CN105882673B - 一种轴箱橡胶垫、转向架及铁路车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路车辆转向架的轴箱橡胶垫，包括竖向分布的上衬板与下衬板；所述上衬板与所述下衬板之间具有阻尼装置；所述阻尼装置与所述上衬板和所述下衬板分体设置，或所述阻尼装置由所述上衬板和所述下衬板形成。该阻尼装置用于将所述上衬板与所述下衬板的横向和/或纵向振动动能转化为内能，从而减小该振动动能，避免由于振动引起的轮对蛇形运动，进而提高铁路车辆的运行稳定性与安全性。本发明的还公开了一种铁路车辆的转向架。本发明进一步公开了一种铁路车辆。

Description

一种轴箱橡胶垫、转向架及铁路车辆

技术领域

本发明涉及铁路车辆技术领域，特别涉及一种轴箱橡胶垫、转向架及铁路车辆。

背景技术

铁路车辆一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部件，其中，转向架的作用是支承车体、引导铁路车辆沿轨道行驶，并承受来自车体及轨道的各种载荷。

铁路车辆最常见的转向架是二轴铸钢三大件式转向架，其包括摇枕、轮对、弹簧减振装置及制动装置等部件。通常情况下，为了提高铁路车辆的动力学性能，减小轨道间的冲击载荷，通常在转向架的侧架与轮对的承载鞍之间加装轴箱橡胶垫，使轮对与侧架通过该轴箱橡胶垫弹性固定。

目前，常用的轴箱橡胶垫如图1所示，该轴箱橡胶垫包括上衬板1′和下衬板′，且二者之间设置橡胶层3′，上衬板1′通过定位销4′固定于侧架，下衬板2′通过定位销4′固定于轮对上的承载鞍，使得侧架与轮对通过该轴箱橡胶垫连接。

铁路车辆运行过程中，轮对受到竖向力，在该竖向力的作用下，橡胶层3′被竖向压缩，由于该橡胶层3′具有良好的弹性，能够缓冲该竖向力，从而减小轮轨间的冲击载荷，提高轮对的竖向刚度。另外，铁路车辆运行过程中，也受到横向力与纵向力，由于该橡胶层3′沿铁路车辆的横向和纵向均具有一定的抗剪切变形能力，在一定程度上能够缓冲上述横向力和纵向力，提高轮对的横向和纵向刚度，在一定程度上起到减震的作用。

但是，图1所示的轴箱橡胶垫中，橡胶层3′的作用相当于弹簧，其回弹力缓冲上述横向力和纵向力的过程中，橡胶层3′的弹性势能转化为上衬板1′与下衬板2′振动的动能，且当该轴箱橡胶垫中不存在阻尼装置时，橡胶层3′的弹性势能衰减很慢，导致上衬板1′与下衬板2′的振动动能衰减也很慢，进而使得轮对与侧架之间的振动不能被消除，导致铁路车辆由于振动引起轮对蛇形运动，进而降低铁路车辆的运行稳定性和安全性。

鉴于上述轴箱橡胶垫存在的缺陷，亟待提供一种能够减小轮对与侧架之间振动动能的轴箱橡胶垫。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一目的为提供一种铁路车辆转向架的轴箱橡胶垫，该轴箱橡胶垫上衬板与下衬板之间具有阻尼装置，该阻尼装置用于将上衬板与下衬板的横向和/或纵向振动动能转化为阻尼装置的内能，从而减小该振动动能，避免由于振动引起的轮对蛇形运动，进而提高铁路车辆的运行稳定性与安全性。本发明的第二目的为提供一种铁路车辆的转向架。本发明的第三目的为提供一种铁路车辆。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种铁路车辆转向架的轴箱橡胶垫，包括竖向分布的上衬板与下衬板；其中，所述上衬板与所述下衬板之间具有阻尼装置；

所述阻尼装置与所述上衬板和所述下衬板分体设置，或所述阻尼装置由所述上衬板和所述下衬板形成。

本发明中，铁路车辆运行过程中轮对相对于侧架发生横向和/或纵向相对运动时，带动下衬板相对于上衬板沿横向和/或纵向运动，此时，由于该阻尼装置的摩擦阻尼作用，使得上衬板与下衬板之间相对运动的动能转化为阻尼装置的内能而耗散，从而减小上衬板与下衬板的横向和/或纵向的振动动能，避免由于振动而引起轮对蛇形运动，从而提高铁路车辆的运行稳定性与安全性。

可选地，所述上衬板下表面固定有第一阻尼板，所述下衬板上表面固定有第二阻尼板，所述铁路车辆处于重载状态时，所述第一阻尼板与所述第二阻尼板接触形成摩擦副，所述第一阻尼板与所述第二阻尼板为所述阻尼装置。

可选地，所述铁路车辆处于空车状态时，所述第一阻尼板与所述第二阻尼板沿竖向具有预定间隙；

所述铁路车辆处于重载状态时，所述预定间隙减小为零。

可选地，所述上衬板设有若干上定位销，所述上定位销的上定位销头部位于所述上衬板下方，且位于所述第一阻尼板的第一通孔内；

所述下衬板设有若干下定位销，所述下定位销的下定位销头部位于所述下衬板上方，且位于所述第二阻尼板的第二通孔内。

可选地，所述第一阻尼板为金属板，且焊接于所述上衬板；

所述第二阻尼板为非金属板，且所述第二通孔与所述下定位销头部过盈配合。

可选地，所述上衬板与所述下衬板均包括倾斜段与水平段，所述倾斜段连接于所述水平段的两端，且相对于所述水平段朝向铁路的方向倾斜；

所述第一阻尼板与所述第二阻尼板分别固定于所述上衬板和所述下衬板的所述水平段。

可选地，所述上衬板与所述下衬板对应的所述倾斜段之间设有橡胶体，所述橡胶体的边缘与两所述水平段形成安装孔，所述第一阻尼板与所述第二阻尼板位于所述安装孔内。

可选地，所述铁路车辆处于重载状态时，所述上衬板与所述下衬板接触形成摩擦副，所述上衬板与所述下衬板形成所述阻尼装置。

为了实现本发明的第二目的，本发明还提供一种铁路车辆的转向架，包括轮对和侧架，还包括分别与所述轮对和所述侧架连接的轴箱橡胶垫，其中，所述轴箱橡胶垫为以上所述的轴箱橡胶垫。

可选地，所述轴箱橡胶垫的所述上衬板设有若干上定位销，所述轴箱橡胶垫通过上定位销与所述侧架连接；

所述轴箱橡胶垫的所述下衬板设有若干下定位销，所述轴箱橡胶垫通过所述下定位销与所述轮对的承载鞍连接。

为了实现本发明的第三目的，本发明进一步提供一种铁路车辆，包括车体及转向架，其中，所述转向架为以上所述的转向架。

附图说明

图1为现有技术中轴箱橡胶垫的结构示意图；

图2为本发明所述提供轴箱橡胶垫在一种具体实施例中的结构示意图；

图3为图2的另一视角的结构示意图；

图4为图2的主视图。

图1中：

1′上衬板、2′下衬板、3′橡胶层、4′定位销。

图2-4中：

1上衬板、11第一阻尼板、12上定位销、121上定位销头部；

2下衬板、21第二阻尼板、22下定位销、221下定位销头部；

3橡胶体、31安装孔、4水平段、5倾斜段、A预定间隙。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1所示的轴箱橡胶垫中，橡胶层3′的作用相当于弹簧，其回弹力缓冲上述横向力和纵向力的过程中，橡胶层3′的弹性势能转化为上衬板1′与下衬板2′的振动动能，且当该轴箱橡胶垫中不存在阻尼装置时，橡胶层3′的弹性势能衰减很慢，导致上衬板1′与下衬板2′的振动动能衰减也很慢，进而使得轮对与侧架之间的振动不能被消除，导致铁路车辆由于振动引起轮对蛇形运动，进而降低铁路车辆的运行稳定性及安全性。

需要说明的是，本文中提到的“横向”、“纵向”、“竖向”等方位词是以铁路车辆的行驶方向定义的，其中，“纵向”指的是铁路车辆行驶方向所在的方向，“横向”指的是转向架所在的平面上与铁路车辆行驶方向垂直的方向，“竖向”指的是与转向架所在的平面垂直的方向，因此，上述“横向”、“纵向”和“竖向”在三维空间中相互垂直。应当理解，上述“横向”、“纵向”、“竖向”等方位词不应理解为对本发明保护范围的绝对限定。

请参考附图2-4，其中，图2为本发明所述提供轴箱橡胶垫在一种具体实施例中的结构示意图；图3为图2的另一视角的结构示意图；图4为图2的主视图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种转向架的轴箱橡胶垫，该转向架还包括轮对与侧架，轴箱橡胶垫分别与轮对和侧架连接。如图2所示，轴箱橡胶垫包括竖向设置的上衬板1与下衬板2，其中，上衬板1与侧架连接，下衬板2与轮对连接。

另外，上衬板1与下衬板2之间还具有阻尼装置，其中，该阻尼装置与上衬板1和下衬板2分体设置，或该阻尼装置由上衬板1和下衬板2形成，该阻尼装置用于将上衬板1与下衬板2的横向和纵向振动动能转化为阻尼装置的内能。

本实施例中，铁路车辆运行过程中轮对相对于侧架发生横向和/或纵向运动时，带动下衬板2相对于上衬板1沿横向和/或纵向运动，此时，由于该阻尼装置的摩擦阻尼作用，使得上衬板1与下衬板2之间相对运动的动能转化为阻尼装置的内能而耗散，从而减小上衬板1与下衬板2的横向和/或纵向的振动动能，避免由于振动而引起轮对蛇形运动，从而提高铁路车辆的运行稳定性与安全性。

具体地，如图2-4所示，上衬板1下表面固定有第一阻尼板11，下衬板2上表面固定有第二阻尼板21，当铁路车辆处于重载状态时，第一阻尼板11与第二阻尼板21接触，且二者之间具有一定的压力，从而形成摩擦副，该第一阻尼板11与第二阻尼板21为上述的阻尼装置。

图2-4所示的实施例中，当第一阻尼板11与第二阻尼板21沿横向和/或纵向相对运动时，二者克服滑动摩擦力做功，根据机械能守恒，这部分能量来源于第一阻尼板11与第二阻尼板21的振动动能，从而使得上衬板1与下衬板2之间的振动动能转化为第一阻尼板11与第二阻尼板21的内能而耗散，进而有效防止轮对相对于侧架振动。

进一步地，如图4所示，当铁路车辆处于空车状态时，第一阻尼板11与第二阻尼板21设置为沿竖向具有预定间隙A，此时，铁路车辆运行过程中，第一阻尼板11与第二阻尼板21不能相互接触，因此不能形成摩擦副，该阻尼装置不起作用。但是，由于此时轮对的振动能量较小，即使阻尼装置未起到衰减振动动能的作用，铁路车辆仍能保证较高的运行稳定性和安全性。

当铁路车辆处于重载状态时，上衬板1下压，上述预定间隙A减小为零，第一阻尼板11与第二阻尼板21接触，二者形成摩擦副，二者之间的摩擦力与上衬板1和下衬板2之间的相对运动趋势相反，从而起到阻碍侧架与轮对相对运动的作用。同时，铁路车辆处于重载状态时，下衬板2相对于上衬板1的振动动能较大，此时，由于该阻尼装置能够起到衰减振动动能的作用，从而保证铁路车辆在重载状态时仍具有较高的运行稳定性和安全性。

需要说明的是，本实施例中的预定间隙A设定为能够保证铁路车辆处于重载状态时，第一阻尼板11与第二阻尼板21相接触。

可以理解，当铁路车辆处于空车状态时，第一阻尼板11与第二阻尼板21之间并不是必须设置为具有预定间隙A，也可设置为在空车状态或重载状态时该预定间隙A均为零，如此设置，当车辆处于重载状态时，上衬板1朝向下衬板2的方向运动，并压紧下衬板2，存在第一阻尼板11与第二阻尼板21之间由于正压力过大而造成二者之间的滑动摩擦力变为静摩擦力，而该静摩擦力做功并不能将动能转化为内能，因此，本实施例中预定间隙A的存在能够有效防止铁路车辆处于重载状态时，第一阻尼板11与第二阻尼板21之间形成静摩擦力，从而保证该阻尼装置能够起到减小振动动能的作用。

另一方面，如图4所示，上衬板1设有若干上定位销12，且各上定位销12的上定位销头部121位于上衬板1下方，第一阻尼板11开设有若干第一通孔，以使各上定位销头部121位于对应的第一通孔内；同时，下衬板2设有若干下定位销22，且下定位销22的下定位销头部221位于下衬板2上方，第二阻尼板21开设有若干第二通孔，以使各下定位销头部221位于对应的第二通孔内。

可以理解，上述上定位销12与下定位销22可用于与转向架的其它部件连接。

进一步地，第一阻尼板11为金属板，且焊接于上衬板1，第二阻尼板21为非金属板，且上述第二通孔与下定位销头部221过盈配合，从而防止定位销头部221在第二通孔内松动，并实现第二阻尼板21与下衬板2的连接。

当然，上述第一阻尼板11并不仅限于为金属板，也并不仅限于焊接于上衬板1，同样，第二阻尼板21不仅限于为非金属板，也不仅限于通过与下定位销头部221过盈配合而实现与下衬板2的连接，第一阻尼板11与第二阻尼板21可均为金属板或均为非金属板，或可分别为与上衬板1和下衬板2一体设置的结构，此处不作限定。基于此，可根据第一阻尼板11与第二阻尼板21的材料和结构灵活选择二者分别与上衬板1与下衬板2的连接方式，此处同样不作限定。

以上各实施例中，如图2-4所示，上衬板1与下衬板2均包括倾斜段5与水平段4，其中，水平段4连接于倾斜段5的两端，且相对于倾斜段5朝向轮对的方向倾斜，图2-4所示的实施例中，各倾斜段5相对于水平段4向下倾斜，从而使得该实施例中的上衬板1与下衬板2呈八字型结构，水平段4为八字型的水平段，两倾斜段5为八字型的两倾斜段。其中，第一阻尼板11与第二阻尼板21分别固定于上衬板1和下衬板2的水平段4。

通常情况下，下衬板2与轮对之间通过承载鞍连接，且为了与轮对配合，该承载鞍为八字型结构，因此，为了保证下衬板2与承载鞍之间连接的可靠性，本实施例中将下衬板2也设为与承载鞍形状类似的八字型结构，并进一步将上衬板1也设为与下衬板2形状相同的八字型结构。

本实施例中，由于相对于转向架所在的平面倾斜的倾斜段5的存在，使得该轴箱橡胶垫能够提高轮对与侧架之间横向、纵向及竖向三个方向的刚度，且实际使用时，通过调整倾斜段5与水平段4之间的角度，及倾斜段2与水平段4的面积和厚度，能够使该轴箱橡胶垫适用不同载重的铁路车辆，从而提高其适用性。

当然，上述上衬板1与下衬板2也可均为平板结构，此时，该轴箱橡胶垫不具有灵活调整各方向连接刚度的优势，或者包括多个平板型的轴箱橡胶垫，且分别设于侧架与轮对的横向、纵向和竖向连接处，此时，各轴箱橡胶垫与侧架和轮对的连接结构较复杂，且会占用转向架上较大的空间。

进一步地，上衬板1与下衬板2之间设有橡胶体3，该橡胶体3具体设置于上衬板1与下衬板2对应的倾斜段5之间，因此，本实施例中，两水平段4之间未设置橡胶体3。如背景技术中所述，该橡胶体3能够缓冲上衬板1与下衬板2之间的横向、纵向和竖向作用力。

另外，橡胶体3的边缘与两水平段4之间形成安装孔31，第一阻尼板11与第二阻尼板21位于该安装孔31内。

图2-4所示的实施例中，第一阻尼板11、第二阻尼板12与水平段4的大小相近，且安装孔31为通孔，此时，橡胶体3设于上衬板1与下衬板2的各倾斜段4之间。

当然，上述安装孔31并不仅限于为通孔，也可为盲孔，此时，上衬板1的水平段4与下衬板2的水平段4之间也存在部分橡胶体3，上衬板1、下衬板2与部分橡胶体3围成上述安装孔31，第一阻尼板11与第二阻尼板21均位于该安装孔31内。

在另一种具体实施例中，当铁路车辆处于重载状态时，上衬板1与下衬板2接触形成摩擦副，此时，上衬板1与下衬板2形成上述的阻尼装置。

具体地，通过合理设置上衬板1与下衬板2之间的竖向距离，或使得上衬板1与下衬板2中，一者朝向另一者的方向凸出，或二者均凸出，当铁路车辆处于重载状态时，上衬板1与下衬板2也形成摩擦副，此时，上衬板1与下衬板2也能实现摩擦阻尼作用。

本发明还提供一种铁路车辆的转向架，包括轮对和侧架，还包括分别与轮对和侧架连接的轴箱橡胶垫，其中，该轴箱橡胶垫为以上任一实施例中所述的轴箱橡胶垫。由于该轴箱橡胶垫具有上述技术效果，包括该轴箱橡胶垫的转向架也具有相应的技术效果，此处不再赘述。

具体地，以上各实施例中，上衬板1与侧架之间通过上述上定位销12连接，下衬板2与承载鞍之间通过上述下定位销22连接，且由于上定位销12的上定位销头部121位于上衬板1的第一通孔内，下定位销22的下定位销头部221位于下衬板2的第二通孔内，使得将上定位销12与下定位销22分别安装于上衬板1与下衬板2的同时，不会影响第一阻尼板11与第二阻尼板21之间的摩擦力作用面。

本发明进一步提供一种铁路车辆，包括车体及转向架，其中，该转向架为以上任一实施例中所述的转向架。

以上对本发明所提供的一种轴箱橡胶垫、转向架及铁路车辆均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种铁路车辆转向架的轴箱橡胶垫，包括竖向分布的上衬板(1)与下衬板(2)；其特征在于，所述上衬板(1)与所述下衬板(2)之间具有阻尼装置；

所述阻尼装置与所述上衬板(1)和所述下衬板(2)分体设置，所述上衬板(1)下表面固定有第一阻尼板(11)，所述下衬板(2)上表面固定有第二阻尼板(21)，所述第一阻尼板(11)与所述第二阻尼板(21)为所述阻尼装置，所述铁路车辆处于重载状态时，所述第一阻尼板(11)与所述第二阻尼板(21)接触形成摩擦副；或者，

所述上衬板(1)与所述下衬板(2)形成所述阻尼装置，所述铁路车辆处于重载状态时，所述上衬板(1)与所述下衬板(2)接触形成摩擦副。

2.根据权利要求1所述的轴箱橡胶垫，其特征在于，所述阻尼装置与所述上衬板(1)和所述下衬板(2)分体设置，且所述铁路车辆处于空车状态时，所述第一阻尼板(11)与所述第二阻尼板(21)沿竖向具有预定间隙(A)；

所述铁路车辆处于重载状态时，所述预定间隙(A)减小为零。

3.根据权利要求1所述的轴箱橡胶垫，其特征在于，所述阻尼装置与所述上衬板(1)和所述下衬板(2)分体设置时，所述上衬板(1)设有若干上定位销(12)，所述上定位销(12)的上定位销头部(121)位于所述上衬板(1)下方，且位于所述第一阻尼板(11)的第一通孔内；

所述下衬板(2)设有若干下定位销(22)，所述下定位销(22)的下定位销头部(221)位于所述下衬板(2)上方，且位于所述第二阻尼板(21)的第二通孔内。

4.根据权利要求3所述的轴箱橡胶垫，其特征在于，所述第一阻尼板(11)为金属板，且焊接于所述上衬板(1)；

所述第二阻尼板(21)为非金属板，且所述第二通孔与所述下定位销头部(221)过盈配合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的轴箱橡胶垫，其特征在于，所述上衬板(1)与所述下衬板(2)均包括倾斜段(5)与水平段(4)，所述倾斜段(5)连接于所述水平段(4)的两端，且相对于所述水平段(4)朝向铁路的方向倾斜；

所述阻尼装置与所述上衬板(1)和所述下衬板(2)分体设置时，所述第一阻尼板(11)与所述第二阻尼板(21)分别固定于所述上衬板(1)和所述下衬板(2)的所述水平段(4)。

6.根据权利要求5所述的轴箱橡胶垫，其特征在于，所述上衬板(1)与所述下衬板(2)对应的所述倾斜段(5)之间设有橡胶体(3)，所述橡胶体(3)的边缘与两所述水平段(4)形成安装孔(31)，所述第一阻尼板(11)与所述第二阻尼板(21)位于所述安装孔(31)内。

7.一种铁路车辆的转向架，包括轮对和侧架，还包括分别与所述轮对和所述侧架连接的轴箱橡胶垫，其特征在于，所述轴箱橡胶垫为权利要求1-6中任一项所述的轴箱橡胶垫。

8.根据权利要求7所述的转向架，其特征在于，所述轴箱橡胶垫的所述上衬板(1)设有若干上定位销(12)，所述轴箱橡胶垫通过所述上定位销(12)与所述侧架连接；

所述轴箱橡胶垫的所述下衬板(2)设有若干下定位销(22)，所述轴箱橡胶垫通过所述下定位销(22)与所述轮对的承载鞍连接。

9.一种铁路车辆，包括车体及转向架，其特征在于，所述转向架为权利要求7或8所述的转向架。