CN107757652A - 准‑宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置 - Google Patents

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Abstract

一种准‑宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在于:在非动力车轴上安装一滑移机构,非动力车轮与轴箱组成分别套装固定在滑移机构上,滑移机构用于变轨时带动非动力车轮在非动力车轴上滑移,运行时与非动力车轴配合传递扭矩,带动非动力车轮旋转,滑移机构和轴箱组成之间设一锁紧机构,用于变轨距前后对滑移机构锁紧固定,轴箱组成底部安装一承载座,用于滑移机构滑动时对承载车辆,在非动力车轴两端设有轴向定位机构,用于实现车轴的轴向定位。本结构实现轮对内侧距固定在适应新轨距数值,从而解决了现有技术轮对内侧距固定,无法适应轨距变化,需要更换转向架的问题。

Description

准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置
技术领域
[0001] 本发明涉及高速动车组非动力轮对轴箱装置,尤其是涉及一种能够实现准-宽轨 距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置。
背景技术
[0002] 由于世界各国采用不同的铁路轨距制式(例如中国的铁路为标准轨,轨距为 1435mm,俄罗斯和大多数东欧、中亚地区国家的铁路为宽轨,轨距为1520mm。在进行跨国联 运过程中,国内的客运、货运铁道车辆由标准轨线路运行至宽轨线路时,无法直接通过,需 停车更换适应不同轨距要求的转向架。
[0003] 传统的转向架非动力轮对轴箱装置,非动力车轮通过过盈配合安装于车轴上,两 者之间相对固定,因此轮对内侧距保持不变,仅能满足一种轨距的运行要求。在通过不同轨 距线路时,需要停车回库更换适应新轨距的转向架后才能继续运营,存在人力、物力成本增 力口,耗时长,运营效率低等诸多问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种变轨距非动力轮对轴箱装置,使非动力车轮在轨距变化 时能在车轴上横向滑移,实现在不停车更换转向架的情况下适应轨距变化的需求,降低跨 国联运时更换转向架造成的人力、物力成本,提高运营效率。
[0005] 为实现上述发明目的,本发明提供一种准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对 轴箱装置,包括非动力车轴、非动力车轮、轴装制动盘、轴箱组成,其特征在于:在非动力车 轴上安装一滑移机构,非动力车轮与轴箱组成分别套装固定在滑移机构上,滑移机构用于 变轨时带动非动力车轮在非动力车轴上滑移,运行时与非动力车轴配合传递扭矩,带动非 动力车轮旋转,滑移机构和轴箱组成之间设一锁紧机构,用于变轨距前后对滑移机构锁紧 固定,轴箱组成底部安装一承载座,用于滑移机构滑动时对承载车辆,在非动力车轴两端设 有轴向定位机构,用于实现车轴的轴向定位。
[0006] 所述的滑移机构包括轴箱体、轴箱轴承、轴箱后盖、滑移衬套、轴承、锁紧螺母,轴 箱体连接轴箱后盖,轴箱轴承过盈配合连接滑移衬套,锁紧螺母安装在滑移衬套上,滑移衬 套内孔安装轴承。
[0007] 所述的轴承为滑动轴承。
[0008] 所述的非动力车轴端部圆柱表面加工有外花键,滑移衬套内部圆柱表面加工有内 花键,非动力车轴转动时,非动力车轴和滑移衬套通过花键啮合传递扭矩,使非动力车轴与 滑移衬套、非动力车轮实现同步旋转。
[0009] 所述的轴箱体为多边形截面,侧面开有锁紧键槽。
[0010] 所述的轴箱组成由上部的轴箱转臂梁和下部的转臂箍两部分连接而成,轴箱转臂 梁和转臂箍具有与轴箱体相对应的多边形截面和锁紧键槽。
[0011] 所述的锁紧机构包括锁紧杆、工作臂、节点、驱动臂、连杆、弹簧、下挡块和上挡块, 工作臂和驱动臂通过连杆连接,工作臂一端通过节点与转臂箍连接,工作臂另一端与锁紧 杆固连,弹簧通过上挡块以及下挡块安装在锁紧杆上,锁紧杆上端插入轴箱体及轴箱转臂 梁及转臂箍的锁紧键槽内实现锁紧。
[0012]所述的轴向定位机构包括前盖、外压盖、定位件、轴端压板,前盖安装在轴箱组成 上,外压盖安装在前盖上,轴端压板安装在非动力车轴上,定位件过盈配合安装在非动力车 轴上。
[0013]所述的定位件为推力轴承、四点球轴承、弹性节点或橡胶弹簧。
[00M]本发明的积极效果是:本发明在非动力车轴上安装一滑移机构,非动力车轮与轴 箱组成分别套装固定在滑移机构上,滑移机构和轴箱组成之间设一锁紧机构,在轨距变化 时,锁紧机构解锁,滑移机构在非动力车轴上滑动,使轮对内侧距可变,轨距变化完成再次 固定时,锁紧机构通过固定轴箱组成与滑移机构中轴箱体的方式实现锁紧滑移衬套,限制 其轴向滑动能力,同时,非动力车轴和滑移衬套通过花键啮合传递扭矩,使非动力车轴与非 动力车轮实现同步旋转正常运行,实现轮对内侧距固定在适应新轨距数值,从而解决了现 有技术轮对内侧距固定,无法适应轨距变化,需要更换转向架的问题。
附图说明
[0015]图1是本发明的结构示意图; 图2是本发明的结构分解图; 图3是本发明滑移机构的结构示意图; 图4是本发明滑移机构轴箱体的结构示意图; 图5是滑移机构中滑移衬套与非动力车轴传递扭矩部位的局部剖视图; 图6是本发明轴箱组成结构示意图; 图7是本发明锁紧机构的结构示意图; 图8是锁紧机构的原理图; 图9是本发明轴向定位机构的结构示意图; 图10是本发明承载座结构示意图; 图11是本发明变轨距原理图。
具体实施方式
[0016]参照图1、图2,本发明具体实施方式包括非动力车轴1、车轮2、轴装制动盘3、承载 座4、滑移机构5、轴箱组成6、锁紧机构7、轮装制动盘8、轴向定位机构9,轮装制动盘8通过紧 固件连接车轮2,滑移机构5安装在非动力车轴1上,通过锁紧机构7进行轴向固定。非动力车 轮2与轴箱组成6分别套装固定在滑移机构5上,滑移机构5用于变轨时带动非动力车轮2在 非动力车轴1上滑移,运行时与非动力车轴配合传递扭矩,带动非动力车轮旋转,锁紧机构7 设在滑移机构5和轴箱组成6之间,即将变轨距时,锁紧机构7对滑移机构解锁,滑移机构脱 离锁紧机构的限制,滑移到宽轨距,滑移过来之后,锁紧机构7又将滑移机构5与轴箱组成6 固定,承载座4安装在轴箱组成底部,当车辆通过地面变轨装置时,承载座与地面变轨装置 接触,车辆载荷通过轴箱组成-承载座-地面变轨装置的传递顺序,传递至地面,滑动界面的 正压力仅为非动力车轮和滑移机构的自重,从而减小了滑动摩擦力,使变轨过程顺利实现。 由于滑移机构5与非动力车轴1、轴箱组成6之间均为间隙配合,可以相对滑动,非动力车轴 失去轴向定位,因此,在非动力车轴1两端安装轴向定位装置9,连接非动力车轴1和轴箱组 成6实现非动力车轴的轴向定位。 &
[0017] 参照图3,滑移机构与非动力车轴之间需要相对滑动,但由于正压力较大,金属件 间的摩擦系数亦较大,造成摩擦力极大,滑移困难,因此,本发明开发了一种通过滑动轴承 传递滑动摩擦力的方式,实现滑移机构与非动力车轴之间的低摩擦滑动,从而减小滑动界 面的摩擦力,同时降低滑移过程中的磨耗损伤以及微动磨损,提高使用寿命,降低维护难度 及维护成本。
[0018] 所述的滑移机构包括轴箱体501、轴箱轴承502、防尘挡圈503、轴箱后盖504、滑移 衬套505、滑动轴承506、锁紧螺母507,轴箱体501通过紧固件连接轴箱后盖504,非动力车轮 2、防尘挡圈503及轴箱轴承502通过过盈配合连接滑移衬套5〇5,锁紧螺母507通过螺纹连接 安装在滑移衬套上,滑移衬套内孔安装滑动轴承5〇6。轴箱体5〇 1、防尘挡圈503、轴箱后盖 504以及锁紧螺母507共同压紧轴箱轴承5〇2。
[0019] 在轨距变化时,锁紧机构解锁,滑移衬套可以在非动力车轴上滑动,由于非动力车 轮、防尘挡圈及轴箱轴承通过过盈配合连接滑移衬套,所以,非动力车轮在非动力车轴上滑 移,由标准轨滑向宽轨,轨距变化完成时,锁紧机构再次锁紧滑移衬套,限制其轴向滑动能 力,实现轮对内侧距固定在适应新轨距数值运行。
[0020] 参照图4,一般的轴箱体都为圆柱体,在车轴转动的惯性作用下,由于轴箱体未被 固定,轴箱体可能发生周向转动。为防止轴箱体的周向转动,本发明设计轴箱体为八边形截 面,实现了轴箱体在轴箱组成内腔沿轴向滑动,同时通过多边形截面结构的平面配合,实现 周向定位。轴箱体侧面开有三个锁紧键槽508,与轴箱组成上开有的锁紧键槽配合,实现对 滑移前后的锁紧。
[0021] 参照图5,本发明的滑移机构与非动力车轴1为间隙配合,可以相对滑动,失去了传 递扭矩的作用。因此,通过在非动力车轴1端部圆柱表面加工外花键,滑移衬套505内部圆柱 表面加工内花键,非动力车轴转动时,通过花键啮合传递扭矩,使非动力车轴与滑移衬套、 非动力车轮实现同步旋转,且花键在变轨过程中,可以相对滑动。 t〇〇22] 参照图6,所述的轴箱组成由上部的轴箱转臂梁601和下部的转臂箍602两部分连 接而成,轴箱转臂梁和转臂箍具有与轴箱体相对应的多边形截面和锁紧键槽603。轴箱转臂 梁与转臂箍通过紧固件连接,安装在滑移机构的轴箱体外部。 t〇〇23] 参照图7,所述的锁紧机构包括锁紧杆701、工作臂7〇2、节点703、驱动臂704、连杆 7〇5、弹簧7〇6、下挡块7〇7和上挡块7〇8,工作臂7〇2和驱动臂704通过连杆705连接,工作臂 702—端通过节点703与转臂箍连接,工作臂702另一端与锁紧杆701固连,弹簧706通过上挡 块7〇7以及下挡块7〇8安装在锁紧杆701上,锁紧杆7〇1上端圆柱键插入轴箱体及轴箱转臂梁 及转臂箍的锁紧键槽内实现锁紧。
[0024]参照图8,整个锁紧机构是一套连杆机构,与轴箱端配合的为锁紧杆701,锁紧杆上 圆柱键同时置于轴箱转臂梁、轴箱体、转臂箍上的锁紧键槽内,实现锁定,当车辆通过地面 变轨装置时,连杆机构驱动臂704的另一端709插入地面变轨装置中的导向槽中,并被逐步 压低,通过连杆变位原理,锁紧杆7〇 1被抬高,锁紧杆上圆柱键脱离轴箱体,轴箱体与轴箱转 臂梁解锁,整体滑移机构带动非动力车轮向宽轨滑动。滑动到位后,地面变轨装置控制连杆 机构,使锁紧杆上圆柱键再次落入轴箱转臂梁以及轴箱体上的锁紧键槽内,滑动再次锁定, 轮对继续在宽轨上运行。
[0025]参照图9,所述的轴向定位机构包括前盖901、外压盖902、定位件903、轴端压板 904,前盖9〇1通过紧固件安装在轴箱转臂梁和转臂箍上,外压盖9〇2通过紧固件安装在前盖 901上,轴端压板9〇4通过紧固件安装在非动力车轴上,定位件9〇3过盈配合也安装在非动力 车轴上。定位件选择推力轴承、四点球轴承、弹性节点或橡胶弹簧均可,前盖、外压盖、轴端 压板以及非动力车轴共同压紧定位件903。定位件一端连接车轴,另一端通过前盖连接轴箱 转臂梁,从而将车轴与轴箱转臂梁通过定位件直接连接起来,实现车轴轴向定位。
[0026]参照图10,承载座上面通过紧固件与转臂箍底部卡槽连接,当车辆通过地面变轨 装置时,滑移机构滑动,承载座与地面变轨装置接触,承载着车辆载荷,滑动界面的正压力 仅为非动力车轮和滑移机构的自重,从而减小了滑动摩擦力,使变轨过程顺利实现。
[0027] 参照图11,左边为标准轨上运行的非动力轮对轴箱装置结构状态,当轨距变化时, 地面变轨装置控制锁紧杆701向上运动,锁紧杆7〇1上圆柱键解锁,脱离轴箱转臂梁601上的 锁紧键槽,整个滑移机构5在地面变轨装置作用下在非动力车轴上滑动,当滑移机构滑动到 宽轨时,地面变轨装置控制锁紧杆701向下运动,锁紧杆7〇1上圆柱键再次落入轴箱转臂梁 以及轴箱体上的锁紧键槽内,锁紧滑移机构,限制其轴向滑动能力,实现轮对内侧距固定在 新的宽轨距数值,顺利实现变轨运行。

Claims (9)

1. 一种准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,包括非动力车轴、非动力车 轮、轴装制动盘、轴箱组成,其特征在于:在非动力车轴上安装一滑移机构,非动力车轮与轴 箱组成分别套装固定在滑移机构上,滑移机构用于变轨时带动非动力车轮在非动力车轴上 滑移,运行时与非动力车轴配合传递扭矩,带动非动力车轮旋转,滑移机构和轴箱组成之间 设一锁紧机构,用于变轨距前后对滑移机构锁紧固定,轴箱组成底部安装一承载座,用于滑 移机构滑动时对承载车辆,在非动力车轴两端设有轴向定位机构,用于实现车轴的轴向定 位。
2. 根据权利要求1所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的滑移机构包括轴箱体、轴箱轴承、轴箱后盖、滑移衬套、轴承、锁紧螺母,轴箱体连 接轴箱后盖,轴箱轴承过盈配合连接滑移衬套,锁紧螺母安装在滑移衬套上,滑移衬套内孔 安装轴承。
3. 根据权利要求2所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的轴承为滑动轴承。
4. 根据权利要求1所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的动力车轴端部圆柱表面加工有外花键,滑移衬套内部圆柱表面加工有内花键,动 力车轴转动时,动力车轴和滑移衬套通过花键啮合传递扭矩,使动力车轴与滑移衬套、车轮 实现同步旋转。
5. 根据权利要求2所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的轴箱体为多边形截面,侧面开有锁紧键槽。
6. 根据权利要求1所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的轴箱组成由上部的轴箱转臂梁和下部的转臂箍两部分连接而成,轴箱转臂梁和 转臂箍具有与轴箱体相对应的多边形截面和锁紧键槽。
7. 根据权利要求1所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的锁紧机构包括锁紧杆、工作臂、节点、驱动臂、连杆、弹簧、下挡块和上挡块,工作 臂和驱动臂通过连杆连接,工作臂一端通过节点与转臂箍连接,工作臂另一端与锁紧杆固 连,弹簧通过上挡块以及下挡块安装在锁紧杆上,锁紧杆上端插入轴箱体及轴箱转臂梁及 转臂箍的锁紧键槽内实现锁紧。
8. 根据权利要求1所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的轴向定位机构包括前盖、外压盖、定位件、轴端压板,前盖安装在轴箱组成上,夕卜 压盖安装在前盖上,轴端压板安装在动力车轴上,定位件一端连接车轴,另一端通过前盖连 接轴箱转臂梁。
9.根据权利要求8所述的准-宽轨距转换的高速动车组非动力轮对轴箱装置,其特征在 于:所述的定位件为推力轴承、四点球轴承、弹性节点或橡胶弹簧。
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