CN108312892A - 一种抗测滚扭杆装置 - Google Patents

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徐冬
王文新
史玉玲
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Abstract

本发明涉及一种抗测滚扭杆装置，属于轨道车辆设备技术领域。本发明通过在支撑座中的橡胶衬垫中添加金属衬底，保持了橡胶材料的形状，抵抗了一部分扭杆轴上由弯矩产生的纵向变形，使其结构应变分布得更均匀；本发明支撑球铰起径向弹性支撑作用，其扭转刚度控制在扭杆轴刚度5%以内，支撑座采用铸造成型，并进行了掏空减重和加强筋增加强度设计；本发明关节采用大曲率球面的结构设计，降低了偏转和扭转刚度，提高了产品适应偏转和扭转的能力，且采用两层的结构设计，在保证径向刚度不变的情况下，可以增加橡胶层的总厚度，降低橡胶的各向应变，极大地提高了结构的耐久性能，同时多层结构也进一步降低了偏转和扭转刚度。

Description

一种抗测滚扭杆装置
技术领域
本发明涉及一种抗测滚扭杆装置，属于轨道车辆设备技术领域。
背景技术
现有中低速磁浮列车(速度等级在120km/h左右)是依靠电磁吸引力作用使其与轨道无接触支撑，并通过直线电机牵引实现列车运行。
中低速磁浮列车悬浮是通过布置在走行机构两侧的悬浮模块实现，同时该模块上布置有牵引装置以推动列车前行，左右模块的横向连接通过抗侧滚梁实现。现有抗侧滚梁为板梁组成的平行四边形结构，两组板梁的连接为柔性结构件。该方案虽然可以很好的实现左右悬浮模块的横向解耦，但在垂向上仍有较大的耦合作用，且板梁间采用的柔性连接件使得列车静停或悬浮在轨道时电磁铁的姿态与轨道不平行，即悬浮电磁铁磁极面与轨道磁极面不平行。从而导致列车悬浮运行能力和曲线通过能力都有所降低，列车稳定运行速度也受到限制。
目前，国内各大中车集团所推出的各款抗侧滚扭杆装置，连接在转向架和车体之间，主要由扭杆和扭臂，扭杆组成及轴承座三部分组成。其中扭杆臂是主要受力原件，工作过程中扭杆发生扭转而产生反扭矩，从而抵抗车体侧滚。在此，两扭杆臂有的通过过盈配合的方式压装在防侧滚扭杆上，有的则通过高压焊接在防侧滚扭杆左右两侧，这样对于机车高速运行过程中车体大位移侧滚对应的大侧滚角，则在车体横向与垂向上的位移没有足够缓解的空间，从而直接导致扭杆臂与抗侧滚扭杆相连接的部位受力，大大降低了各零部件的强度寿命及列车运行的安全性。而且目前高速列车所采用的抗侧滚装置，在车体的垂向运动过程中没有安全位移限制，即没有限定车体离开转向架的最大安全位移，安全系数较低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对现有抗侧滚装置耐久性差，安全系数低的问题，本发明提供了一种抗测滚扭杆装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种抗测滚扭杆装置，包括扭杆、支撑座、弯扭杆、下关节、连杆、上关节、上芯轴、下芯轴、上支撑座、下支撑座、金属衬底、橡胶衬垫、橡胶隔套，所述扭杆穿过支撑座与弯扭杆连接，弯扭杆尾端为下关节，下关节通过连杆连接上关节。
所述的支撑座由内层的橡胶衬垫和外壳金属组合而成，分为上支撑座和下支撑座，使用螺栓相连接。
所述的上支撑座和下支撑座之间为金属衬底和橡胶衬垫。
所述的金属衬底与橡胶衬垫采用高温硫化，将橡胶材料和金属零件很好结合在一起。
所述的下关节和上关节为可自由扭转角和大角度偏转的金属节点，内部为两层结构，由芯轴、橡胶隔套、金属外壳组成。
所述的上芯轴、下芯轴为大曲率球面。
所述的连杆采用钢管折弯成型，可实现抗侧滚扭杆装置绕过构架与车体相连。
本发明的有益效果是：
本发明通过在支撑座中的橡胶衬垫中添加金属衬底，保持了橡胶材料的形状，抵抗了一部分扭杆轴上由弯矩产生的纵向变形，使其结构应变分布得更均匀；
本发明支撑球铰起径向弹性支撑作用，其扭转刚度控制在扭杆轴刚度5%以内，支撑座采用铸造成型，并进行了掏空减重和加强筋增加强度设计；
本发明关节采用大曲率球面的结构设计，降低了偏转和扭转刚度，提高了产品适应偏转和扭转的能力，且采用两层的结构设计，在保证径向刚度不变的情况下，可以增加橡胶层的总厚度，降低橡胶的各向应变，极大地提高了结构的耐久性 能，同时多层结构也进一步降低了偏转和扭转刚度。
附图说明
图1为本发明一种抗测滚扭杆装置的俯视图。
其中，1、扭杆；2、支撑座；3、弯扭杆；4、下关节；5、连杆；6、上关节；7、上芯轴；8、下芯轴。
图2为本发明一种抗测滚扭杆装置的侧视图。
其中，2、支撑座；5、连杆；7、上芯轴；8、下芯轴；9、支撑座；10、下支撑座；11、金属衬底；12、橡胶衬垫。
具体实施方式
本发明抗侧滚扭杆装置安装于车体和转向架之间，利用金属弹性扭杆1受扭矩作产生变形而提供抗扭转反力矩，通常扭杆支撑座2安装于构架上，连杆5两端为金属关节轴承，可在3个方向转动，当车体相对于转向架浮沉振动时，两根连杆5同时往一个方向运动，整个装置绕芯轴球铰同时转动，扭杆并不承受载荷，故不影响车体的浮沉振动，对除侧滚以外的其它几个运动同样不提供任何附加力或扭矩。而当车体与构架之间发生侧滚时，左右连杆5向相反方向上下运动，通过扭转臂使扭杆发生扭转变形，扭杆1由于弹性而产生反力矩；反力矩作用在垂向连杆5上表现为一对大小相等方向相反的垂向力，而这对垂向力作用在车体上就形成了与车体侧滚方向相反的抗侧滚力矩，阻止车体相对于转向架侧滚。

Claims (7)

1.一种抗测滚扭杆装置，包括扭杆（1）、支撑座（2）、弯扭杆（3）、下关节（4）、连杆（5）、上关节（6）、上芯轴（7）、下芯轴（8）、上支撑座（9）、下支撑座（10）、金属衬底（11）、橡胶衬垫（12）、橡胶隔套（13），其特征在于：所述扭杆（1）穿过支撑座（2）与弯扭杆（3）连接，弯扭杆（3）尾端为下关节（4），下关节（4）通过连杆（5）连接上关节（6）。
2.根据权利要求1所述的一种抗测滚扭杆装置，其特征在于：所述的支撑座（2）由内层的橡胶衬垫和外壳金属组合而成，分为上支撑座（9）和下支撑座（10），使用螺栓相连接。
3.根据权利要求1所述的一种抗测滚扭杆装置，其特征在于：所述的上支撑座（9）和下支撑座（10）之间为金属衬底（11）和橡胶衬垫（12）。
4.根据权利要求1所述的一种抗测滚扭杆装置，其特征在于：所述的金属衬底（11）与橡胶衬垫（12）采用高温硫化，将橡胶材料和金属零件很好结合在一起。
5.根据权利要求1所述的一种抗测滚扭杆装置，其特征在于：所述的下关节（4）和上关节（6）为可自由扭转角和大角度偏转的金属节点，内部为两层结构，由芯轴、橡胶隔套、金属外壳组成。
6.根据权利要求1所述的一种抗测滚扭杆装置，其特征在于：所述的上芯轴（7）、下芯轴（8）为大曲率球面。
7.根据权利要求1所述的一种抗测滚扭杆装置，其特征在于：所述的连杆（5）采用钢管折弯成型，可实现抗侧滚扭杆装置绕过构架与车体相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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