板5b之间的间距)，具体如下：

车辆向上振动时，中托板5e相对摇枕1向下运动，由于中托板5e与承载托板5b间锥套组件5d的自锁作用，承载托板5b也相对摇枕1向下运动，撑杆5c也相对摇枕1向下运动；车辆向下振动时，中托板5e在复原弹簧5n的作用下相对承载托板5b向上运动，同时，锥套组件5d在弹簧5d3的作用下带动限位框5f也向上运动，直至锥套组件5d与中托板5e相抵，车辆在第二次向下振动时，由于锥套组件5d具备锥形自锁功能，所以锥套组件5d无法向下运动，从而使得中托板5e也无法相对承载托板5b向下运动，但中托板5e仍会继续相对承载托板5b向上运动，如此循环，从而使得中托板5e与承载托板5b之间的间距越来越大，直至限位框5f与限位滚轴5m相抵，至此，自动调高过程完成。此时，车辆的重心高度便与空车时车辆的重心高度一致，从而使得空车、重车之间的车钩高度一致，避免了车钩断裂事故的发生，保证了行车的安全。

车辆卸载时，由于此时车辆重心的高度已被调高，所以必须通过自调高装置5调低车辆的重心高度(即须减小中托板5e与承载托板5b之间的间距)，具体如下：

卸载时，在承载弹簧5a回弹作用下，承载托板5b带动中托板5e和限位框5f一起向上运动，在向上运动过程中，由于拉杆5g上端固定不动，所以限位滚轴5m的上升幅度小于限位框5f上升的幅度，因此，限位滚轴5m对限位框5f的向下压迫力越来越大，这样，使得限位框5f上的凸环5f1对内锥套5d2的向下压迫力也越来越大，直至凸环5f1将内锥套5d2顶出外锥套5d1并压迫弹簧5d3向下运动，完成锥套组件5d的解锁，从而使得锥套组件5d相对承载托板5b向下运动，进而使得中托板5e也相对承载托板5b向下运动，这样，中托板5e与承载托板5b之间的间距越变越小，直至回复到初始状态，至此，自动调低过程完成。此时，车辆的重心高度便重新回到空车时的重心高度，从而使得空车、重车之间的车钩高度一致，避免了车钩断裂事故的发生，保证了行车的安全。

在此解释为什么通过调节中托板5e与承载托板5b之间的间距即可调低车辆的重心高度，具体地：在车辆载荷不变的情况下，承载弹簧5a的长度不会变即承载托板5b的高度不会变，

当调节中托板5e与承载托板5b之间的间距变大时，中托板5e会带动左曲拐5h与右曲拐5i一起向上运动，但由于拉杆5g上端不会移动，所以左曲拐5h与右曲拐5i之间的张角会变小，这样上滚轮5j与下滚轮5k之间的间距就会变大即中托板5e与摇枕1之间的间距会变大，这样，不仅调节中托板5e与承载托板5b之间的间距变大了，而且中托板5e与摇枕1之间的间距也变大了，因此摇枕1的高度就变高了即车辆的重心高度变高了；

当调节中托板5e与承载托板5b之间的间距变小时，左曲拐5h与右曲拐5i会随着中托板5e一起向下运动，但由于拉杆5g上端不会移动，所以左曲拐5h与右曲拐5i之间的张角会变大，这样上滚轮5j与下滚轮5k之间的间距就会变小即中托板5e与摇枕1之间的间距会变小，这样，不仅调节中托板5e与承载托板5b之间的间距变小了，而且中托板5e与摇枕1之间的间距也变小了，因此摇枕1的高度就变低了即车辆的重心高度变低了。

本发明通过锥套组件5d与复原弹簧5n的配合可实现承载托板5b与中托板5e之间间距的自动增大，从而实现了摇枕1高度的自动调高；并通过锥套组件5d与限位框5f的配合可实现承载托板5b与中托板5e之间间距的自动减小，从而实现了摇枕1高度的自动调低，结构简单且改造成本低；通过外锥套5d1与内锥套5d2之间的锥形自锁功能，可实现锥套组件5d的单向向上运动；加设的台阶5d4方便了中托板5e的定位安装，同时也为保证中托板5e顶面低于限位框5f底面提供了条件；加设的套筒5e1不仅可以起到定位安装中托板5e的作用，而且还可以起到导向中托板5e的作用；加设的承载弹簧安装罩5b1可有效地防止承载弹簧5a在弹性变形中发生移位；加设的复原弹簧安装罩5e2可有效地防止复原弹簧5n在弹性变形中发生移位；加设的导向槽5e3可防止拉杆5g在随车辆上下振动的过程中发生侧偏；通过将上滚轮5j和下滚轮5k成排布置，这样摇枕1上的力能更好地通过上滚轮5j和下滚轮5k传递到下方。

Claims (9)

1.一种铁路货车自调高装置，包括可通过承载弹簧(5a)安装在中央方框底边上的承载托板(5b)，所述承载托板(5b)两侧分别设有撑杆(5c)，所述撑杆(5c)上套装有锥套组件(5d)，所述承载托板(5b)上叠装有中托板(5e)，所述中托板(5e)的两侧分别套装在处于中间位置的所述锥套组件(5d)的外锥套(5d1)上，所述中托板(5e)上方设有框架结构的限位框(5f)，所述限位框(5f)的两侧分别套装在所述撑杆(5c)上，所述限位框(5f)底面上分别设有与处于四角位置的所述锥套组件(5d)的内锥套(5d2)顶面相抵的凸环(5f1)，所述中托板(5e)和所述承载托板(5b)中部分别设有通孔，所述通孔内安装有下端可与所述中央方框底边铰接的拉杆(5g)，所述拉杆(5g)上端分别与相互配合的左曲拐(5h)和右曲拐(5i)的铰接端铰接，所述左曲拐(5h)和所述右曲拐(5i)的自由端各分别设有上下布置的上滚轮(5j)和下滚轮(5k)，所述左曲拐(5h)和所述右曲拐(5i)的中部还分别设有可与所述限位框(5f)形成限位的限位滚轴(5m)，所述左曲拐(5h)和所述右曲拐(5i)位于所述中托板(5e)上方，所述中托板(5e)下方还设有复原弹簧(5n)，所述中托板(5e)上表面与所述下滚轮(5k)相抵。

2.根据权利要求1所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述锥套组件(5d)包括相互配合的所述外锥套(5d1)和所述内锥套(5d2)，所述外锥套(5d1)套装在所述内锥套(5d2)外，所述内锥套(5d2)底面设有弹簧(5d3)。

3.根据权利要求2所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述外锥套(5d1)顶面上设有用于套装所述中托板(5e)的台阶(5d4)。

4.根据权利要求3所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述中托板(5e)的四角处分别设有与所述台阶(5d4)相配合的套筒(5e1)，所述中托板(5e)的四角分别通过所述套筒(5e1)套装在所述外锥套(5d1)上。

5.根据权利要求1所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述承载托板(5b)底面设有用于安装所述承载弹簧(5a)的承载弹簧安装罩(5b1)。

6.根据权利要求1所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述中托板(5e)底面设有用于安装所述复原弹簧(5n)的复原弹簧安装罩(5e2)。

7.根据权利要求1所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述中托板(5e)上设有用于导向所述拉杆(5g)上端处铰链轴的导向槽(5e3)。

8.根据权利要求1所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述左曲拐(5h)上的所述上滚轮(5j)和所述下滚轮(5k)的数量各至少为2个，所述左曲拐(5h)上的所述上滚轮(5j)和所述下滚轮(5k)各自成排布置。

9.根据权利要求1所述的铁路货车自调高装置，其特征在于：所述右曲拐(5i)上的所述上滚轮(5j)和所述下滚轮(5k)的数量各至少为2个，所述右曲拐(5i)上的所述上滚轮(5j)和所述下滚轮(5k)各自成排布置。