CN107628059B - 一种应用于变轨距转向架的制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于制动装置技术领域，具体涉及一种应用于变轨距转向架的制动装置，包括制动吊座和制动夹钳安装座；所述制动吊座包括滑动接合部，所述制动夹钳安装座包括滑动连接部；所述滑动接合部与所述滑动连接部形成轴向移动副。本发明的目的在于：针对变轨距转向架无法采用轮盘制动方式的问题，提供一种应用于变轨距转向架的制动装置，该制动装置可随车轮上的轮盘制动盘的移动而移动，从而实现变轨距转向架的轮盘制动。开展“丝绸之路经济带”的铁路运输，必须面临铁路轨距不统一的问题。而变轨距转向架轴盘制动装置的轴向调节是重要一环。因此，开展可变轨距的轴盘制动方式的设计具有十分重要而深远的意义。

Description

一种应用于变轨距转向架的制动装置

技术领域

本发明属于制动装置技术领域，具体地，涉及一种应用于变轨距转向架的制动装置。

背景技术

随着“一带一路”倡议构想的提出，我国与周边各国之间通过铁路运输的商贸往来日益频繁，并在我国与邻国之间开展了多条铁路国际联运和区域联运通道。“丝绸之路经济带”作为联通亚欧大陆最重要的陆路贸易通道之一，使亚欧大陆桥成为其重要的铁路交通运输纽带,为沿路地区人民经济带来了福祉。然而，由于历史的原因，不同国家和地区的铁路采用了不同的轨距规格。

现代化转向架日益趋于智能化，在车轮内部的车轴上安装有电机和齿轮箱，以及其他电气化设备。由于车轮内部空间有限，现代化转向架将传统的轴盘制动方式替换为轮盘制动方式。在列车经过不同轨距规格的铁路时，宜采用变轨距转向架来提高运输效率。变轨距转向架的车轮在车轴轴向上可调节，从而实现变换转向架的轮对轮距以适应不同的轨距。但是，现有的轮盘制动装置是固定在转向架上的，无法随安装在车轮上的轮盘制动盘移动。而制动装置是转向架的必要设备，因此，变轨距转向架被迫地选择牺牲转向架的智能化，将车轮内部空间预留给轴盘制动盘。这就给变轨距转向架的发展带来了局限。

发明内容

本发明的目的在于：针对变轨距转向架无法采用轮盘制动方式的问题，提供一种应用于变轨距转向架的制动装置，该制动装置可随车轮上的轮盘制动盘的移动而移动，从而实现变轨距转向架的轮盘制动。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于变轨距转向架的制动装置，包括制动吊座和制动夹钳安装座；所述制动吊座包括滑动接合部，所述制动夹钳安装座包括滑动连接部；所述滑动接合部与所述滑动连接部形成轴向移动副。滑动接合部与连接滑动连接部相互配合，提供一种轴向移动的连接方式，进而使制动装置的制动夹钳的能够跟随轴盘制动盘轴向滑移。实现了变轨距转向架能够采用轮盘的制动方式。

作为优选方案，所述滑动接合部为燕尾槽结构，所述滑动连接部为与之相匹配的燕尾体结构，所述燕尾槽结构和燕尾体结构的延伸方向与车轴的轴向相同。采用燕尾槽与燕尾体结构相配合的滑动副，燕尾槽与燕尾体的长度延伸方向与轴向重合，即能够实现轴向移动，且燕尾槽的机械连接方式，具有运动精度高，稳定的优点。

作为优选方案，还包括制动夹钳定位块；所述燕尾槽的槽底设置有嵌入槽，所述燕尾体的体顶并列设置有至少两排与之匹配的位置槽；所述制动夹钳定位块包括互相连接的锁止件和复位件，所述锁止件和复位件设置于所述嵌入槽与位置槽之间。在滑动接合部的底面，即燕尾槽的底部，设置有用于安装制动夹钳定位块的长方体空间的凹槽，即嵌入槽，其方向垂直于轴向，制动夹钳定位块可在嵌入槽内垂向上下滑动。嵌入槽优选位于燕尾槽的中间平面位置，有利于设计尺寸的规范。在滑动连接部的顶面，及燕尾体的顶部，设置有用于锁止制动夹钳轴向滑移的矩形槽，即位置槽，其方向垂直于轴向，制动夹钳定位孔嵌入后可实现制动夹钳位置的锁紧定位。不致受到微小震动即发生位置偏移。根据轨距变换的具体需要，可设置多个位置槽，以及位置槽之间的间距。锁止件设置在嵌入槽与位置槽之间，且还设置有用于控制锁止件受力运动的复位件。在滑动连接部与滑动接合部相对运动之后，能够实现相对定位及锁紧的作用。

作为优选方案，所述位置槽之间为限制块，所述限制块两侧边线处为圆角结构；所述锁止件与所述限制块相互匹配的边线处为圆角结构。锁止件通过压缩弹簧压紧在位置槽内，在变轨时的导向轨的轴向力作用下，较大的轴向力使制动夹钳定位块与限制块发生挤压作用，逼迫制动夹钳定位块向嵌入槽内挤压，从而脱离位置槽，实现解锁。达到新的位置槽时，压缩弹簧迫使制动夹钳定位块重新回到位置槽内。而在制动夹钳定位块与限制块发生挤压作用的位置，直角结构容易卡顿甚至卡死，采用圆角结构，提高了轴向运动的稳定性。

作为优选方案，当所述锁止件位于所述嵌入槽内时，所述滑动连接部的一端与限位板接触。滑动接合部两端开口设计，一方面，便于机械加工；另一方面，可方便安装相应的制动夹钳安装座。限位板安装两端用于封堵，可防止制动夹钳安装座轴向滑移过量。对滑动接合部与滑动连接部的尺寸，以及嵌入槽与位置槽的位置关系，作进一步地限定，使锁止件位于嵌入槽内时，一端恰好与限位板相互抵靠，能够提高位置的精确性。

作为优选方案，所述制动吊座还包括固定部，所述固定部与所述滑动接合部互相连接。固定部用于将制动吊座安装在转向架的构架上，滑动副接合部与固定部互相固定连接。

作为优选方案，所述固定部为L型连接件，所述L型连接件所在平面与车轴的轴向垂直。采用L型结构的连接件，使制动吊座在保证强度达标的情况下，安装工艺简单，安装面不需要打磨，精度高，安装接触表面小，设计轻量化。且L型连接件所在平面与车轴的轴向垂直，使轴盘制动盘与制动夹钳发生摩擦时，在径向上受力，有L型的两端作为受力支点，稳定性更强。

作为优选方案，所述制动夹钳安装座还包括制动夹钳安装部，所述制动夹钳安装部与所述滑动连接部互相连接。制动夹钳安装部用于将安装制动夹钳、制动气缸等部件，固定连接在滑动连接部上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本发明的有益效果是：开展“丝绸之路经济带”的铁路运输，必须面临铁路轨距不统一的问题。而变轨距转向架轴盘制动装置的轴向调节是重要一环。因此，开展可变轨距的轴盘制动方式的设计具有十分重要而深远的意义。本方案使变轨距转向架上也能够采用轴盘制动的方式，可使制动装置随车轮上的轮盘制动盘的移动而移动，从而实现变轨距转向架的轮盘制动。

附图说明

图1是制动吊座的立体结构示意图一。

图2是制动吊座的立体结构示意图二。

图3是制动吊座的立体结构示意图三。

图4是制动吊座的侧视结构示意图。

图5是制动夹钳安装座的立体结构示意图。

图6是制动夹钳安装座的侧视结构示意图。

图7是制动夹钳定位块的立体结构示意图。

图8是制动夹钳定位块的主视结构示意图。

图9是制动夹钳定位块的主视剖面结构示意图一。

图10是制动夹钳定位块的主视剖面结构示意图二。

图11是制动夹钳定位块的主视剖面结构示意图三。

图12是制动装置的立体结构示意图。

图13是制动装置的俯视结构示意图。

图14是制动装置的侧视结构示意图。

图15是制动装置的B-B剖面结构示意图一。

图16是制动装置的B-B剖面结构示意图二。

图17是制动装置的B-B剖面结构示意图三。

附图中标记对应的部件名称为：

E-制动装置，E1-制动吊座，E11-固定部，E12-滑动接合部，E13-嵌入槽，E14-限位板；E2-制动夹钳安装座，E21-制动夹钳安装部，E22-滑动连接部，E23-位置槽，E24-限制块，E25-弧形连接件；E3-制动夹钳定位块，E31-锁止件，E32-复位件，E33-限位件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种应用于变轨距转向架的制动装置，如图12所示，包括制动吊座E1和制动夹钳安装座E2；所述制动吊座E1包括滑动接合部E12，所述制动夹钳安装座E2包括滑动连接部E22；所述滑动接合部E12与所述滑动连接部E22形成轴向移动副。

所述滑动接合部E12为燕尾槽结构，所述滑动连接部E22为与之相匹配的燕尾体结构，所述燕尾槽结构和燕尾体结构的延伸方向与车轴的轴向相同。还包括制动夹钳定位块E3；所述燕尾槽的槽底设置有嵌入槽E13，所述燕尾体的体顶并列设置有至少两排与之匹配的位置槽E23；所述制动夹钳定位块E3包括互相连接的锁止件E31和复位件E32，所述锁止件E31和复位件E32设置于所述嵌入槽E13与位置槽E23之间。所述位置槽E23之间为限制块E24，所述限制块E24两侧边线处为圆角结构；所述锁止件E31与所述限制块E24相互匹配的边线处为圆角结构。当所述锁止件E31位于所述嵌入槽E13内时，所述滑动连接部E22的一端与限位板E14接触。所述制动吊座E1还包括固定部E11，所述固定部E11与所述滑动接合部E12互相连接。所述固定部E11为L型连接件，所述L型连接件所在平面与车轴的轴向垂直。所述制动夹钳安装座E2还包括制动夹钳安装部E21，所述制动夹钳安装部E21与所述滑动连接部E22互相连接。

以下详细介绍本实施例的改进部分：制动吊座E1、制动夹钳安装座E2、制动夹钳定位块E3，以及组装而成的制动装置E。

制动吊座E1，如图1-4所示，包括互相连接的固定部E11和滑动接合部E12，所述滑动接合部E12的自由度方向与车轴的轴向相同。

所述滑动接合部E12为燕尾槽结构，所述燕尾槽的延伸方向与车轴的轴向相同。所述燕尾槽的槽底两侧设置有应力释放槽。所述燕尾槽的槽底设置有用于安装制动夹钳定位块E3的嵌入槽E13。所述滑动接合部E12的两端开口，且开口处设置有限位板E14。所述固定部E11为L型连接件，所述L型连接件所在平面与车轴的轴向垂直。所述L型连接件并列设置有至少两个。

制动夹钳安装座E2，如图5-6所示，包括互相连接的制动夹钳安装部E21和滑动连接部E22，所述滑动连接部E22的自由度方向与车轴的轴向相同。

所述滑动连接部E22为燕尾体结构，所述燕尾体的延伸方向与车轴的轴向相同。所述燕尾体的体底两侧设置有应力释放槽。所述燕尾体的体顶并列设置有至少两排位置槽E23。所述位置槽E23之间为限制块E24，所述限制块E24两侧边线处为圆角结构。所述制动夹钳安装部E21为U型连接件，所述U型连接件的两端设置有螺孔。所述U型连接件并列设置有至少两个。所述两个U型连接件通过弧形连接件E25相互连接，所述弧形连接件E25的凸起方向与所述U型连接件的开口方向相同。

制动夹钳定位块E3，如图7-11所示，包括互相连接的锁止件E31和复位件E32，所述锁止件E31和复位件E32设置于滑动接合部E12与滑动连接部E22之间互相匹配的凹槽内。

所述锁止件E31滑动连接于所述滑动接合部E12的嵌入槽E13内，所述复位件E32设置于所述锁止件E31与所述嵌入槽E13的槽底之间。所述锁止件E31为一两端封闭的矩形槽，所述矩形槽的外廓与所述嵌入槽E13的内廓相互匹配。所述复位件E32为压缩弹簧，所述压缩弹簧设置于所述锁止件E31与所述嵌入槽E13的槽底之间。所述锁止件E31或所述嵌入槽E13的槽底上设置有用于固定所述复位件E32的限位件E33。所述限位件E33为圆柱、圆筒形或圆柱与圆筒的结合。所述锁止件E31与限制块E24相互匹配的边线处为圆角结构。

制动装置E，如图12-17所示，详见上文。

该制动装置为可随轨距的变换而自动定位的轮盘制动装置。在国际上高速动车组多采用轮盘制动和轴盘制动的基础制动方式，由于动力车轴设计时需考虑电机、齿轮箱的空间布置问题，在转向架有限的空间下，轴盘制动方式较少使用。CRH2型车动力车轴都采用架悬式电机带动减速齿轮箱的传扭方式，占用空间较大，只能采用轮盘制动方式。因此，本实施例采用轮盘制动方式，相应的设计能跟随车轮一起移动，在轨距变换完成之后又可自动轴向锁紧定位的制动装置。制动装置其他设备采用原型结构，如制动夹钳、制动气缸、环形制动盘、冷却片；制动夹钳由制动闸片、制动杠杆等组成。制动闸片由闸片挡铁、闸片托、粉末冶金闸片等组成。

制动吊座E1的固定部E11，即L型连接件安装在转向架构架的横梁上。制动吊座E1的滑动接合部E12也相应的轴向加宽，使制动夹钳安装座E2的滑动连接部E22轴向有充足空间可供移动，满足不同轨距情况下随车轮的轴向移动距离。若在1435mm准轨位与1520mm宽轨位之间变换，则轴向游隙需保证42.5mm。制动吊座E1与制动夹钳安装座E2之间通过燕尾槽的配合方式安装，即制动夹钳安装座E2为燕尾体倒梯形导轨，制动吊座E1为燕尾槽。燕尾槽结构标准采用JB/ZQ4241-1997行业标准。燕尾槽与燕尾体配合的机械连接方式，具有运动精度高，稳定的优点，多用于重载，速度不高的场合。既可保证制动装置可靠的吊挂在构架横梁的上，也可保证轨距变换时其可跟随车轮轴向滑动。

为防止由于微幅振动引起的轴向位移，在燕尾形凹槽中间位置设计有制动夹钳定位块E3，由一个压缩弹簧，即复位件E32嵌套在一个锁止件E31内而成，通过将锁止件E31安装在嵌入槽E13内。相应的在制动夹钳安装座E2的梯形导轨位置设计有间隔42.5mm的矩形位置槽E23(或轴向间距根据所变换轨距的要求确定)，用于轴向锁止件E31的配合锁紧。

在燕尾槽两侧，为燕尾体导轨轴向滑动过大而设计有限位板E14，通过螺钉安装在燕尾槽两侧面的平面上。限位板E14与燕尾形凹槽分体式设计，可保证燕尾形槽口的机械加工和梯形导轨的正确安装。当需要分离梯形导轨时，只需首先拆下燕尾槽限位板E14即可。同时，调整加工设计尺寸，当滑动连接部E22滑动至一端，锁止件E31位于位置槽E23内时，滑动连接部E22的一端恰好与限位板E14接触，达到准确稳定地位置限定作用，使制动夹钳的位置确定更精准。

当车轮开始轴向轨距变换时，轴向力迫使燕尾槽处的锁止件E31向嵌入槽E13内运动，弹簧受压向内收缩，同时锁止件E31被压入嵌入槽E13中，梯形导轨的限制块E24不再受锁止件E31的止挡，便可轴向移动。当到达规定的轨距位置时，复位弹簧自动推动锁止件E31伸出，与位置槽E23配合锁紧，从而限制制动装置的轴向移动。

以车轮轨距由1435mm准轨位变为1520mm宽轨位的变换过程为例，说明该制动装置的变换过程，以及其工作原理：

(1)当车轮轨距由准轨位(1435mm)变为宽轨位(1520mm)时，安装在车轮上的轮盘制动盘随之移动。

(2)轮盘制动盘的移动带动制动夹钳移动，在轴向力的作用下，制动夹钳带动制动夹钳安装座E2上的梯形导轨迫使燕尾形凹槽处的锁止件E31压缩向内收缩，弹簧受压，锁止件E31收缩。至此，轮盘制动装置被解锁。

(3)当到达所需的轨距后，燕尾形槽口处的轴向锁止件E31在复位弹簧的作用下，锁止件E31伸入梯形导轨上间隔42.5mm的另一个矩形位置槽内，轮盘制动装置也相应被锁紧。最终达到宽轨位置。

车轮轮距由宽变窄时，整个变换过程与上述基本相同，只需按照车轮朝反方向移动即可。同时，可自动锁紧的轮盘制动装置亦朝反方向移动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于变轨距转向架的制动装置，其特征在于：包括制动吊座(E1)、制动夹钳安装座(E2)和制动夹钳定位块(E3)；所述制动吊座(E1)包括滑动接合部(E12)，所述制动夹钳安装座(E2)包括滑动连接部(E22)；所述滑动接合部(E12)与所述滑动连接部(E22)形成轴向移动副，所述滑动接合部(E12)为燕尾槽结构，所述滑动连接部(E22)为与之相匹配的燕尾体结构，所述燕尾槽结构和燕尾体结构的延伸方向与车轴的轴向相同；所述燕尾槽的槽底设置有嵌入槽(E13)，所述燕尾体的体顶并列设置有至少两排与之匹配的位置槽(E23)；所述制动夹钳定位块(E3)包括互相连接的锁止件(E31)和复位件(E32)，所述锁止件(E31)和所述复位件(E32)设置于所述嵌入槽(E13)与位置槽(E23)之间；所述位置槽(E23)之间为限制块(E24)，所述限制块(E24)两侧边线处为圆角结构；所述锁止件(E31)与所述限制块(E24)相互匹配的边线处为圆角结构。

2.根据权利要求1所述的应用于变轨距转向架的制动装置，其特征在于：当所述锁止件(E31)位于所述嵌入槽(E13)内时，所述滑动连接部(E22)的一端与限位板(E14)接触。

3.根据权利要求1所述的应用于变轨距转向架的制动装置，其特征在于：所述制动吊座(E1)还包括固定部(E11)，所述固定部(E11)与所述滑动接合部(E12)互相连接。

4.根据权利要求3所述的应用于变轨距转向架的制动装置，其特征在于：所述固定部(E11)为L型连接件，所述L型连接件所在平面与车轴的轴向垂直。

5.根据权利要求1所述的应用于变轨距转向架的制动装置，其特征在于：所述制动夹钳安装座(E2)还包括制动夹钳安装部(E21)，所述制动夹钳安装部(E21)与所述滑动连接部(E22)互相连接。

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