CN107650934B - 常接触弹性旁承 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种常接触弹性旁承，其包括旁承盒，所述旁承盒内装配有旁承封装框架和弹性支撑件，所述旁承封装框架包括底座、主体上板和主体侧耳，所述弹性支撑件装配在所述底座和主体上板之间，所述主体上板上设置有上磨耗板，所述上磨耗板两端设置有向下的延伸端，所述主体侧耳和所述上磨耗板延伸端之间设置有侧磨耗块，所述上磨耗板延伸端与所述侧磨耗块以弧形曲面贴合。本发明拆装简单方便，易于后期维护，旁承弹性组件承载能力强，刚度调节范围大，应力均匀，永久变形小，扩大了旁承的适用范围，提高了旁承的寿命和稳定性，有效减小了应力集中现象，提供了稳定的摩擦阻力距，提高了车辆运行安全性。

Description

常接触弹性旁承

技术领域

本发明涉及铁道运输车辆配件，具体涉及一种弹性旁承。

背景技术

旁承的主要作用是减缓车辆蛇行运动以及保证转向架与车体间适当的回转阻力矩，旁承是保证铁路车辆运行稳定性和安全性的关键零部件之一。目前，我国现有的旁承包括间隙式弹性旁承与常接触弹性旁承。间隙式弹性旁承，即当车辆在直线运行时，通常上下旁承体不接触，而存在一定间隙。所以，间隙式旁承的缺点是当产生较小侧滚时，车体因得不到摩擦阻力矩的抑制，临界速度低，运行平稳差。现有的常接触式弹性旁承存在以下缺点：大部分弹性旁承采用橡胶与金属的复合结构，橡胶体弹性体与金属构件之间的粘接强度较低，易出现开胶、粘接牢固性不够的问题，且在后期的使用过程中，粘接面在交变载荷的作用下容易出现疲劳破坏；橡胶材料存在抗老化性能差和永久变形大的问题，直接导致现有的弹性旁承在服役一段时间后普遍出现弹性元件龟裂、刚度变大和永久变形大幅增加等现象，永久变形会导致以下后果：一是会导致旁承间隙大大降低，改变了车辆动力学参数，严重时会恶化车辆的动力学稳定性；二是车辆在维修过程中为确保旁承的工作高度，必须在旁承体下部增加调整垫，由于永久变形伴随着旁承刚度增加，调整垫的加入有可能将心盘挑空，严重时会导致空车车辆出轨。故国内现有的弹性旁承寿命均较短，通常只有4-5年，导致使用和维护成本较高，且不利于环境保护。而且在使用过程中，橡胶会产生蠕变，因蠕变不均匀，上磨耗板不能完全保持水平，上磨耗板与车厢不能完全接触，减小了回转力矩，加大了上磨耗板的磨耗，浪费资源。橡胶材料的高低温适应性较差，使得旁承体的刚度等关键参数随着温度变化差异较大，由于我国南北地区温差最大可达到70摄氏度，弹性旁承在使用过程中的性能随之发生较大改变，将降低轨道车辆的运行稳定性，甚至产生安全隐患。中国专利CN2341856Y公开的常接触弹性旁承，能够约束车体侧滚振动，但不能够提供较稳定增大转向架与车体之间的摩擦阻力矩，以有效抑制转向架与车体的摇头蛇行运动。中国专利CN2375535Y公开的常接触弹性旁承，虽能够提供较稳定的摩擦阻力矩，但是，只有两个接触点提供摩擦阻力矩，会产生应力集中现象，使旁承产生永久性变形，不能够起到提供稳定回转力矩的作用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供常接触弹性旁承，解决现有旁承容易出现疲劳破坏，弹性元件龟裂、刚度变大和永久变形大幅增加导致使用寿命较短，维护成本高，且不利于环境保护，摩擦力矩不稳定，应力集中等问题。

技术方案：本发明所述的旁承，其包括旁承盒，所述旁承盒内装配有旁承封装框架和弹性支撑件，所述旁承封装框架包括底座、主体上板和主体侧耳，所述弹性支撑件装配在所述底座和主体上板之间，所述主体上板上设置有上磨耗板，所述上磨耗板两端设置有向下的延伸端，所述主体侧耳和所述上磨耗板延伸端之间设置有侧磨耗块，所述上磨耗板延伸端与所述侧磨耗块以弧形曲面贴合。

该设置有效避免了应力集中，具有稳定的摩擦阻力矩，有效抑制转向架与车体的摇头蛇行运动，使旁承不易产生永久性变形。

为了保证弹性件在使用过程中承载高，不易产生永久变形且寿命长，所述弹性支撑件包括两个多层S形金属板，所述金属板拐角处通过圆弧过渡，所述圆弧围成一个中空槽，所述中空槽内装配有高分子材料支辊，所述S形金属板中间开设有若干通孔。

为了提高强度和竖向承载力，所述弹性支撑件包括Ω形主体金属板，所述Ω形主体金属板两侧分别连接有Ω形延伸端，所述Ω形主体金属板与Ω形延伸端为一体成型结构。

为了所述弹性支撑件为截面为π形的π形的高分子材料板，所述π形的高分子材料板的上端与所述主体上板连接，所述π形的高分子材料板的两个延伸脚与底座连接。

为了使用方便，节约用料，所述弹性支撑件为蜂窝形结构，该蜂窝形结构采用高分子材料一体浇注成型。

为了简化加工过程，节省加工时间，避免应力集中、开裂，保证获得适宜刚度的同时又能承受较大载荷，所述弹性支撑件包括左右两个S形尼龙件，左右两个S形尼龙件镜面对称且上下两端连接在一起。

有益效果：本发明拆装简单方便，易于后期维护，旁承弹性组件承载能力强，刚度调节范围大，应力均匀，永久变形小，扩大了旁承的适用范围，提高了旁承的寿命和稳定性，有效减小了应力集中现象，提供了稳定的摩擦阻力距，提高了车辆运行安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是安装第一种弹性件的旁承结构示意图；

图3是安装第二种弹性件的旁承封装框架局部结构示意图；

图4是安装第三种弹性件的旁承封装框架局部结构示意图；

图5是安装第四种弹性件的旁承封装框架局部结构示意图；

图6是安装第五种弹性件的旁承封装框架局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，弹性旁承包括旁承盒1，旁承盒1内装配有旁承封装框架3和弹性支撑件，旁承封装框架包括底座7、主体上板6和主体侧耳9，弹性支撑件装配在底座7和主体上板6之间，主体上板上设置有上磨耗板4，上磨耗板4两端设置有向下的延伸端，延伸端界面为弧形面，主体侧耳9和上磨耗板4延伸端之间设置有侧磨耗块5，侧磨耗块5截面也为弧形面，上磨耗板4延伸端与侧磨耗块5以弧形曲面接触贴合，侧磨耗块5跟主体侧耳9就是采用螺钉方式连接在一起，而且当上磨耗板4与侧磨耗块5经过一段时间的磨损后，可以通过调节螺钉来调节上磨耗板4与侧磨耗块5之间的距离，侧磨耗块5和上磨耗板4的材质可以选用尼龙。

其中弹性支撑件优选五种结构，如图2所示，第一种弹性支撑件包括两个多层S形金属板8，多层S形金属板的数量可以根据实际需求设置多个，金属板拐角处设置有过渡圆弧，圆弧围成一个中空槽，在中空槽内以可拆卸方式装配有支辊2，S形金属板为亚稳态奥氏体不锈钢，可以选用301不锈钢。支棍为高强度高分子材料制成，可以选用超高分子量聚乙烯。多层S形金属板8上端跟主体上板6连接，下端跟底座7连接，多层S形金属板8上开设有若干通孔。如图3所示，第二种弹性支撑件包括Ω形主体金属板10，Ω形主体金属板两侧分别连接有Ω形延伸端11，Ω形主体金属板10与Ω形延伸端11为一体成型结构，金属板采用的是亚稳态奥氏体不锈钢。如图4所示，第三种弹性支撑件为π形截面的高分子材料板13，π形的高分子材料板的上端与所述主体上板连接，π形的高分子材料板两个延伸脚14与底座连接，采用的高分子材料为尼龙。如图5所示，第四种弹性支撑件为蜂窝形高分子材料板结构15，高分子材料为尼龙。如图6所示，第五种弹性支撑件为所述弹性支撑件包括左右两个S形尼龙件16，左右两个S形尼龙件16镜面对称且上下两端分别连接在一起，其中，在S形尼龙件的过渡圆弧应力大的地方增加厚度，在每层的中间应力小的部位减薄厚度，第三、四、五种弹性支撑件均为一体浇筑成型结构。

在安装时，先将弹性支撑件安装在底座和主体上板之间，其中安装第一种弹性支撑件时，先要先将高分子支辊填充进多层S形金属板的拐角圆弧处，再将整个弹性支撑件安装，然后将两个侧磨耗块连接到两侧主体侧耳内侧，接着给主体侧耳施加力使其向中间产生一定量的预位移，然后将旁承封装框架放置在旁承盒中，旁承底座位于旁承盒底上，最后将上磨耗板4固定于旁承封装框架上板上，上磨耗板与主体上板通过主体上板的凸起与上磨耗板的与之相匹配的通孔连接在一起，上磨耗板两侧延伸端放置于侧磨耗块与主体侧耳之间，与侧磨耗块和主体侧耳之间以弧形曲面贴合紧密连接。

在使用第一种弹性支撑件时，车体落车时，旁承封装框架可产生较大预压缩量，由此产生垂直旁承封装框架上表面的支撑力。当车辆通过直道或较小侧滚振动时，因多层S形金属板在弹性范围内，永久性变形极小，能够提供稳定的旁承支撑力抑制车厢侧滚，提高了车辆运行的临界速度和平稳性。使用第二种弹性支撑件，如果在弹性支撑件的强度范围内有少量过载，亚稳态奥氏体不锈钢金属板结构会进行自强化，强度得到了提高，且Ω形延伸端分担了一部分的垂向承载力，并且提高了纵向承载力，有较好的纵向承载能力，使旁承的结构更轻盈且使用寿命长。使用第三种弹性支撑件时，π形弹性支撑件结构简单，易于生产开模，且弹性支撑件壁较厚，有利于浇注成型时的形状及尺寸精度控制。使用第四种弹性支撑件时，蜂窝形弹性支撑件结构刚度较大，用料较省，可以通过改变尼龙材料的配方来调节旁承的刚度，适应性广。使用第五种弹性支撑件时，尼龙一体浇注成型，避免了金属—橡胶硫化工艺，简化加工过程，节省加工时间，避免了应力集中、开裂的问题，并且浇注截面可以为变截面，在S形过渡圆弧应力大的地方增加厚度，在每层的中间应力小的部位减薄厚度，均匀应力，保证提供位移的同时又能承受较大载荷；尼龙件质轻，减小了火车的载重量，降低了能耗，减小了运营成本，S形尼龙件可以满足强度需求和成本要求。其中，第三、四、五中弹性支撑件都可选用的尼龙材质，而尼龙材质耐腐蚀、耐磨、抗老化、耐疲劳性能好，环境适应性优于橡胶，提高了旁承的使用寿命。使用安装以上五种弹性支撑件的旁承，当车辆通过曲线线路时，由于主体上板、上磨耗板与侧磨耗块接触面均为弧形曲面，扩大了接触面积，减小了应力集中现象，提供了稳定的摩擦阻力距，所以主体弹性旁承能够提供稳定的支撑力和摩擦阻力矩，抑制转向架蛇形和提高转向架曲线通过能力。

Claims (2)

1.一种常接触弹性旁承，其特征在于，其包括旁承盒（1），所述旁承盒（1）内装配有旁承封装框架（3）和弹性支撑件，所述旁承封装框架（3）包括底座（7）、主体上板（6）和主体侧耳（9），所述弹性支撑件装配在所述底座（7）和主体上板（6）之间，所述主体上板（6）上设置有上磨耗板（4），所述上磨耗板（4）两端设置有向下的延伸端，延伸端截面为弧形面，所述主体侧耳（9）和所述上磨耗板（4）延伸端之间设置有侧磨耗块（5），侧磨耗块（5）截面也为弧形面，所述上磨耗板（4）延伸端与所述侧磨耗块（5）以弧形曲面贴合；

所述弹性支撑件包括两个多层S形金属板（8），所述S形金属板拐角处通过圆弧过渡，所述圆弧围成一个中空槽，所述中空槽内装配有高分子材料支辊（2），所述S形金属板（8）为亚稳态奥氏体不锈钢制成的金属板，每层S形金属板（8）的应力较小区域中间开设有若干通孔；两个S形金属板（8）的材质和层数均相同，且两个S形金属板（8）反对称布置；

侧磨耗块（5）跟主体侧耳（9）就是采用螺钉方式连接在一起，而且当上磨耗板（4）与侧磨耗块（5）经过一段时间的磨损后，能够通过调节螺钉来调节上磨耗板（4）与侧磨耗块（5）之间的距离，侧磨耗块（5）和上磨耗板（4）的材质为尼龙。

2.一种常接触弹性旁承，其特征在于，其包括旁承盒（1），所述旁承盒（1）内装配有旁承封装框架（3）和弹性支撑件，所述旁承封装框架（3）包括底座（7）、主体上板（6）和主体侧耳（9），所述弹性支撑件装配在所述底座（7）和主体上板（6）之间，所述主体上板（6）上设置有上磨耗板（4），所述上磨耗板（4）两端设置有向下的延伸端，延伸端截面为弧形面，所述主体侧耳（9）和所述上磨耗板（4）延伸端之间设置有侧磨耗块（5），侧磨耗块（5）截面也为弧形面，所述上磨耗板（4）延伸端与所述侧磨耗块（5）以弧形曲面贴合；

所述弹性支撑件包括Ω形主体金属板（10），所述Ω形主体金属板两侧分别连接有Ω形延伸端（11），所述Ω形主体金属板（10）与Ω形延伸端（11）为一体成型结构，所述金属板采用的是亚稳态奥氏体不锈钢；

侧磨耗块（5）跟主体侧耳（9）就是采用螺钉方式连接在一起，而且当上磨耗板（4）与侧磨耗块（5）经过一段时间的磨损后，能够通过调节螺钉来调节上磨耗板（4）与侧磨耗块（5）之间的距离，侧磨耗块（5）和上磨耗板（4）的材质为尼龙。