CN107901940A - 轨道车辆防倾覆装置及轨道车辆转向架 - Google Patents

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Abstract

一种轨道车辆防倾覆装置，包括气缸以及一装设于所述轨道车辆的转向架底部的安装座，所述气缸的一端连接所述安装座，所述气缸的另一端连接有一由气缸驱动、并可随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩的电磁铁；所述随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩是指：所述轨道车辆正常行驶时，所述电磁铁位于铁轨的上方且保持一距离D；所述轨道车辆即将发生倾覆时，所述气缸驱动所述电磁铁吸附在铁轨上以限制轨道车辆的垂向自由度。本发明还相应提供一种防倾覆的轨道车辆转向架。本发明中装置的结构简单、成本较低、工作可靠、维护简单，可显著提高行车安全性和运行效率。

Description

轨道车辆防倾覆装置及轨道车辆转向架
技术领域
本发明属于轨道交通装备技术领域，尤其涉及一种可防止轨道车辆在运行过程中发生倾覆事故的机械装置及转向架。
背景技术
随着轨道车辆技术的快速发展，列车的运行速度不断提高，大大缩短了旅途时间。但在高速情况下列车发生倾覆的可能性却来越高，对轨道车辆运行过程中的安全要求提出了新的挑战。
公开号为CN203496920U的实用新型专利公开了一种带锁闭机构的二轴转向架，该专利通过锁紧机车车体与转向架来防止机车在特种作业时发生倾覆，但其不能够限制转向架与轨道在垂向上的分离。公开号为CN104527710A的发明专利公开了一种磁轨制动装置，该装置通过与钢轨之间接触而产生摩擦力，从而进行制动。该装置为通过接触产生摩擦力，限制车辆沿纵向方向即铁轨方向移动，但其与转向架之间的连接的悬挂件为弹性件，不能限制车辆沿垂向的自由度，不能起到防倾覆作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能限制转向架与轨道在垂向上的分离的轨道车辆防倾覆装置，并相应提供利用上述装置的转向架。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种轨道车辆防倾覆装置，包括气缸以及一装设于所述轨道车辆的转向架底部的安装座，所述气缸的一端连接所述安装座，所述气缸的另一端连接有一由气缸驱动、并可随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩的电磁铁；
所述随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩是指：所述轨道车辆正常行驶时，所述电磁铁位于铁轨的上方且保持一距离D；所述轨道车辆即将发生倾覆时，所述气缸驱动所述电磁铁吸附在铁轨上以限制轨道车辆的垂向自由度(此时铁轨、电磁铁、气缸、安装座及转向架构架之间形成刚性连接)。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述轨道车辆防倾覆装置还包括用于测量转向架一系弹簧变化量的变形传感器及与所述变形传感器相连、用于依据所述变形传感器采集的数据控制所述电磁铁自动通断电与控制所述气缸驱动所述电磁铁伸长或回缩的控制器。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述轨道车辆防倾覆装置还包括一固定在所述安装座上且能基于弹性力驱动所述电磁铁回缩到铁轨上方的弹性回缩机构。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述弹性回缩机构包括有一导轨系统，所述电磁铁通过导轨系统与弹性回缩机构相连接。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述导轨系统包括导向板与导向轨，所述导向轨与安装座固接，且导向轨与安装座之间形成有一供所述导向板上下移动的垂直方向的移动槽，所述导向板装设于所述移动槽内，所述导向板的底部与所述电磁铁固接。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述弹性回缩机构还包括弹簧及弹簧导向杆，所述弹簧套设在弹簧导向杆上，所述弹簧导向杆装设在导向轨上，所述导向板的上端设有穿过导向轨并套装在弹簧导向杆上方的上部连接板。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述弹簧与上部连接板之间设有弹簧垫板。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述导向板上设有止挡柱，所述安装座上设有与所述止挡柱相配合、用于约束所述导向板上下移动行程的止挡槽。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述气缸为双向气缸，所述双向气缸内的压缩空气的压力在特定值(此值受车辆类型、自重、乘员重量等的多重因素的影响，可根据实际情况做出相应的改变)以上，以使得电磁铁能在特定时间内吸附到铁轨上。优选的，所述轨道车辆发生倾覆时，所述电磁铁与铁轨间的吸引力在特定值(此值受车辆类型、自重、乘员重量等的多重因素的影响，可根据实际情况做出相应的改变)以上，以有效阻止转向架的垂向运动。
上述轨道车辆防倾覆装置中，优选的，所述安装座为包括水平板与竖向板的L形结构，所述水平板与竖向板之间固设有加筋板，所述导向板与电磁铁之间也固设有加筋板。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种防倾覆的轨道车辆转向架，包括转向架及上述轨道车辆防倾覆装置，所述转向架的两侧各安装一套所述的防倾覆装置，所述防倾覆装置的上部安装于所述转向架的底部，所述防倾覆装置的下部悬空在所述转向架对应的前后两个轮对之间。
本发明中装置的工作原理如下，当轨道车辆正常行驶时，电磁铁及导向板由弹簧及气缸共同支撑悬挂，使电磁铁位于铁轨的上方。当轨道车辆即将发生倾覆时，变形传感器传递信号到控制器，触发气缸推动电磁铁吸附在铁轨上以限制轨道车辆的垂向自由度，能够有效的防止车辆倾覆，可以提升车辆行驶的安全性。倾覆结束时，在控制器的作用下，电磁铁及导向板在弹簧及气缸共同作用下回复到初始位置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明提供了一种安装在转向架底部的防倾覆装置，当轨道车辆即将发生倾覆时，电磁铁在气缸的驱动下会吸附在铁轨上以限制轨道车辆的垂向自由度，可快速有效的防止车辆倾覆，可以提升车辆行驶的安全性。
2、本发明中装置的结构简单、成本较低、工作可靠、维护简单，可显著提高行车安全性和运行效率。
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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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附图。
图1为本实施例装置的结构示意图(图中未视出控制器与变形传感器)。
图2为本实施例装置的主视图(图中未视出控制器与变形传感器)。
图3为本实施例装置的右后视图(图中未视出控制器与变形传感器)。
图4为图3中A的局部放大图。
图5为本实施例装置的左前视图(图中未视出水平板、气缸、控制器与变形传感器)。
图6为本实施例装置的拆解示意图(图中未视出控制器与变形传感器)。
图7为列车正常行驶时本实施例装置与铁轨位置的正视图。
图8为列车正常行驶时本实施例装置与铁轨位置的侧视图。
图9为列车发生倾覆时本实施例装置与铁轨位置的正视图。
图10为列车发生倾覆时本实施例装置与铁轨位置的侧视图。
图11为本实施例防倾覆装置与转向架安装示意图。
图例说明：
1、安装座；2、气缸；3、电磁铁；4、转向架；5、铁轨；101、水平板；102、竖向板；6、导向板；7、导向轨；9、弹簧；10、弹簧导向杆；11、上部连接板；12、弹簧垫板；13、止挡槽；14、加筋板；15、控制器；16、变形传感器；25、止挡柱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例：
如图1-6所示，本实施例的轨道车辆防倾覆装置，包括装设于轨道车辆的转向架4底部的安装座1、气缸2、电磁铁3、控制器15、变形传感器16、导轨系统及弹性回缩机构。安装座1为包括水平板101与竖向板102的L形结构，水平板101装设于轨道车辆的转向架4底部，气缸2的一端连接安装座1，气缸2的另一端通过螺纹连接有一由气缸2驱动、并可随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩的电磁铁3。导轨系统包括导向板6与导向轨7，导向轨7与安装座1的竖向板102固接，且导向轨7与竖向板102之间形成有一供导向板6上下移动的垂直方向的移动槽，导向板6装设于移动槽内，导向板6的底部与电磁铁3固接。弹性回缩机构包括弹簧9及弹簧导向杆10，弹簧9套设在弹簧导向杆10上，弹簧导向杆10装设在导向轨7上，并通过导向轨7与安装座1相连，导向板6的上端设有穿过导向轨7并套装在弹簧导向杆10上方的上部连接板11。
本实施例中随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩是指：轨道车辆正常行驶时，电磁铁3位于铁轨5的上方且保持一距离D(此时电磁铁3未通电)；轨道车辆即将发生倾覆时，气缸2驱动电磁铁3吸附在铁轨5上以限制轨道车辆的垂向自由度(此时电磁铁3通电)。
本实施例中，变形传感器16用于测量转向架4一系弹簧变化量，控制器15会依据变形传感器16采集的一系弹簧变化量的数据控制电磁铁3自动通断电与控制气缸2驱动电磁铁3伸长或回缩。当车辆有倾覆的可能性时，变形传感器16会监测到一系弹簧变化量的异常信号，并传递到控制器15，控制器15再控制气缸2驱动电磁铁3(同时通电产生吸力)吸附到铁轨5上以限制轨道车辆的垂向自由度，上述变形传感器16与控制器15可实现本实施例中的轨道车辆防倾覆装置的自动运行，无需人工操作，装置反应更加灵敏，操作精度更高。
如图7-10所示，本实施例中装置的工作原理如下，当轨道车辆正常行驶时，电磁铁3及导向板6由弹簧9及气缸2共同支撑悬挂，使电磁铁3位于铁轨5的上方。当轨道车辆即将发生倾覆时，变形传感器16传递信号到控制器15，触发气缸2推动电磁铁3吸附在铁轨5上以限制轨道车辆的垂向自由度，能够有效的防止车辆倾覆，可以提升车辆行驶的安全性。倾覆结束时，在控制器15的作用下，电磁铁3及导向板6在弹簧9及气缸2共同作用下回复到初始位置。
本实施例中，导轨系统的存在，本实施例中装置只有垂向上上下移动，气缸2带动电磁铁3只能在铁轨5上伸长或回缩。弹性回缩机构作为对气缸2的补充，可与气缸2协同作用，无论是在车辆正常行驶需要悬挂电磁铁3时，还是在车辆倾覆结束需要将电磁铁3回缩到初始位置时，弹性回缩机构均可与气缸2共同作用，可大大减轻气缸2的工件负荷，延长气缸2的使用寿命。
本实施例中，弹簧9与上部连接板11之间设有弹簧垫板12。由于上部连接板11与弹簧9之间连接的部分尺寸较小、较薄，弹簧垫板12的作用在于承受弹簧9施加的力。
本实施例中，电磁铁3距离铁轨5的距离D值的大小可根据实际情况如车辆类型、自重、乘员重量等不同而做出相应改变，以保证本实施例中装置的可靠性。
如图4所示，本实施例中，导向板6上设有止挡柱25，安装座1上设有与止挡柱25相配合、用于约束导向板6上下移动行程的止挡槽13。止挡槽13可以限制导向板6上的止挡柱25上下移动的距离，从而限制导向板6上下移动行程，可防止弹簧9被过度压缩或拉伸。
本实施例中，气缸2为双向气缸，双向气缸内的压缩空气的压力在特定值以上，以使得电磁铁3能在特定时间内吸附到铁轨5上。气缸2内的压力在特定的压力值可以快速推动电磁铁3使其吸附到铁轨5上，可快速给列车一个垂直方向的作用力，防止转向架4脱离列车。上述两个特定值可根据实际情况如车辆类型、自重、乘员重量等不同而做出相应改变，以保证本实施例中装置的可靠性。
本实施例中，水平板101与竖向板102之间固设有加筋板14，导向板6与电磁铁3之间也固设有加筋板14。加筋板14可以增加各部件之间的稳定性，也可加强整个装置的稳定性。
本实施例中，安装座1与转向架4之间、导向轨7与竖向板102之间、气缸2的上端与安装座1之间、气缸2的下端与电磁铁3之间均通过螺栓或其他可拆卸部件实现可拆卸连接。当本实施例中的装置的某一部件损坏时，可拆卸连接可以实现只需更换损坏部件而不用更换全部装置的效果，可以大大减小后期维护费用，另外，也可缩短后期维护时间。
如图11所示，本实施例还提供一种防倾覆的轨道车辆转向架，包括转向架4及上述轨道车辆防倾覆装置，转向架4的两侧各安装一套防倾覆装置，防倾覆装置的上部安装于转向架4的底部，防倾覆装置的下部悬空在转向架4对应的前后两个轮对之间。
本实施例中装置的结构简单、成本较低、工作可靠、维护简单，可显著提高行车安全性和运行效率。
本实施例中装置的安装顺序如下：
1、首先将导向板6与电磁铁3连接，再将弹簧9、弹簧导向杆10及弹簧垫板12固定在导轨系统上，再通过螺栓把导向轨7固定在安装座1上形成移动槽，最后将导向板6装入移动槽，这样，带有电磁铁3的导向板6就只能沿着导向轨7上下移动；
2、将安装座1通过螺栓固定在转向架4的底部，气缸2的一端与转向架4及安装座1通过螺栓固定，另一端旋入电磁铁3中心部位的螺纹孔中，实现整个装置与转向架4的连接；
3、将变形传感器16与转向架4的一系弹簧连接，并将控制器15与变形传感器16、气缸2连接。

Claims (10)

1.一种轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，包括气缸(2)及一装设于所述轨道车辆的转向架(4)底部的安装座(1)，所述气缸(2)的一端连接所述安装座(1)，所述气缸(2)的另一端连接有一由气缸(2)驱动、并可随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩的电磁铁(3)；
所述随轨道车辆行驶状态变化而进行伸长或回缩是指：所述轨道车辆正常行驶时，所述电磁铁(3)位于铁轨(5)的上方且保持一距离D；所述轨道车辆即将发生倾覆时，且所述气缸(2)驱动所述电磁铁(3)吸附在铁轨(5)上以限制轨道车辆的垂向自由度。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述轨道车辆防倾覆装置还包括用于测量转向架(4)一系弹簧变化量的变形传感器(16)及与所述变形传感器(16)相连、用于依据所述变形传感器(16)采集的数据控制所述电磁铁(3)自动通断电与控制所述气缸(2)驱动所述电磁铁(3)伸长或回缩的控制器(15)。
3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述轨道车辆防倾覆装置还包括一固定在所述安装座(1)上且能基于弹性力驱动所述电磁铁(3)回缩到铁轨(5)上方的弹性回缩机构。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述弹性回缩机构包括有一导轨系统，所述电磁铁(3)通过导轨系统与弹性回缩机构相连接。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述导轨系统包括导向板(6)与导向轨(7)，所述导向轨(7)与安装座(1)固接，且导向轨(7)与安装座(1)之间形成有一供所述导向板(6)上下移动的垂直方向的移动槽，所述导向板(6)装设于所述移动槽内，所述导向板(6)的底部与所述电磁铁(3)固接。
6.根据权利要求5所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述弹性回缩机构还包括弹簧(9)及弹簧导向杆(10)，所述弹簧(9)套设在弹簧导向杆(10)上，所述弹簧导向杆(10)装设在导向轨(7)上，所述导向板(6)的上端设有穿过导向轨(7)并套装在弹簧导向杆(10)上方的上部连接板(11)。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述弹簧(9)与上部连接板(11)之间设有弹簧垫板(12)。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述导向板(6)上设有止挡柱(25)，所述安装座(1)上设有与所述止挡柱(25)相配合、用于约束所述导向板(6)上下移动行程的止挡槽(13)。
9.根据权利要求5-7中任一项所述的轨道车辆防倾覆装置，其特征在于，所述安装座(1)为包括水平板(101)与竖向板(102)的L形结构，所述水平板(101)与竖向板(102)之间固设有加筋板(14)，所述导向板(6)与电磁铁(3)之间也固设有加筋板(14)。
10.一种防倾覆的轨道车辆转向架，其特征在于，包括转向架(4)及权利要求1-9中任一项所述的轨道车辆防倾覆装置，所述转向架(4)的两侧各安装一套所述的防倾覆装置，所述防倾覆装置的上部安装于所述转向架(4)的底部，所述防倾覆装置的下部悬空在所述转向架(4)对应的前后两个轮对之间。
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