CN105500993B - 一种铁路车辆自导向独立旋转轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路车辆自导向独立旋转轮，包括：车轮；穿设在车轮中的轴；设置在车轮内圈与轴之间，并沿轴的轴向对称布置的一对轴承；沿轴的轴向从内到外依次对称设置在两个轴承外侧的轴承密封环、轴承端盖、轴承挡肩和橡胶关节组成；位于轴的两端，并套设在橡胶关节组成外部表面的端盖；以及位于轴的两端，并固定在橡胶关节组成沿轴向外侧表面的挡板。本发明能够解决现有铁路车辆轮对结构存在的形式结构复杂、拆装和维护不便、生产和维修成本高，以及轮缘磨耗大、轮的使用寿命低、稳定性较低的技术问题。

Description

一种铁路车辆自导向独立旋转轮

技术领域

本发明涉及铁路工程领域，尤其是涉及一种应用于铁路工程机械的自导向独立旋转轮。

背景技术

走行轮对是安装在机车车辆下部引导车辆沿轨道运行，并将机车车辆的全部重量传给钢轨的结构。走行轮对的作用是：保证车辆灵活、安全平顺地沿钢轨运行和通过曲线；可靠地承受作用于车辆各种力量并传给钢轨；缓和车辆和钢轨的相互冲击，减少车辆振动，保证足够的运行平稳性和良好的运行质量；具有可靠的制动机构，使车辆具有良好的制动效果。目前，走行轮对广泛应用在铁路工程机械领域，随着该领域市场需求的不断提升，对产品的需求也提出了更高的要求，尤其是在作业及运行的稳定性方面。

目前，在现有技术中，主要应用的有以下两种走行车轮形式：

第一种形式是在PGM-48钢轨打磨车上采用的压装轮对结构，该结构是在一根车轴上按照轨道宽度的需求压装一对标准的铁路车辆轮，再由轴承、承载鞍、端盖等部件构成一个完整的独立轮对。这种结构的缺点是：在很多时候进行拆装及维护时都会带来不便。

第二种形式是在RR16MS-1道岔打磨车上采用的独立轮对结构，该结构主要由油缸、轮、轴承、弹簧盘、轮轴等部件组成一套可由油缸进行控制的机构轮。这种结构的缺点是：结构较为复杂、安装要求高、不便于维修、成本也比较高。

现有走行轮对结构主要暴露了以下几个技术缺陷：

(1)现有走行轮对采用轮对形式，一对轮由同一根车轴相连，对于轮对的维修及更换来说都极为不便；

(2)现有走行轮对直径过大，而且备配不协调的车轴，在材料应用方面产生不必要的浪费；

(3)现有走行轮对结构过弯能力较差，并且在直道上极易发生蛇形走行，而且其轮缘磨耗十分严重，同时轮轨间的激振也十分严重；

(4)普通的独立轮结构磨损较快、寿命很短；

(5)普通的独立轮结构不具备自动对中的功能，应用领域十分有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铁路车辆自导向独立旋转轮，解决现有轮对结构形式结构复杂、拆装和维护不便、生产和维修成本高，以及轮缘磨耗大、轮的使用寿命低、稳定性较低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种铁路车辆自导向独立旋转轮的技术实现方案，一种铁路车辆自导向独立旋转轮，包括：

车轮；

穿设在所述车轮中的轴；

设置在所述车轮的内圈与所述轴之间，并沿所述轴的轴向对称布置的一对轴承；

沿所述轴的轴向从内到外依次对称设置在两个所述轴承外侧的轴承密封环、轴承端盖、轴承挡肩和橡胶关节组成；

位于所述轴的两端，并套设在所述橡胶关节组成外表面的端盖；

以及位于所述轴的两端，并固定在所述橡胶关节组成沿轴向外侧表面的挡板。

优选的，所述轴承密封环压装在所述轴承的内圈上，所述轴承端盖压装在所述轴承的外圈上。

优选的，所述轴承端盖通过紧固件安装在所述车轮上。

优选的，所述轴承端盖同轴设置在所述轴承密封环沿径向的外侧，所述轴承密封环与所述轴承端盖相互配合以形成对所述轴承进行密封的结构。

优选的，所述挡板通过紧固件固定在所述轴沿轴向的两端，通过所述紧固件将所述橡胶关节组成固定在所述挡板与所述轴承挡肩之间。

优选的，所述轴承密封环固定在由所述轴、轴承挡肩、轴承端盖形成的空间内。

优选的，所述橡胶关节组成包括沿径向从内到外依次同轴设置的金属内环、橡胶环和金属外环，所述橡胶关节组成能同时提供旋转自由度、横向刚度和纵向刚度。

优选的，所述端盖上设置有安装孔，通过螺栓穿过所述端盖上的安装孔将所述自导向独立旋转轮沿轴向的两端固定在安装架上，所述自导向独立旋转轮通过所述安装架固定在车体的底部。

优选的，所述自导向独立旋转轮通过所述安装架固定在所述车体沿行进方向的两侧面底部。

优选的，在所述端盖的顶部与所述安装架之间还设置有垂向调整垫。

通过实施上述本发明提供的铁路车辆自导向独立旋转轮的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明铁路车辆自导向独立旋转轮结构简单，车轮能够独立旋转，取消了整体式车轴，并且轴与车轮较小，增大了布置空间、减轻了重量、有利于降低生产和维修成本；

(2)本发明采用独立走行轮对结构及橡胶关节组成，可以极大地提高轮对过弯道，以及抵抗直道蛇行的能力，在轴向极大地减少了轮对在自导向状态下的轮缘磨耗，并在径向解决了轮轨间的激振问题，极大地延长了轮对的使用寿命，提高了轮对运行的稳定性；

(3)本发明可以完全脱离轮安装架，而且体积较小、拆装和维护方便，可以很好地适应于狭窄的安装空间；

(4)本发明自导向独立旋转轮具有自动对中功能，极大地扩展了应用领域，可以应用在轨道走行方面的各种无动力小车上。

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的介绍。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实施例。

图1是本发明铁路车辆自导向独立旋转轮一种具体实施方式的剖面结构示意图；

图2是本发明铁路车辆自导向独立旋转轮一种具体实施方式的安装剖面结构示意图；

图3是本发明铁路车辆自导向独立旋转轮一种具体实施方式的局部剖面结构放大示意图；

图4是本发明铁路车辆自导向独立旋转轮一种具体实施方式的安装结构示意图；

图5是本发明铁路车辆自导向独立旋转轮一种具体实施方式的装配结构示意图；

图6是本发明铁路车辆自导向独立旋转轮安装在车体上的结构示意图；

图中：1-车轮，2-轴承，3-轴，4-挡板，5-橡胶关节组成，6-轴承挡肩，7-轴承端盖，8-轴承密封环，9-紧固件，10-端盖，11-安装架，12-金属内环，13-橡胶环，14-金属外环，15-垂向调整垫，16-螺栓，17-安装孔，20-自导向独立旋转轮，30-车体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图6所示，给出了本发明铁路车辆自导向独立旋转轮的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图1和附图2所示，一种铁路车辆自导向独立旋转轮的具体实施例，包括：

车轮1；

穿设在车轮1中的轴3；

设置在车轮1的内圈与轴3之间，并沿轴3的轴向对称布置的一对轴承2；

沿轴3的轴向从内到外依次对称设置在两个轴承2外侧的轴承密封环8、轴承端盖7、轴承挡肩6和橡胶关节组成5；

位于轴3的两端，并套设在橡胶关节组成5外表面的端盖10；

以及位于轴3的两端，并固定在橡胶关节组成5沿轴向外侧表面的挡板4。

如附图3所示，轴承密封环8压装在轴承2的内圈上，轴承端盖7压装在轴承2的外圈上。轴承端盖7通过紧固件9安装在车轮1上。轴承端盖7同轴设置在轴承密封环8沿径向的外侧，轴承密封环8与轴承端盖7相互配合以形成对轴承2进行密封的结构。挡板4通过紧固件9固定在轴3沿轴向的两端，通过紧固件9将橡胶关节组成5固定在挡板4与轴承挡肩6之间。轴承密封环8固定在由轴3、轴承挡肩6、轴承端盖7形成的空间内。

如附图3所示，橡胶关节组成5进一步包括沿径向从内到外依次同轴设置的金属内环12、橡胶环13和金属外环14，橡胶关节组成5能同时提供旋转自由度、横向刚度和纵向刚度。橡胶关节组成5在轴向和径向都具备降低刚度的作用。现有技术中独立轮的车轮和车轴之间不具备刚度变化，而只具有旋转的自由度，主要依靠车轮的踏面宽度走行，并依靠轮缘和轨道间的相互作用力来实现对中，这样的对中效果是十分不理想的。而本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮中的橡胶关节组成5不仅具有旋转自由度，还同时具备横向和纵向刚度，这样就能在受到挤压的情况下自动产生反作用力，从而实现优良的自动对中功能，并且能够使得自导向独立旋转轮在通过曲线轨道时减少轮缘磨耗。

如附图4所示，在端盖10的顶部与安装架11之间还设置有用于调整安装架11与轨道面之间的高度位置的垂向调整垫15，使得本发明具体实施例可以应用于各种钢轨车辆的走行及测量作业。

如附图5和附图6所示，端盖10上进一步设置有安装孔17，通过螺栓16穿过端盖10上的安装孔17将自导向独立旋转轮20沿轴向的两端固定在安装架11上，自导向独立旋转轮20通过安装架11固定在车体30的底部。自导向独立旋转轮20进一步通过安装架11固定在车体30沿行进方向的两侧面底部。本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮结构非常简单，采用的是模块化结构设计，可以将整个自导向独立旋转轮20从安装架11上取下，更换方便简捷，而且外形美观大方得体，可应用在轨道走行方面的各种无动力小车上。

如附图5所示，在进行铁路车辆自导向独立旋转轮的安装时，具体的步骤为：在车轮1的内圈中安装一对轴承2，将轴3穿过车轮1和轴承2的中部，并使用紧固件9将端盖7安装到车轮1上。同时，将轴承密封环8压装在轴承2的内圈上，再通过橡胶关节组成5、挡板4及紧固件9将安装轴承挡肩6安装好。最后，将端盖10安装在车轴3的两端，实现自导向独立旋转轮20的整体模块化。其中，橡胶关节组成5由沿径向从内到外依次同轴设置的金属内环12、橡胶环13和金属外环14组成，安装后能产生径向、轴向刚度。

通过实施本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮结构简单，车轮能够独立旋转，取消了整体式车轴，并且轴与车轮较小，增大了布置空间、减轻了重量、有利于降低生产和维修成本；

(2)本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮采用独立走行轮对结构及橡胶关节组成，可以极大地提高轮对过弯道，以及抵抗直道蛇行的能力，在轴向极大地减少了轮对在自导向状态下的轮缘磨耗，并在径向解决了轮轨间的激振问题，极大地延长了轮对的使用寿命，提高了轮对运行的稳定性；

(3)本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮可以完全脱离轮安装架，而且体积较小、拆装和维护方便，可以很好地适应于狭窄的安装空间；

(4)本发明具体实施例描述的铁路车辆自导向独立旋转轮自导向独立旋转轮具有自动对中功能，极大地扩展了应用领域，可应用在轨道走行方面的各种无动力小车上。

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。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于，包括：

车轮(1)；

穿设在所述车轮(1)中的轴(3)；

设置在所述车轮(1)的内圈与所述轴(3)之间，并沿所述轴(3)的轴向对称布置的一对轴承(2)；

沿所述轴(3)的轴向从内到外依次对称设置在两个所述轴承(2)外侧的轴承密封环(8)、轴承端盖(7)、轴承挡肩(6)和橡胶关节组成(5)；

位于所述轴(3)的两端，并套设在所述橡胶关节组成(5)外表面的端盖(10)；

以及位于所述轴(3)的两端，并固定在所述橡胶关节组成(5)沿轴向外侧表面的挡板(4)。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述轴承密封环(8)压装在所述轴承(2)的内圈上，所述轴承端盖(7)压装在所述轴承(2)的外圈上。

3.根据权利要求1或2所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述轴承端盖(7)通过紧固件(9)安装在所述车轮(1)上。

4.根据权利要求3所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述轴承端盖(7)同轴设置在所述轴承密封环(8)沿径向的外侧，所述轴承密封环(8)与所述轴承端盖(7)相互配合以形成对所述轴承(2)进行密封的结构。

5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述挡板(4)通过紧固件(9)固定在所述轴(3)沿轴向的两端，通过所述紧固件(9)将所述橡胶关节组成(5)固定在所述挡板(4)与所述轴承挡肩(6)之间。

6.根据权利要求5所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述轴承密封环(8)固定在由所述轴(3)、轴承挡肩(6)、轴承端盖(7)形成的空间内。

7.根据权利要求1、2、4或6中任一项所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述橡胶关节组成(5)包括沿径向从内到外依次同轴设置的金属内环(12)、橡胶环(13)和金属外环(14)，所述橡胶关节组成(5)能同时提供旋转自由度、横向刚度和纵向刚度。

8.根据权利要求7所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述端盖(10)上设置有安装孔(17)，通过螺栓(16)穿过所述端盖(10)上的安装孔(17)将所述自导向独立旋转轮(20)沿轴向的两端固定在安装架(11)上，所述自导向独立旋转轮(20)通过所述安装架(11)固定在车体(30)的底部。

9.根据权利要求8所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：所述自导向独立旋转轮(20)通过所述安装架(11)固定在所述车体(30)沿行进方向的两侧面底部。

10.根据权利要求8或9所述的铁路车辆自导向独立旋转轮，其特征在于：在所述端盖(10)的顶部与所述安装架(11)之间还设置有垂向调整垫(15)。