CN108909354B - 一种用于变轨距轮对的锁紧机构及变轨距轮对 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆变轨距领域，公开了一种用于变轨距轮对的锁紧机构及转向架，其中，轮对包括车轮、车轴和锁紧机构，所述锁紧机构包括固定套筒、锁紧销、缓解套筒和解锁盘；所述车轮可滑动地设于所述车轴的两端，所述锁紧机构分别设于所述车轮的内侧车轴上，通过推动解锁盘带动锁紧销向上移动，使得所述固定套筒与缓解套筒解锁；从而方便实现锁紧或解锁所述车轮，实现变轨距。本发明能够可靠地实现锁紧和解锁，从而能够方便、可靠地实现列车变轨距。

Description

一种用于变轨距轮对的锁紧机构及变轨距轮对

技术领域

本发明涉及轨道车辆变轨距领域，特别是涉及一种用于变轨距轮对的锁紧机构及变轨距轮对。

背景技术

随着全球经济一体化的飞速发展，跨国间的客货运输在近年来增长迅速，然而由于各国铁路的轨距不同，从而给跨国间的铁路运输造成严重的阻碍。为了解决各国铁路的轨距不同从而对跨国间的铁路运输造成阻碍的问题，对此提出了变轨距的列车，即当列车行驶到它国的铁路上时，通过改变自身轮对上的车轮之间的间距，来适应它国铁路的轨距。

在列车变轨距的过程中，同一轮对上的车轮之间会发生相对运动，而能够实现车轮在不同轨距之间变换的锁紧机构至关重要。然而，现有的变轨距列车结构中，锁紧机构结构复杂，操作繁琐，可靠性差，经常出现无法正常锁紧和解锁的情况，成为了阻碍变轨距列车发展的制约因素。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的是提供一种用于变轨距轮对的锁紧机构，操作方便，能够可靠地实现锁紧和解锁，以方便、可靠地实现列车变轨距。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于变轨距轮对的锁紧机构，所述锁紧机构包括固定套筒、锁紧销、缓解套筒和解锁盘；所述锁紧机构分别用于设置在车轮的内侧车轴上，用于锁紧或解锁所述车轮；所述车轮可滑动地设于所述车轴的两端，所述车轮的轮毂向车轮内侧延长形成连接部；

所述固定套筒包括轴向连接的固定部和嵌套部，所述固定部固定套设于所述车轴上且位于所述车轮的内侧，所述嵌套部位于所述车轮与所述固定部之间，所述固定套筒外套设有复位弹簧；

所述缓解套筒可滑动地套设于所述固定套筒上，所述复位弹簧抵靠在所述缓解套筒与所述固定套筒之间，所述缓解套筒的内壁设置有解锁槽和连通所述解锁槽与缓解套筒内壁的锁紧销槽，所述解锁槽的延伸方向与所述车轴的轴线位于同一平面，且与所述车轴的轴线呈角度设置；所述锁紧销的一端铰接连接有销轴，所述销轴与所述解锁槽滑动连接；所述锁紧销的另一端位于所述锁紧销槽中；

所述连接部可滑动地插入所述嵌套部内；所述连接部的表面沿其轴向设置有多个轨距变换孔；所述嵌套部上设置有锁定孔，所述锁紧销依次插入所述锁定孔与单个所述轨距变换孔中实现所述车轮锁紧；

所述解锁盘设置在所述缓解套筒的外壁，通过推动所述解锁盘压缩所述复位弹簧使得缓解套筒朝向车轮侧移动，从而所述销轴沿所述解锁槽向上滑动，从而带动所述锁紧销向上移动离开所在的轨距变换孔，实现车轮解锁，从而实现变轨距。

其中，所述固定套筒的外壁周向设置有复位座；所述缓解套筒的内周开设有一段与其外端连通的复位弹簧安装槽，且在所述外端设置有环形的缓解盘盖；所述复位座和复位弹簧设置在所述复位弹簧安装槽内，所述复位弹簧的一端抵靠所述复位座，所述复位弹簧的另一端抵靠所述缓解盘盖。

其中，所述连接部的外壁设置对位座，所述对位座为与轴向平行的平面；所述嵌套部的内壁设置有与所述对位座相匹配的对位台，所述对位台为与轴向平行的平面；所述轨距变换孔设置于所述对位座上；相匹配地，所述锁定孔设置于所述对位台上。

其中，多个所述轨距变换孔的数量为两个，以两个所述轨距变换孔为一组，在所述连接部的圆周方向上均匀分布有多组所述轨距变换孔；在所述嵌套部的圆周方向上设置有与多组所述轨距变换孔一一对应的锁定孔。

其中，所述连接部的内壁设置有扭矩槽，所述扭矩槽为轴向槽状结构；所述嵌套部的内部设置有与所述扭矩槽相匹配的扭矩块，所述扭矩块为轴向条状结构，所述扭矩块与所述嵌套部之间设置有容纳所述连接部的间隙。

其中，所述车轴上设有车轮安装座，所述车轮安装座的外部套设有滑动轴承，所述滑动轴承与所述车轮安装座过盈配合；所述轮毂的内部嵌入有轴套，所述轴套与所述轮毂过盈配合；所述车轮通过所述轴套与所述滑动轴承滑动连接。

其中，所述解锁槽成对设置，所述销轴的两端分别位于两个所述解锁槽内，所述销轴垂直于所述解锁槽的延伸方向，所述锁紧销与所述销轴的中部铰接连接；所述销轴的两端分别设有轴承，通过所述轴承与所述解锁槽可滑动连接。

其中，所述缓解套筒包括解锁件和固定圈；所述解锁件为一/圆筒结构，所述解锁件的一端设置有拼装螺孔，通过固定圈将四个解锁件拼装成所述缓解套筒；所述解锁槽设置于所述解锁件拼装成完整圆筒的接口位置。

其中，所述缓解套筒的外壁设置有解锁盘安装座，所述解锁盘设置在所述解锁盘安装座上，所述解锁盘由两个半圆盘拼装而成，所述解锁盘安装座为垂直于所述缓解套筒外壁的圆环；所述解锁盘的接口与所述缓解套筒的接口对接。

其中，所述车轮的内外两侧对应设有内防护罩和外防护罩，所述车轮的辐板的侧壁上设置有防护罩安装座，所述内防护罩的一端与所述防护罩安装座连接，另一端与所述缓解套筒的外侧壁连接，所述外防护罩的一端与所述防护罩安装座连接，另一端与所述车轴连接。

本发明还提供一种变轨距轮对，包括上述所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，用于实现变轨距。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种用于变轨距轮对的锁紧机构及变轨距轮对，其中，轮对包括车轮、车轴和锁紧机构；所述车轮可滑动地设于所述车轴的两端，所述锁紧机构分别设于所述车轮的内侧车轴上，通过设计具体的锁紧机构，锁紧机构具体包括固定套筒、锁紧销、缓解套筒和解锁盘，通过推动解锁盘带动锁紧销向上移动，使得所述固定套筒与缓解套筒解锁，从而方便地实现锁紧或解锁所述车轮，实现变轨距，变轨距过程方便、可靠。

附图说明

图1是本发明轮对的结构示意图一；

图2是本发明轮对结构示意图二；

图3是本发明轮对结构示意图三；

图4是本发明轮对结构示意图四；

图5是本发明轮对第一锁定状态结构示意图；

图6是本发明轮对解锁过程结构示意图；

图7是本发明轮对轨距变换过程结构示意图；

图8是本发明轮对锁紧过程至第二锁定状态结构示意图；

图9是本发明车轴结构示意图一；

图10是本发明车轴结构示意图二；

图11是本发明车轮结构示意图一；

图12是本发明车轮结构示意图二；

图13是本发明车轮结构示意图三；

图14是本发明固定套筒与锁紧销结构示意图一；

图15是本发明固定套筒与锁紧销结构示意图二；

图16是本发明固定套筒与锁紧销结构示意图三；

图17是本发明解锁件结构示意图一；

图18是本发明解锁件结构示意图二；

图19是本发明锁紧销、缓解套筒与轴承销结构示意图一；

图20是本发明锁紧销、缓解套筒与轴承销结构示意图二；

图21是本发明锁紧销、缓解套筒与轴承销结构示意图三；

图22是本发明锁紧销、缓解套筒、轴承销、复位弹簧与解锁盘结构示意图一；

图23是本发明锁紧销、缓解套筒、轴承销、复位弹簧与解锁盘结构示意图二；

图24是本发明锁紧销、缓解套筒、轴承销、复位弹簧与解锁盘结构示意图三；

图中：1-车轴，11-车轮安装座，12-轴承安装座，13-制动盘安装座，14-滑动轴承；

2-车轮，21-轮毂，22-连接部，23-轨距变换孔，24-对位座，25-扭矩槽，26-锁孔衬套，27-辐板，28-防护罩安装座，29-轴套；

3-固定套筒，31-固定部，32-嵌套部，33-锁定孔，34-对位台，35-扭矩块，36-复位座；

4-锁紧销；

5-缓解套筒，51-解锁件，511-解锁槽，512-锁紧销槽，513-对位槽，514-对位块，515-解锁盘安装座，516-拼装螺孔，517-复位弹簧安装座，518-解锁盘盖螺孔，52-固定圈，53-缓解盘盖；

6-轴承销，61-销轴，62-轴承；

7-复位弹簧；

8-解锁盘；

9-防护罩，91-内防护罩，92-外防护罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

以CRH5型动车组为例，实体尺寸大小满足CRH5型动车组转向架轮对空间位置基本要求；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。

本发明实施例提供了一种用于变轨距轮对的锁紧机构，如图1-8所示，所述锁紧机构具体包括：固定套筒3、锁紧销4、缓解套筒5和解锁盘8；所述锁紧机构分别用于套设在所述车轮2的内侧车轴1上，所述车轮2可滑动地设于所述车轴2的两端，用于锁紧或解锁所述车轮2；

如图11-13所示，所述车轮2包括轮毂21，所述轮毂21沿轴向向车轮2内侧延长，形成连接部22。车轮2相比于现有车轮，仅仅将轮毂21内侧部位轴向尺寸加长，即连接部22。在轮毂21加长的位置设计有间隔42.5mm的直径15mm的两个圆柱孔，即轨距变换孔23，用于1435mm标准轨距与1520mm宽轨之间的轨距变换，或轴向间距根据所变换轨距的要求确定。同时，为保证车轮2轴向固定的足够强度，轨距变换孔在圆周方向均布四个，两两为一组，设于连接部的径向两侧，在轮毂加长部位，即连接部22的外表面轨距变换孔处切成平面状，即对位座24，既有利于锁紧销4的插入，避免圆柱面插入时的误差，也有利于安装时的精确对中，保证车轴1上的轨距变换孔23轴线和固定套筒3上的锁定孔33轴线在同一平面上。

如图14-16、2-4所示，所述固定套筒3为筒状结构，所述固定套筒3由轴向互相连接的固定部31和嵌套部32组成，所述嵌套部32的内径大于所述固定部31的内径，所述固定部31固定套设于所述车轴1上，且位于所述车轮2的内侧，所述嵌套部32位于所述车轮2与所述固定部31之间，所述固定部31与所述车轴1过盈配合；所述连接部22与所述嵌套部32间隙配合；安装时，固定套筒3的固定部31紧贴制动盘外侧盘毂部位安装；固定套筒3外表面设计有用于安装复位弹簧7轴向定位的凸台座，即复位座36，固定套筒(3)外套设有复位弹簧7；固定套筒3圆周面上开设有四个直径15mm的锁定孔33，用于配合插入锁紧销4。将固定套筒3内表面锁定孔33处设计成平面状，能够与轮毂21处平面相互配合。固定套筒3的结构较复杂，可以采用铸造的方法生产毛胚件，然后再对其内表面进行加工，随后对接触面进行精加工。

如图2-4所示，所述连接部22可滑动地插入所述嵌套部32的内部；所述连接部22的轴向优选设置有两个轨距变换孔23，所述嵌套部32上设置有锁定孔33，所述锁定孔33为通孔，所述锁紧销4的一端可滑动地依次插入所述锁定孔33与单个所述轨距变换孔23中；两个轨距变换孔23直径15mm，间隔42.5mm，用于1435mm标准轨距与1520mm宽轨之间的轨距变换，或轴向间距根据所变换轨距的要求确定。

如图2-4、17-24所示，所述缓解套筒5为筒状结构，所述缓解套筒5可滑动地套设于所述固定套筒3上，所述复位弹簧7抵靠在所述缓解套筒5与所述固定套筒3之间，所述缓解套筒5的侧壁内部设置有解锁槽511，所述解锁槽511的延伸方向与所述车轴1的轴线位于同一平面，且与所述车轴1的轴线呈角度设置，该角度的大小以能够保证锁紧销上下移动能够离开或插入轨距变换孔23为准。缓解套筒5靠近车轮2的一端内部设计有扁圆槽，即解锁槽511，并安装有轴承销6；扁圆槽与车轴1轴线夹角设计为35°，角度不宜过大，可避免在缓解套筒5轴向移动时，因角度过大而出现的卡紧现象；角度也不宜过小，较小的倾角虽然在缓解套筒5沿轴向运动时有良好的提升功能，但在提升相同高度时，其轴向行程距离必然加大，缓解套筒5轴向尺寸也会加长。由于CRH5型动车组转向架制动盘外侧距车轮内侧距离166.5mm，加之制动盘盘毂位置单侧宽度20mm，其可用横向空间仅为146.5mm；为了在较窄的空间合理布置锁紧机构，角度也不宜过小。

如图2-4、17-24所示，具体地，所述轴承销6包括销轴61，所述销轴61的端部位于所述解锁槽511内部，并与所述解锁槽511沿其延伸方向上滑动连接。缓解套筒5通过解锁盘8与地面解锁轨相互作用，使其沿车轴1轴向向靠近车轮2侧运动；所述缓解套筒5还设置有将所述解锁槽511与缓解套筒5内部联通的锁紧销槽512，所述锁紧销4的另一端伸入所述锁紧销槽512并与所述销轴61铰接连接，为保证解锁时锁紧销4能够轴向移动，在缓解套筒5与锁紧销4配合的位置切除掉一部分材料，形成锁紧销槽512；锁紧销4用来限制车轮2沿车轴1的轴向运动，它与缓解套筒5、固定套筒3、车轮2均相互接触，采用间隙配合，锁紧销4直径可选15mm，其长度需要保证锁紧销4位于解锁槽511的底端时，延伸出锁紧销槽512一定长度，此时锁紧销4的下端插入锁定孔33和轨距变换孔23中。

如图2-4所示，所述固定套筒3的外壁设置有用于定位复位弹簧7的复位座36；所述缓解套筒5的内周开设有一段与其外端连通的复位弹簧安装槽517，且所述端部设置有环形的缓解盘盖53作为阻挡部；所述复位座36和复位弹簧7设置在所述复位弹簧安装槽517内，所述复位弹簧7的一端抵靠所述复位座，所述复位弹簧7的另一端抵靠所述缓解盘盖53，从而将复位弹簧7设置在固定套筒3和缓解套筒5之间，当推动缓解套筒5时，缓解套筒5压缩复位弹簧7朝向靠近车轮的方向移动，此时，销轴61受力沿解锁槽511向上移动，离开所在的轨距变换孔23，缓解套筒5与固定套筒3之间的连接断开，实现车轮解锁。

如图2-4所示，所述缓解套筒5的外壁设置有解锁盘安装座515，所述解锁盘8设置在所述解锁盘安装座515上；解锁盘8由两片半圆形圆环组成，通过螺钉安装在缓解套筒5外表面伸出的凸台座上，即解锁盘安装座515上；此设计可方便、快捷地对解锁盘8及缓解套筒5进行拆卸与安装，有利于检查维修，无需拆卸车轮2和制动盘，甚至在不分离轮对轴箱装置的情况下直接在转向架上更换。

如图3、11-13所示，所述车轮2还包括辐板27，所述辐板27的侧壁上设置有防护罩安装座28，所述防护罩安装座28为环状凸台，且所述环状凸台上设置有螺孔；为了保证各机构配合接触面的清洁度，同时防止尘土对润滑油的污染，所述车轮2设置防护罩9，所述防护罩9包括设于车轮内侧的内防护罩91和车轮外侧的外防护罩92，所述内防护罩91和外防护罩92均为筒状结构，所述内防护罩91的一端与所述防护罩安装座28连接，另一端与所述缓解套筒5的外侧壁连接，所述外防护罩92的一端与所述防护罩安装座28连接，另一端与所述车轴1连接，防护罩采用橡胶材料，既有一定的硬度，也具有一定的可变形能力，可在不同轨距位置时，发生变形，满足车轮轴向移动之后防护罩的适应性。所述车轴1还包括轴承安装座12，所述轴承安装座12与转向架的构架连接。在车轮辐板27位置，为安装内、外防护罩而加工有环状凸台，即防护罩安装座28，并开设有螺栓安装孔，内、外防护罩通过螺栓安装在车轮辐板上，随车轮2一起转动。

如图9-10所示，为了便于车轮2安装，所述车轴1包括车轮安装座11，所述车轮安装座11在轨距变换的范围内轴径恒定。所述车轮安装座11的外部套设有滑动轴承14，所述滑动轴承14与所述车轮安装座11过盈配合。所述车轮2的轮毂21内部嵌入有轴套29，所述轴套29与所述轮毂21过盈配合；所述轴套29与所述滑动轴承14间隙配合，所述车轮2通过所述轴套29与所述滑动轴承14滑动连接。车轴1保持轴承安装座12、齿轮箱安装座、空心轴径等不变，将CRH5型车车轴的车轮安装座11与制动盘安装座13之间的165mm轴径加宽至194mm轴径，使其与制动盘安装座13直径相同；车轮安装座11轴向尺寸也相应加宽，以保证轨距变换之后能正常承载车轮传递的垂向力。车轴1的轴承安装座12轴肩位置距轮座外侧轴肩位置102.5mm，直径160mm，轴向尺寸足够，变为宽轨轨距之后车轮2与轴箱不会发生接触，即车轮2外侧与轴箱之间的距离可以保证车轮由标准轨距向宽轨变换之后不会出现干涉。因此，本设计不会影响转向架轴箱和一系悬挂等零部件的运行性能和安装位置。

如图4所示，所述连接部22的外壁设置对位座24，所述对位座24为与轴向平行的平面；所述嵌套部32的内壁设置有与所述对位座24相匹配的对位台34，所述对位台34为与轴向平行的平面；所述轨距变换孔23设置于所述对位座24上；相匹配地，所述锁定孔33设置于所述对位台34上，便于轨距变换孔23与锁定孔33准确、快速对接。

如图4所示，以所述两个轨距变换孔23为一组，在所述连接部22的圆周方向上还可以均匀分布有四组轨距变换孔23，当然也可以设置其他数量的组数；在所述嵌套部32的圆周方向上设置有与所述轨距变换孔23组数一一对应的锁定孔33。为了便于锁紧销锁紧和解锁，所述轨距变换孔23的孔口，朝向所述连接部22外部的一侧设置有倒角结构，所述锁紧销4插入所述锁定孔33的一端设置有倒角结构。

如图4所示，所述连接部22的内壁设置有扭矩槽25，所述扭矩槽25为轴向矩形槽状结构；所述嵌套部32的内部设置有与所述扭矩槽25相匹配的扭矩块35，所述扭矩块35为轴向矩形条状结构，所述扭矩块35与所述嵌套部32之间设置有容纳所述连接部22的间隙。所述扭矩槽25设置于相邻的两组所述轨距变换孔23之间；相匹配地，所述扭矩块35设置于相邻的两个所述锁定孔33之间；所述扭矩块35的长度小于所述嵌套部32的长度。车轮2与车轴1的扭矩传递方式采用如下方式，即承载区轮毂21为滑动轴承，连接部22为1/4瓣圆环与固定套筒3的对应结构交叉啮合的方式传递扭矩。有效的将承载区和传扭区分开，避免了整个轮毂孔中设计矩形花键时自动对中性能较差，承载能力低的情况。将承载区和传扭区分设在两个不同区域，减少了车轮受力复杂的恶劣工况。与车轮相互啮合的固定套筒3的结构为，内部也做成4个圆瓣的结构，与连接部22的四个扭矩槽25相对应。在安装时两者互相配合，从而传递扭矩，同时，此种花键配合传递扭矩的方式固定了旋转自由度，又很好的释放了轴向滑移自由度，使轮对在进入变轨区解锁之后能够顺利的完成轨距的变换。

如图11-13所示，所述轨距变换孔23的内部嵌入有锁孔衬套26，所述锁孔衬套26为筒状结构，所述锁孔衬套26与所述轨距变换孔23过盈配合；所述锁紧销4可滑动地插入所述锁孔衬套26中；锁孔衬套26采用耐磨复合金属材料制造，确保具有较强的耐磨、挤压变形能力，同时在反复多次的磨损之后又具有一定的自润滑能力，在磨损后维修仅需要更换锁孔衬套26即可，不需报废整个车轮，降低更换成本且又维修方便，具有较高的经济价值。

如图17-24所示，所述解锁槽511成对设置，所述销轴61的两端分别位于所述两个解锁槽511内，所述销轴61垂直于所述解锁槽511的延伸方向，所述锁紧销4与所述销轴61的中部铰接连接。

如图12-19所示，所述轴承销6还包括轴承62，所述轴承62设置于所述销轴61的两端，且所述轴承62位于所述解锁槽511内，通过所述轴承62与所述解锁槽511可滑动连接，轴承62选用深沟球轴承，代号GB/T276—1994，轴承外径选22mm，内径8mm，宽7mm。销轴61与轴承62采用过盈配合，为防止轴承的松动，还安装有轴用弹性挡圈，相应地在销轴61上开设有安装弹性挡圈用的凹槽，轴承62采用对称安装，即销轴61两侧对称安装2个轴承，中间垂直地安装锁紧销4，这样可保证更加合理地受力，使锁紧销4的垂向运动具有更高地可靠性。

如图17-24所示，所述缓解套筒5包括解锁件51和固定圈52；所述解锁件51为一1/4圆筒状结构，所述解锁件51的一端设置有拼装螺孔516，通过固定圈52将四个解锁件51拼装成所述缓解套筒5；所述解锁槽511设置于所述解锁件51拼装成完整圆筒的接口位置。所述1/4圆筒状结构的接口位置设置有互相匹配的对位槽513与对位块514。为了满足装配工艺的要求，将缓解套筒5设计成分体式。缓解套筒5由四块1/4圆筒拼装而成，在1/4圆筒的装配面接口处，一侧加工有矩形槽口，即对位槽513；另一侧相应地加工有矩形凸台，即对位块514，这样能保证精确组装，同时配合更加方便。在缓解盘盖53圆周面上设有4个螺钉孔，在装入复位弹簧7之后通过螺钉固定。此外，由于解锁槽511在缓解套筒5的内部，整体式结构在机械加工和安装时都无法实现。故采用分体式缓解套筒，即解锁件51，将缓解套筒5分割为等分的四部分，由四块1/4圆筒拼装而成，这样做可方便加工扁圆槽即解锁槽511和安装，随后将四部分零件拼装起来，两侧分别用固定圈52和缓解盘盖53与螺钉固定。可避免由于解锁槽511在缓解套筒5内部，整体式结构在机械加工与安装时都无法实现的问题。

如图17-18所示，所述1/4圆筒状结构拼装成完整圆筒的接口位置设置所述解锁槽511，所述解锁槽511的延伸方向与车轴1的轴线位于同一平面，且与车轴1的轴线呈一角度；所述接口位置还设置有将所述解锁槽511与完整圆筒内部联通的锁紧销槽512。所述1/4圆筒状结构的外壁设置有解锁盘安装座515，所述解锁盘安装座515为垂直于所述1/4圆筒状结构外壁的圆环，所述1/4圆筒状结构的一端设置有拼装螺孔516，所述1/4圆筒状结构的内壁设置有复位弹簧安装槽517，所述复位弹簧安装槽517为延伸至所述1/4圆筒状结构的一端的1/4环形槽，所述1/4圆筒状结构的一端设置有解锁盘盖螺孔518，且所述解锁盘盖螺孔518位于所述复位弹簧安装槽517的一端。

如图22-24所示，所述解锁盘8由两个半圆盘拼装而成，所述解锁盘安装座515为垂直于所述缓解套筒5外壁的圆环；所述解锁盘8的接口与所述缓解套筒5的接口对接，具体可以呈交错设置。

在车轮轮毂加长的位置设计有间隔42.5mm的15mm的两个圆柱孔(或轴向间距根据所变换轨距的要求确定)，用于标准轨距(1435mm)与宽轨(1520mm)之间的轨距变换。上述转向架的轨距变换方法，如图23-24所示，包括如下步骤：

S1.如图5所示，连接部22位于嵌套部32中，且每组中的一个轨距变换孔23与锁定孔33对准；锁紧销4依次插入所述锁定孔33和轨距变换孔23中；此为第一锁定状态；

S2.如图6所示，滑动缓解套筒5，使轴承销6在解锁槽511中从靠近车轴1的一端滑动至远离车轴1的一端，所述轴承销6带动所述锁紧销4向远离车轴1的一侧滑动，使锁紧销4从轨距变换孔23中脱离；此为解锁过程；

S3.如图7所示，轮毂21在车轮安装座11上滑动，至每组中的另一个轨距变换孔23与锁定孔33对准；此为轨距变换过程；

S4.如图8所示，滑动缓解套筒5，使轴承销6在解锁槽511中从远离车轴1的一端滑动至靠近车轴1的一端，所述轴承销6带动所述锁紧销4向靠近车轴1的一侧滑动，使锁紧销4插入轨距变换孔23中；此为锁紧过程，至第二锁定状态。

在轨距变换过程中，采用轴箱承载模式和车轮承载模式都可行，但为了减少轮缘磨耗和配合面的摩擦力产生的不良间隙，宜采用轴箱承载模式。以车轮轨距由1435mm准轨位变换为1520mm宽轨位的变换过程为例，来说明本实施例的工作原理：

1)如图5所示，当车轮2到达地面变轨装置后，支承轨与轴箱接触，抬起转向架，车轮2卸载。

2)如图6所示，解锁盘8在地面解锁轨的作用下克服复位弹簧7的阻力，使缓解套筒5向轨道中心线的反方向移动，推力作用下轴承62在解锁槽511的斜面上倾斜向上滚动，同时带动轴承销61向上运动，拔起锁紧销4，从而释放车轮2；至此，车轮被解锁。

3)如图7所示，随后，在地面导轨作用下，车轮2向外侧移动，车轮轨距由1435mm准轨位变为1520mm宽轨位。

4)如图8所示，当获得了所需要的轨距后，地面解锁轨对解锁盘8的推力会逐渐减弱，解锁盘8在复位弹簧7的推力作用下，回到原来的位置，此时轴承62倾斜向下滚动，也迫使锁紧销4向下运动回到轨距变换孔23中去，从而限制车轮2沿轴向的运动，最终达到宽轨位置。

车轮内侧距由宽轨位变换为窄轨位时，变换过程与上述基本相同，仅需将车轮朝反方向移动。

如图5-8所示，所述步骤S1或S4中，在连接部22上设置扭矩槽25，与在嵌套部32上设置扭矩块35，通过扭矩槽25与扭矩块35相互匹配的方式，提供一种扭矩传递方法。所述步骤S1或S4中，在连接部22上设置对位座24，与在嵌套部32上设置对位台34，通过对位座24与对位台34相互匹配的方式使轨距变换孔23与锁定孔33对准。所述步骤S2中，在缓解套筒5上设置解锁盘8，通过驱动解锁盘8使缓解套筒5滑动。所述步骤S4中，在固定套筒3与缓解套筒5之间设置复位弹簧7，通过复位弹簧7使缓解套筒5滑动。所述步骤S2或S4中，在缓解套筒5中设置解锁槽511，所述解锁槽511的延伸方向与车轴1的轴线位于同一平面，且与车轴1的轴线呈一角度，通过解锁槽511将缓解套筒5的轴向运动转换为锁紧销4的径向运动。在解锁槽511内设置垂直于解锁槽511延伸方向的轴承销6，并将锁紧销4与轴承销6连接，使缓解套筒5的轴向运动转换为锁紧销4的径向运动。

本发明实施例还提供了一种变轨距轮对，包括上述所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，通过锁紧机构用于实现转向架变轨距，变轨距过程简单、可靠。

由以上实施例可以看出，本发明操作方便，能够可靠地实现锁紧和解锁，以方便、可靠地实现列车变轨距。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述锁紧机构包括：固定套筒(3)、锁紧销(4)、缓解套筒(5)和解锁盘(8)；

所述锁紧机构分别用于设置在车轮(2)的内侧车轴(1)上，用于锁紧或解锁所述车轮(2)；所述车轮(2)可滑动地设于所述车轴(1)的两端，所述车轮(2)的轮毂(21)向车轮(2)内侧延长形成连接部(22)；

所述固定套筒(3)包括轴向连接的固定部(31)和嵌套部(32)，所述固定部(31)固定套设于所述车轴(1)上且位于所述车轮(2)的内侧，所述嵌套部(32)位于所述车轮(2)与所述固定部(31)之间，所述固定套筒(3)外套设有复位弹簧(7)；

所述缓解套筒(5)可滑动地套设于所述固定套筒(3)上，所述复位弹簧(7)抵靠在所述缓解套筒(5)与所述固定套筒(3)之间，所述缓解套筒(5)的内壁设置有解锁槽(511)和连通所述解锁槽(511)与缓解套筒(5)内壁的锁紧销槽(512)，所述解锁槽(511)的延伸方向与所述车轴(1)的轴线位于同一平面，且与所述车轴(1)的轴线呈角度设置；所述锁紧销(4)的一端铰接连接有销轴(61)，所述销轴(61)与所述解锁槽(511)滑动连接；所述锁紧销(4)的另一端位于所述锁紧销槽(512)中；

所述连接部(22)可滑动地插入所述嵌套部(32)内；所述连接部(22)的表面沿其轴向设置有多个轨距变换孔(23)；所述嵌套部(32)上设置有锁定孔(33)，所述锁紧销(4)依次插入所述锁定孔(33)与单个所述轨距变换孔(23)中实现所述车轮(2)锁紧；

所述解锁盘(8)设置在所述缓解套筒(5)的外壁，通过推动所述解锁盘(8)压缩所述复位弹簧(7)使得所述销轴(61)沿所述解锁槽(511)向上滑动，从而带动所述锁紧销(4)向上移动离开所在的轨距变换孔(23)，实现车轮解锁，从而实现变轨距；

所述固定套筒(3)的外壁周向设置有复位座(36)；所述缓解套筒(5)的内周开设有一段与其外端连通的复位弹簧安装槽(517)，且在所述外端设置有环形的缓解盘盖(53)；所述复位座(36)和复位弹簧(7)设置在所述复位弹簧安装槽(517)内，所述复位弹簧(7)的一端抵靠所述复位座，所述复位弹簧(7)的另一端抵靠所述缓解盘盖(53)。

2.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述连接部(22)的外壁设置对位座(24)，所述对位座(24)为与轴向平行的平面；所述嵌套部(32)的内壁设置有与所述对位座(24)相匹配的对位台(34)，所述对位台(34)为与轴向平行的平面；所述轨距变换孔(23)设置于所述对位座(24)上；相匹配地，所述锁定孔(33)设置于所述对位台(34)上。

3.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，多个所述轨距变换孔(23)的数量为两个，以两个所述轨距变换孔(23)为一组，在所述连接部(22)的圆周方向上均匀分布有多组所述轨距变换孔(23)；在所述嵌套部(32)的圆周方向上设置有与多组所述轨距变换孔(23)一一对应的锁定孔(33)。

4.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述连接部(22)的内壁设置有扭矩槽(25)，所述扭矩槽(25)为轴向槽状结构；所述嵌套部(32)的内部设置有与所述扭矩槽(25)相匹配的扭矩块(35)，所述扭矩块(35)为轴向条状结构，所述扭矩块(35)与所述嵌套部(32)之间设置有容纳所述连接部(22)的间隙。

5.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述车轴(1)上设有车轮安装座(11)，所述车轮安装座(11)的外部套设有滑动轴承(14)，所述滑动轴承(14)与所述车轮安装座(11)过盈配合；所述轮毂(21)的内部嵌入有轴套(29)，所述轴套(29)与所述轮毂(21)过盈配合；所述车轮(2)通过所述轴套(29)与所述滑动轴承(14)滑动连接。

6.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述解锁槽(511)成对设置，所述销轴(61)的两端分别位于两个所述解锁槽(511)内，所述销轴(61)垂直于所述解锁槽(511)的延伸方向，所述锁紧销(4)与所述销轴(61)的中部铰接连接；所述销轴(61)的两端分别设有轴承(62)，通过所述轴承(62)与所述解锁槽(511)可滑动连接。

7.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述缓解套筒(5)包括解锁件(51)和固定圈(52)；所述解锁件(51)为一1/4圆筒结构，所述解锁件(51)的一端设置有拼装螺孔(516)，通过固定圈(52)将四个解锁件(51)拼装成所述缓解套筒(5)；所述解锁槽(511)设置于所述解锁件(51)拼装成完整圆筒的接口位置。

8.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述缓解套筒(5)的外壁设置有解锁盘安装座(515)，所述解锁盘(8)设置在所述解锁盘安装座(515)上，所述解锁盘(8)由两个半圆盘拼装而成，所述解锁盘安装座(515)为垂直于所述缓解套筒(5)外壁的圆环；所述解锁盘(8)的接口与所述缓解套筒(5)的接口对接。

9.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述车轮(2)的内外两侧对应设有内防护罩(91)和外防护罩(92)，所述车轮(2)的辐板(27)的侧壁上设置有防护罩安装座(28)，所述内防护罩(91)的一端与所述防护罩安装座(28)连接，另一端与所述缓解套筒(5)的外侧壁连接，所述外防护罩(92)的一端与所述防护罩安装座(28)连接，另一端与所述车轴(1)连接。

10.一种变轨距轮对，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的用于变轨距轮对的锁紧机构。

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