CN108909357A - 一种用于变轨距轮对的锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及列车变轨距技术领域，公开了一种用于变轨距轮对的锁紧机构，其包括锁紧组件、锁紧块和解锁组件；所述锁紧组件可滑动地连接在车轴两端且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧组件与车轮固定连接，所述锁紧块弹性连接在所述轴箱体中，所述锁紧组件的外表面沿轨距的变换方向设有多个卡槽，所述锁紧块在所述解锁组件的推力作用下插入所述卡槽中实现所述车轮锁紧，通过推动所述解锁组件离开所述锁紧块，所述锁紧块在弹性力作用下向上收缩离开所述卡槽实现所述车轮解锁。本发明锁紧机构结构紧凑，解锁和锁紧简单可靠，满足了列车的变轨距需求。

Description

一种用于变轨距轮对的锁紧机构

技术领域

本发明涉及列车变轨距技术领域，特别是涉及一种用于变轨距轮对的锁紧机构。

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结构简单，变轨距可靠的用于变轨距轮对的锁紧机构。

(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，其包括锁紧组件、锁紧块和解锁组件；所述锁紧组件可滑动地连接在车轴两端且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧组件与车轮固定连接，所述锁紧块弹性连接在所述轴箱体中，所述锁紧组件的外表面沿轨距的变换方向设有多个卡槽，所述锁紧块在所述解锁组件的推力作用下插入所述卡槽中实现所述车轮锁紧，通过推动所述解锁组件离开所述锁紧块，所述锁紧块在弹性力作用下向上收缩离开所述卡槽实现所述车轮解锁。

其中，所述车轮通过内套筒与所述车轴可滑动连接，所述车轮固定套设在所述内套筒上，所述内套筒的内周设有内花键，所述车轴的两端分别设有与所述内花键相匹配的外花键，所述内套筒与所述车轴通过所述内花键与外花键连接。

其中，所述锁紧组件包括轴承和轴承外套，所述轴承的内圈压装在所述车轮外侧的所述内套筒上，所述轴承外套压装在所述轴承的外圈，所述轴承外套与所述轴箱体之间间隙配合；所述轴承外套的外周分布有多组所述卡槽，每组所述卡槽包括多个沿所述轴承外套的轴向间隔设置的所述卡槽，间隔的距离等于所需变轨距的一半。

其中，所述锁紧块沿所述轴箱体的内周均匀排布，多组所述卡槽沿所述轴承外套的外周均匀分布，所述锁紧块与多组所述卡槽一一对应。

其中，所述解锁组件包括连接盘和弹性连接在所述连接盘内盘面周向的推块，所述连接盘位于所述轴箱体的外端面外，所述轴箱体的外端面设有与所述推块一一对应的第一通孔，所述推块穿过所述第一通孔并在每个所述推块与所述轴箱体的外端面内侧之间设有第二弹性件，所述推块与所述锁紧块一一对应设置。

其中，所述推块的外端设置为倾斜面，所述锁紧块上设有与所述倾斜面相对应的楔形槽，所述倾斜面及楔形槽均从外向内从下向上倾斜。

其中，所述连接盘的外周设有解锁端，所述解锁端用于卡入设于地面的解锁轨中，通过所述解锁轨中的通槽推动所述连接盘向解锁轨的外侧移动，从而带动推块离开所述锁紧块，进行解锁。

其中，所述锁紧组件还包括锁紧块定位圈，所述锁紧块定位圈固定套设于所述轴箱体内，所述锁紧块定位圈的周向与所述锁紧块的相对位置处设有第二通孔，且在所述锁紧块定位圈的外端面设有与所述第二通孔一一对应且连通的通道；所述通道用于所述推块进入。

其中，所述轴箱体内沿其轴向从外向内依次设有相连通的第一环形通道和第二环形通道，所述第一环形通道的内径大于所述第二环形通道的内径，所述锁紧块安装在所述第一环形通道内，所述锁紧块定位圈固定安装在所述第二环形通道内。

其中，所述第一环形通道的内壁设有沿轴向延伸的滑动槽，所述滑动槽呈开口小、槽底大的T型或燕尾槽型；所述锁紧块包括锁紧块主体和与所述滑动槽相匹配的滑动块，所述锁紧块通过所述滑动块安装在所述滑动槽中，所述滑动块与所述锁紧块主体之间通过第一弹性件连接。

(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，包括锁紧组件、锁紧块和解锁组件；所述锁紧组件可滑动地连接在车轴两端且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧组件与车轮固定连接，所述锁紧块弹性连接在所述轴箱体中，所述锁紧组件的外表面沿轨距的变换方向设有多个卡槽，所述锁紧块在所述解锁组件的推力作用下插入所述卡槽中实现所述车轮锁紧，通过推动所述解锁组件离开所述锁紧块，所述锁紧块在弹性力作用下向上收缩离开所述卡槽实现所述车轮解锁；本发明的锁紧机构结构紧凑，锁紧可靠，解锁方便，满足了列车变轨距的需求。

附图说明

图1是本发明一种用于变轨距轮对的锁紧机构的轴向剖视图；

图2是本发明的锁紧机构安装在轮对上的轴向剖视图；

图3是本发明图2中的左半部分示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明中解锁轨的俯视图；

图6是本发明中解锁组件的结构示意图；

图7是本发明中锁紧块的立体结构示意图；

图8是本发明中的锁紧块定位圈的结构示意图；

图9是本发明中轴承外套的结构示意图；

图10是本发明中轴箱体的结构示意图；

图11是本发明中轴箱体未设外端盖的结构示意图；

图12是本发明中内套筒的结构示意图；

图13是本发明中车轴的结构示意图；

图中：1-轴承；2-轴箱体；3-轴承外套；4-锁紧块定位圈；5-第二通孔；6-锁紧块；7-卡槽；8-第一通孔；9-推块；10-通道；11-倾斜面；12-楔形槽；13-第二弹性件；14-第一弹性件；15-连接盘；16-解锁轨；17-通槽；18-车轮；19-车轴；20-内套筒；21-外花键；22-内花键；23-第一倒角；24-第二倒角；25-支撑板；26-滑动槽；27-第一环形通道；28-第二环形通道；29-第三通孔；30-外端盖。

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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种用于变轨距轮对的锁紧机构，包括锁紧组件、锁紧块6和解锁组件；如图2-4所示，所述锁紧组件可滑动地连接在车轴19两端且位于所述车轴19两端的轴箱体2中，所述锁紧组件与车轮18固定连接，具体地，所述车轮18通过内套筒20与所述车轴19可滑动连接，所述车轮18固定套设在所述内套筒20上，两者过盈连接为一个整体，确保了当车轮18与内套筒20之间发生扭矩传递时，内套筒20与车轮18之间不易发生相对运动，从而确保了车轮18与内套筒20之间的整体稳定性；如图12-13所示，内套筒20与车轴19的具体连接方式采用在内套筒20的内周设有内花键22，所述车轴19的两端分别设有与所述内花键22相匹配的外花键21，所述内套筒20与所述车轴19通过所述内花键22与外花键21连接，从而将扭矩均匀分布在车轮18及内套筒20的内周，既便于传递扭矩，也便于车轮18沿车轴19滑动实现变轨距，而且，由于车轮18不会直接与车轴19相接触，因而不会造成车轮18的磨损，从而提高了车轮18的使用寿命；所述锁紧装置包括锁紧组件、锁紧块6和解锁组件，所述锁紧组件固定套设于所述车轮18外侧的所述内套筒20上，且位于所述车轴19两端的轴箱体2中，所述锁紧块6弹性连接在所述轴箱体2中，所述锁紧组件的外表面沿轨距的变换方向设有多个卡槽7，所述锁紧块6在所述解锁组件的推力作用下插入所述卡槽7中实现所述车轮18锁紧，在车轮18变轨距之前，一直保持该锁紧状态，当车轮18需要解锁时，通过推动所述解锁组件离开所述锁紧块6，此时锁紧块6在弹性力作用下向上收缩离开所述卡槽7实现所述车轮18解锁，此时，向车轮18施加向内或向外的推力使得车轮18向内或向外移动所需变轨距的距离，随即解锁装置恢复对锁紧块6的推力，锁紧块6在弹性力的作用下再次插入变轨距后的卡槽7中实现所述车轮18锁紧，满足了列车变轨距的需求。

具体地，所述锁紧组件包括轴承1和轴承外套3，所述轴承1的内圈压装在所述内套筒20上，如图9所示，所述轴承外套3压装在所述轴承1的外圈形成一个滑移整体，且在滑移整体的两端采用密封，防止轴承1中的润滑油泄漏，也避免外部灰尘杂物等进入该滑移整体中，所述轴承外套3与所述轴箱体2之间间隙配合，当列车正常行驶时，车轴19需要相对轴箱体2转动，使得内套筒20也需要相对轴箱体2转动。通过在所述内套筒20上设置所述轴承，使得当内套筒20转动时，所受到的阻力更小且不会发生磨损，从而延长了内套筒20的使用寿命；所述轴承外套3的外周间隔分布有多组所述卡槽7，每组所述卡槽7包括多个沿所述轴承外套3的轴向即轨距变换方向间隔设置的所述卡槽7，间隔的距离等于所需变轨距的一半，在变轨距时，车轴19两端的车轮18同时移动，两个车轮18各移动所需变轨距的一半距离，则总的移动距离便为所需变轨距的距离，例如从标准轨距变为窄轨距或宽轨距；或从窄轨距或宽轨距变为标准轨距，可以根据具体需要选择所变轨距。

具体地，如图7所示，所述锁紧块6沿所述轴箱体2的内周均匀排布，多组所述卡槽7沿所述轴承外套3的外周均匀分布，所述锁紧块6与多组所述卡槽7一一对应，即锁紧块6的数量与多组卡槽7的组数一一对应，即每组卡槽7对应一个所述锁紧块6，并通过第一弹性件14与所述轴箱体2的内壁连接，第一弹性件14优选为锁紧弹簧，通过该锁紧弹簧为锁紧块6提供锁紧力。

具体地，如图6所示，所述解锁组件包括连接盘15和弹性连接在所述连接盘15内盘面周向的多个推块9，所述连接盘15平行位于所述轴箱体2的外端面外，如图10所示，所述轴箱体2的外端面设有可拆卸的外端盖30，外端盖30上设有与所述推块9一一对应的第一通孔8，所述推块9的一端穿过所述第一通孔8并在每个所述推块9与所述轴箱体2的外端面内侧之间设有第二弹性件13，第二弹性件13优选为回复弹簧，回复弹簧套设在推块9上，回复弹簧的一端抵靠在推块9轴向的凸缘上，另一端抵靠在轴箱体2的外端面内侧，所述推块9与所述锁紧块6一一对应设置；通过回复弹簧为推块9提供往复移动的回复力，推块9的长度需要保证足以推动锁紧块6插入卡槽7。

为了便于推动，所述推块9的外端设置为倾斜面11，所述锁紧块6上设有与所述倾斜面11相对应的楔形槽12，所述倾斜面11及楔形槽12均从外向内从下向上倾斜，当推块9的倾斜面11沿楔形槽12渐渐滑入时，锁紧块6被逐渐下压直到插入卡槽7。

为了确保定位准确，所述锁紧组件还包括锁紧块定位圈4，如图8所示，所述锁紧块定位圈4固定套设于所述轴箱体2内，锁紧块定位圈4的内壁与轴承外套3的外壁发生相对滑动，避免了轴承外套3与轴箱体2之间相接触而发生磨损，从而提高了轴箱体2的使用寿命；所述锁紧块定位圈4的周向与所述锁紧块6的相对位置处设有第二通孔5，且在所述锁紧块定位圈4的外端面设有与所述第二通孔5一一对应且连通的通道10；所述通道10用于所述推块9进入，推动位于第二通孔5中的锁紧块6。其中，所述轴箱体2与所述锁紧块定位圈4设有所述第二通孔5的一端之间留有所述锁紧块6的活动间距，即可以将轴箱体2的内壁厚度在锁紧块6的安装部分减小，以适应锁紧块6的上下移动。

具体地，为了便于锁紧块6以及锁紧块定位圈4安装，如图11所示，所述轴箱体2内沿其轴向从外向内依次设有相连通的第一环形通道27和第二环形通道28，所述第一环形通道27的内径大于所述第二环形通道28的内径，所述锁紧块6安装在所述第一环形通道27内，所述锁紧块定位圈固定安装在所述第二环形通道28内，所述轴箱体2的内端面设有供所述锁紧组件穿入所述锁紧块定位圈内的第三通孔29，第三通孔29的内径与锁紧块定位圈4的内径相同；所述第一环形通道27的内壁设有沿轴向延伸的滑动槽26，所述滑动槽26呈开口小、槽底大的T型或燕尾槽型，从而，当滑动块安装在滑动槽26中之后，不会脱落，以确保锁紧块的安装准确性；所述锁紧块6包括锁紧块主体和与所述滑动槽26相匹配的滑动块，所述锁紧块通过所述滑动块安装在所述滑动槽26中，当安装位置确定后，滑动块可以通过紧固件紧固在滑动槽26中固定其位置，所述滑动块与所述锁紧块主体之间通过第一弹性件14连接。

优选地，所述卡槽7的槽口边缘设置有第一倒角23。在实际变轨距的过程中，当车轮18之间的间距调整完毕后，很难确保锁紧块6与卡槽7的槽口完全对准，通常会存在一些偏差，从而使得锁紧块6不易嵌入到卡槽7中。通过在卡槽7的槽口边缘上设置第一倒角23，使得当卡槽7的槽口与锁紧块6之间的对准存在偏差时，在第一倒角23的作用下，锁紧块6能够沿所述第一倒角23嵌入到所述卡槽7中，进而解决了当锁紧块6与卡槽7的槽口存在偏差时，锁紧块6不易嵌入到所述卡槽7中的问题。

优选地，所述锁紧块6的底部设有第二倒角24，通过设置第二倒角24，使得锁紧块6在嵌入到卡槽7的过程中，当锁紧块6的底部与所述卡槽7的槽口之间的对准存在一定的偏差时，在所述第二倒角24的作用下，所述第二倒角24的表面相对卡槽7的槽口边缘滑动，在第二倒角24的导向作用下，嵌入块嵌入能够嵌入卡槽7中。

具体地，所述连接盘15的外周设有解锁端，所述解锁端用于卡入设于地面的解锁轨16中，通过所述解锁轨16中的通槽17推动所述连接盘15向解锁轨的外侧移动，从而带动推块离开所述锁紧块，锁紧块在弹性力的作用下向上收缩离开卡槽，进行解锁，当车轮18轮距调整完毕后，所述连接盘15的解锁端与所述通槽17分离。如图5所示，通过设置所述解锁轨16，并在所述解锁轨16上设置所述通槽17，使得当列车变轨距时，连接盘15边缘(即解锁端)从入口端滑入通槽17内，并相对所述通槽17滑动。随着列车的向前行驶，连接盘15在过渡段滑动，使得推块9朝远离锁紧块6的方向滑动，从而实现解锁，所述轴承外套3与所述锁紧块定位圈4之间能够相对滑动，从而能够进行车轮18轮距调整。当所述连接盘15在变轨距段上滑动时，此时车轮18间轮距进行调整，当车轮18轮距调整完毕后，所述连接盘15与所述通槽17分离，在所述第二弹性件13的作用下，推块9自动朝靠近所述锁紧块6的方向滑动，倾斜面11沿楔形槽12滑动，锁紧块6受到下压的作用力，从而推动锁紧块6嵌入到所述卡槽7中，实现轴承外套3与锁紧块定位圈4之间的固定。通过通槽17与连接盘15之间的相互配合，实现了在列车的变轨距过程中，轴承外套3与锁紧块定位圈4之间自动分离和自动固定，因而保证变轨距更加方便。

具体地，为了便于车轮18安装，所述车轴19设有车轮18安装座，所述车轮18安装座的直径大于所述车轴19的直径，所述内套筒20呈阶梯形，所述内套筒20的大端套设在所述车轮18安装座上，所述内套筒20的小端套设在所述车轮18安装座外侧的所述车轴19上；且所述内套筒20的长度小于车轮18安装座与其外侧的车轴19长度之和，所小于的长度等于所需变轨距的一半。

优选地，所述轴箱体2的底部设置有支撑板25，当列车变轨距时，所述支撑板25用于支撑所述轴箱体2。

在列车实现变轨距的过程中，为了使车轮18能够发生移动，需要使车轮18处于悬空状态，此时车轮18的载荷由轴箱体2来承担。在轴箱体2承担车轮18荷载的过程中，轴箱体2需要与地面设置的支撑轨接触，并相对于支撑轨滑动，以确保列车在变轨距时仍然能够继续向前行驶。通过设置所述支撑板25，使得当列车变轨距时，所述支撑板25支撑所述轴箱体2，并相对于支撑轨滑动，避免了轴箱体2直接与支撑轨接触而磨损，从而延长了轴箱体2的使用寿命。另外，所述支撑板25的表面包覆有耐磨材料层。

由以上实施例可以看出，本发明的结构设计巧妙，锁紧可靠，解锁方便，满足了列车变轨距的需求。

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，包括锁紧组件、锁紧块和解锁组件；所述锁紧组件可滑动地连接在车轴两端且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧组件与车轮固定连接，所述锁紧块弹性连接在所述轴箱体中，所述锁紧组件的外表面沿轨距的变换方向设有多个卡槽，所述锁紧块在所述解锁组件的推力作用下插入所述卡槽中实现所述车轮锁紧，通过推动所述解锁组件离开所述锁紧块，所述锁紧块在弹性力作用下向上收缩离开所述卡槽实现所述车轮解锁。

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，所述车轮通过内套筒与所述车轴可滑动连接，所述车轮固定套设在所述内套筒上，所述内套筒的内周设有内花键，所述车轴的两端分别设有与所述内花键相匹配的外花键，所述内套筒与所述车轴通过所述内花键与外花键连接。

3.根据权利要求2所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述锁紧组件包括轴承和轴承外套，所述轴承的内圈压装在所述车轮外侧的所述内套筒上，所述轴承外套压装在所述轴承的外圈，所述轴承外套与所述轴箱体之间间隙配合；所述轴承外套的外周分布有多组所述卡槽，每组所述卡槽包括多个沿所述轴承外套的轴向间隔设置的所述卡槽，间隔的距离等于所需变轨距的一半。

4.根据权利要求3所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述锁紧块沿所述轴箱体的内周均匀排布，多组所述卡槽沿所述轴承外套的外周均匀分布，所述锁紧块与多组所述卡槽一一对应。

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，所述解锁组件包括连接盘和弹性连接在所述连接盘内盘面周向的推块，所述连接盘位于所述轴箱体的外端面外，所述轴箱体的外端面设有与所述推块一一对应的第一通孔，所述推块穿过所述第一通孔并在每个所述推块与所述轴箱体的外端面内侧之间设有第二弹性件，所述推块与所述锁紧块一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述推块的外端设置为倾斜面，所述锁紧块上设有与所述倾斜面相对应的楔形槽，所述倾斜面及楔形槽均从外向内从下向上倾斜。

7.根据权利要求5所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述连接盘的外周设有解锁端，所述解锁端用于卡入设于地面的解锁轨中，通过所述解锁轨中的通槽推动所述连接盘向解锁轨的外侧移动，从而带动所述推块离开所述锁紧块，进行解锁。

8.根据权利要求5所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述锁紧组件还包括锁紧块定位圈，所述锁紧块定位圈固定套设于所述轴箱体内，所述锁紧块定位圈的周向与所述锁紧块的相对位置处设有第二通孔，且在所述锁紧块定位圈的外端面设有与所述第二通孔一一对应且连通的通道；所述通道用于所述推块进入。

9.根据权利要求8所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述轴箱体内沿其轴向从外向内依次设有相连通的第一环形通道和第二环形通道，所述第一环形通道的内径大于所述第二环形通道的内径，所述锁紧块安装在所述第一环形通道内，所述锁紧块定位圈固定安装在所述第二环形通道内。

10.根据权利要求9所述的用于变轨距轮对的锁紧机构，其特征在于，所述第一环形通道的内壁设有沿轴向延伸的滑动槽，所述滑动槽呈开口小、槽底大的T型或燕尾槽型；所述锁紧块包括锁紧块主体和与所述滑动槽相匹配的滑动块，所述锁紧块通过所述滑动块安装在所述滑动槽中，所述滑动块与所述锁紧块主体之间通过第一弹性件连接。