CN108909358B - 一种变轨距轮对及变轨距转向架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆变轨距领域，公开了一种变轨距轮对及变轨距转向架，其中，变轨距轮对包括车轮、车轴和锁紧机构，所述车轮设于所述车轴的两端，且与所述车轴通过花键连接；所述车轮的轮毂外侧向外延伸形成加长的连接套，所述锁紧机构分别压装在所述连接套上，且位于所述车轴两端的轴箱体中；所述锁紧机构设有穿过所述轴箱体底部的锁紧杆，所述锁紧杆可在外力作用下实现所述锁紧机构锁紧或解锁，从而实现所述车轮锁紧或解锁。本发明能够安全可靠地实现变轨距。

Description

一种变轨距轮对及变轨距转向架

技术领域

本发明涉及轨道车辆变轨距技术领域，特别是涉及一种变轨距轮对及变轨距转向架。

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，设置在车轴两端的车轮间的间距会发生调整，此时需要使车轮在车轴的轴线方向上进行运动，当车轮间的间距调整完毕后，则需要使车轮在车轴的轴线方向上保持固定。现有的变轨距轮对结构复杂，变轨距时可靠性不高，无法满足目前列车变轨距的需求。

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，变轨距可靠的变轨距轮对及变轨距转向架。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种变轨距轮对，包括车轮、车轴和锁紧机构，所述车轮设于所述车轴的两端，且与所述车轴通过花键连接；所述车轮的轮毂外侧向外延伸形成加长的连接套，所述锁紧机构分别压装在所述连接套上，且位于所述车轴两端的轴箱体中；所述锁紧机构设有穿过所述轴箱体底部的锁紧杆，所述锁紧杆可在外力作用下实现所述锁紧机构锁紧或解锁，从而实现所述车轮锁紧或解锁。

其中，所述锁紧机构还设有轴承组件和轴承外套，所述轴承组件的内圈压装在所述连接套的外周，所述轴承组件的外圈压装在所述轴承外套的内周，所述轴承外套的外周与所述轴箱体间隙配合。

其中，所述轴承外套的内周设有环形定位凸台，所述环形定位凸台将所述轴承外套的内周面分隔为压装工作面和锁紧工作面，所述轴承组件的外圈压装在所述压装工作面；

所述锁紧工作面的径向相对两侧分别设有一组轨距变换槽，每组所述轨距变换槽包括多个沿轴向间隔设置的轨距变换槽，且所述锁紧工作面从两组所述轨距变换槽的下方开设贯通的缺口，所述锁紧杆包括对称的两个锁紧销和与两个所述锁紧销均铰接的解锁杆，两个所述锁紧销分别用于插入对应组的单个所述轨距变换槽中，实现车轮锁紧，所述解锁杆从所述缺口延伸出所述轴承外套以及所述轴箱体，并可在外力作用下使得所述锁紧销离开所在的轨距变换槽，实现车轮解锁。

其中，所述锁紧销均包括水平段和内凹的圆弧段，所述水平段的一端与所述圆弧段的下端连接，所述圆弧段的上端设有与所述轨距变换槽相匹配的锁紧面，所述水平段的另一端设有第一铰接孔；所述解锁杆的上端设有第二铰接孔，通过铰接轴穿过所述第一铰接孔和第二铰接孔，实现两个所述锁紧销与所述解锁杆铰接连接；所述第一铰接孔、第二铰接孔的轴线均与所述轴承外套的轴线平行。

其中，所述解锁杆的下端设有T型解锁头。

其中，所述水平段与圆弧段连接处的下端设有圆弧配合面，所述轴箱体的底板上表面分别设有两个定位销，所述定位销上套设有支撑弹簧，所述支撑弹簧上套设有弹簧支撑座，所述弹簧支撑座的顶部设有与所述圆弧配合面相配合的圆弧配合槽，所述锁紧销通过所述圆弧配合面可转动地支撑在所述圆弧配合槽中。

其中，所述轴箱体中位于两个所述定位销的外侧还分别设有锁紧销限位座，所述锁紧销的圆弧段用于支撑并限位在所述锁紧销限位座中。

其中，所述轴箱体的底板设有供所述解锁杆穿过的通孔，所述通孔的形状、大小与所述解锁杆的截面形状、大小相匹配。

其中，所述锁紧工作面为四分之三圆弧面，所述缺口为四分之一圆弧面；

所述轴承组件包括轴承、轴承挡圈和密封圈，所述轴承的两端分别设有所述轴承挡圈，所述轴承挡圈与所述轴承的两端之间分别设有所述密封圈，且所述轴承组件的一端抵靠所述环形定位凸台。

其中，每组所述轨距变换槽包括两个轨距变换槽，且两个所述轨距变换槽之间的距离等于所需变轨距的一半；所述轨距变换槽的槽底呈与所述轴承外套的弧面相一致的弧面；所述锁紧面呈与该弧面相匹配的弧面。

本发明还提供一种变轨距转向架，其包括上述所述的变轨距轮对。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种变轨距轮对，包括车轮、车轴和锁紧机构，所述车轮设于所述车轴的两端，且与所述车轴通过花键连接，从而将扭矩均匀分布在车轮的内周，既便于传递扭矩，也便于车轮沿车轴滑动实现变轨距；所述车轮的轮毂外侧向外延伸形成加长的连接套，所述锁紧机构分别压装在所述连接套上，便于锁紧机构安装，且位于所述车轴两端的轴箱体中；锁紧机构设于车轮的外侧，车轮内侧部分的车轴与传统车轴保持一致，一方面为安装在车轮内侧车轴上的电机、齿轮箱等部件留有足够的设计空间，另一方面可以跟既有车的接口保持一致，便于既有车批量改造；所述锁紧机构设有穿过所述轴箱体底部的锁紧杆，所述锁紧杆可在外力作用下实现所述锁紧机构锁紧或解锁，从而实现与锁紧机构固定连接的车轮锁紧或解锁；便于车轮变换轨距，以适应不同的轨距变换需求。本发明的变轨距轮对，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为本发明一种变轨距轮对的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明一种变轨距轮对中的锁紧机构与轴箱体的配合关系示意图；

图4为本发明中轴承外套的结构示意图之一；

图5为本发明中轴承外套的结构示意图之二；

图6为本发明中轴承外套的结构示意图之三；

图7为本发明中锁紧销的结构示意图之一；

图8为本发明中锁紧销的结构示意图之二；

图9为本发明中解锁杆的结构示意图之一；

图10为本发明中解锁杆的结构示意图之二；

图中：1、车轴；2、车轮；3、轴箱体；4、压装工作面；5、锁紧工作面；6、环形定位凸台；7、轨距变换槽；8、缺口；9、锁紧销；91：水平段；92：圆弧段；10、锁紧面；11、第一铰接孔；12、圆弧配合面；13、限位挡圈；14、轴承；15、轴承外套；16、解锁杆；17、T型解锁头；18、第二铰接孔；19、底板；20、定位销；21、锁紧销限位座；22：支撑弹簧。

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1-3所示，本发明实施例提供了一种变轨距轮对，包括车轮2、车轴1和锁紧机构，所述车轮2设于所述车轴1的两端，且与所述车轴1通过花键连接，具体地，车轮2的轮毂内周设有内花键，所述车轴1的两端分别设有与所述内花键相匹配的外花键，所述车轮2与所述车轴1通过所述内花键与外花键连接，从而将扭矩均匀分布在车轮2的内周，既便于传递扭矩，也便于车轮2沿车轴1滑动实现变轨距；所述车轮2的轮毂外侧向外延伸形成加长的连接套，连接套与车轮2形成一体，确保结构的可靠性，所述锁紧机构分别压装在所述连接套上，且位于所述车轴1两端的轴箱体3中，锁紧机构与轴箱体3间隙配合；所述锁紧机构设有穿过所述轴箱体3底部的锁紧杆，所述锁紧杆可在外力作用下上下移动实现所述锁紧机构锁紧或解锁，从而实现与锁紧机构连接的所述车轮2锁紧或解锁；从而便于车轮2变换轨距，以适应不同的轨距变换需求。而且锁紧可靠，解锁方便，满足了列车变轨距的需求。

进一步地，所述锁紧机构还设有轴承组件和轴承外套15，所述轴承组件的内圈压装在所述车轮2的连接套的外周，所述轴承组件的外圈压装在所述轴承外套15的内周，通过轴承组件连接轴承外套15和车轮2，既连接可靠而且还便于车轮2转动，所述轴承外套15的外周与所述轴箱体3间隙配合，用于实现轴承外套15相对于轴箱体3能够滑动，且轴箱体3的轴向尺寸加大并设置有空腔，空腔距离为所需变轨距的一半。

如图4-6所示，具体地，所述轴承外套15的内周设有环形定位凸台6，所述环形定位凸台6将所述轴承外套15的内周面分隔为压装工作面4和锁紧工作面5，所述轴承组件的外圈压装在所述压装工作面4内，即轴承外套15与轴承组件过盈配合，连接为可靠的一体结构；

所述锁紧工作面5的径向相对两侧分别设有一组轨距变换槽7，每组所述轨距变换槽7包括多个沿轴向间隔设置的轨距变换槽7，优选地，每组所述轨距变换槽7包括两个轨距变换槽7，且两个所述轨距变换槽7之间的距离等于所需变轨距的一半，且所述锁紧工作面5从两组所述轨距变换槽7的下方开设贯通的缺口8，本实施例中，所述锁紧工作面5为四分之三圆弧面，所述缺口8为四分之一圆弧面；所述锁紧杆包括对称的两个锁紧销9和与两个所述锁紧销9均铰接的解锁杆16，两个所述锁紧销9分别用于插入对应组的单个所述轨距变换槽7中，此时，锁紧杆、轴承外套15相对于轴箱体3位置固定，车轮2锁紧，所述解锁杆16从所述缺口8延伸出所述轴承外套15以及所述轴箱体3，并可在外力作用下例如向下的拉力作用下使得所述锁紧销9离开所在的轨距变换槽7，此时，轴承外套15与锁紧杆分离，轴承外套15、轴承组件以及车轮2形成的一体结构相对于轴箱体3具有滑动趋势，实现车轮2解锁，此时，向内或向外推动车轮2移动变轨距的距离，到达另一个轨距变换槽7时，外力撤销，解锁杆16向上移动，锁紧销9受到向内的推力插入相对的轨距变换槽7中，实现锁紧，从而完成车轮2变换轨距，结构简单，操作方便。

如图7-8所示，具体地，所述锁紧销9均包括水平段91和内凹的圆弧段92，所述水平段91的一端与所述圆弧段92的下端连接，所述圆弧段92的上端设有与所述轨距变换槽7相匹配的锁紧面10，所述轨距变换槽7的槽底呈与所述轴承外套15的弧面相一致的弧面，所述锁紧面10呈与该弧面相匹配的弧面；所述水平段91的另一端设有第一铰接孔11；如图9-10所示，所述解锁杆16的上端设有第二铰接孔18，通过铰接轴穿过两个所述第一铰接孔11和第二铰接孔18，实现两个所述锁紧销9与所述解锁杆16铰接连接；且，所述第一铰接孔11、第二铰接孔18的轴线均与所述轴承外套15的轴线平行，以保证下拉或上推解锁杆16时，两个锁紧销9沿垂直于轴承外套15的轴线方向移动。所述解锁杆16的下端设有T型解锁头17，用于和地面变轨装置共同作用实现解锁。

进一步地，如图7-8所示，所述水平段91与圆弧段92连接处的下端设有圆弧配合面12，所述轴箱体3的底板19上表面分别设有两个定位销20，用于实现锁紧销9横向定位，所述定位销20上套设有支撑弹簧22，支撑弹簧22为预压缩状态用于实现锁紧销9的安全锁紧，所述支撑弹簧22上套设有弹簧支撑座，所述弹簧支撑座的顶部设有与所述圆弧配合面12相配合的圆弧配合槽，所述锁紧销9通过所述圆弧配合面12可转动地支撑在所述圆弧配合槽中，形成支点来实现锁紧销9相对于弹簧支撑座的转动。

本发明的实施例中，如图2-3所示，所述轴箱体3中位于两个所述定位销20的外侧还分别设有锁紧销限位座21，所述锁紧销9的圆弧段92用于支撑并限位在所述锁紧销限位座21中。

如图2-3所示，此外，所述轴箱体3的底板19设有供所述解锁杆16穿过的通孔，所述通孔的形状、大小与所述解锁杆16的截面形状、大小相匹配，确保解锁杆16能够沿该通孔上下移动，而不会存在晃动。

在相铰接的两个锁紧销9和解锁杆16以及支撑弹簧22的作用下，左侧的锁紧销9以其与左侧弹簧支撑座配合的圆弧配合面12为转动中心顺时针转动，右侧的锁紧销9以其与右侧弹簧支撑座配合的圆弧配合面12为转动中心逆时针转动，使变曲率圆弧锁紧销9顺利的从轴承外套15的轨距变换槽7中脱出，实现解锁，车轮2横向自由度被释放，车轮2在相应的滑动对中轨中被迫向新的轨距运动，此时压装在车轮2上的轴承组件以及压装在轴承外圈上的轴承外套15随着车轮2一起横向运动以适应新的轨距。

当车轮2横向运动到达新的轨距时，解锁杆16在支撑弹簧22恢复力的作用下向上运动，左侧的锁紧销9以其与左侧弹簧支撑座配合的圆弧配合面12为转动中心逆时针转动，右侧的锁紧销9以其与右侧弹簧支撑座配合的圆弧配合面12为转动中心顺时针转动，使变曲率圆弧锁紧销9再一次和轨距变换槽7锁紧配合。

车辆继续前进，新的宽轨钢轨呈上升斜面，使载荷重新加到车轮2上，完成轨距变换的全过程，车轮2以新的轨距开始向前运行。

从较大轨距的轨道过渡到较小轨距的轨道上的反向过程是以同样的方法实现的。

所述轴承组件包括轴承14、轴承挡圈和密封圈，所述轴承14的两端分别设有所述轴承挡圈，所述轴承挡圈与所述轴承的两端之间分别设有所述密封圈，且所述轴承组件的一端抵靠所述环形定位凸台6。优选地，密封圈的密封方式采用曲路密封，曲路密封也叫迷宫密封，是通过设置迷宫一样的小间隙-曲折的空气路径实现的；轴箱体3内侧密封：轴承内挡圈固定在车轮2轮轴配合面，轴承外挡圈固定在轴承外套15上，轴承内外挡圈之间设置有曲路密封；轴箱外侧密封：轴承内挡圈和轴承外套15设置曲路密封。纯迷宫密封不设置橡胶密封圈，若不满足密封要求，可在间隙中设置相应的橡胶密封圈。

如图1所示，轴承外套15位于所述压装工作面4的外端设有限位挡圈13，从而确保轴承外套15与轴箱体3之间的限位，防止轴承外套15与轴箱体3直接硬性接触，保护轴承外套15与轴箱体3，而且也可以起到防尘的效果。

本发明还提供一种变轨距转向架，其包括上述所述的变轨距轮对；以实现转向架变轨距。

由以上实施例可以看出，本发明能够可靠地实现锁紧和解锁，从而确保变轨距轮对操作方便，能够方便、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 (8)

1.一种变轨距轮对，其特征在于，包括车轮、车轴和锁紧机构，所述车轮设于所述车轴的两端，且与所述车轴通过花键连接；所述车轮的轮毂外侧向外延伸形成加长的连接套，所述锁紧机构分别压装在所述连接套上，且位于所述车轴两端的轴箱体中；所述锁紧机构设有穿过所述轴箱体底部的锁紧杆，所述锁紧杆可在外力作用下实现所述锁紧机构锁紧或解锁，从而实现所述车轮锁紧或解锁；

所述锁紧机构还设有轴承组件和轴承外套，所述轴承组件的内圈压装在所述连接套的外周，所述轴承组件的外圈压装在所述轴承外套的内周，所述轴承外套的外周与所述轴箱体间隙配合；

所述轴承外套的内周设有环形定位凸台，所述环形定位凸台将所述轴承外套的内周面分隔为压装工作面和锁紧工作面，所述轴承组件的外圈压装在所述压装工作面；

所述锁紧工作面的径向相对两侧分别设有一组轨距变换槽，每组所述轨距变换槽包括多个沿轴向间隔设置的轨距变换槽，且所述锁紧工作面从两组所述轨距变换槽的下方开设贯通的缺口，所述锁紧杆包括对称的两个锁紧销和与两个所述锁紧销均铰接的解锁杆，两个所述锁紧销分别用于插入对应组的单个所述轨距变换槽中，实现车轮锁紧，所述解锁杆从所述缺口延伸出所述轴承外套以及所述轴箱体，并可在外力作用下使得所述锁紧销离开所在的轨距变换槽，实现车轮解锁；所述锁紧销均包括水平段和内凹的圆弧段，所述水平段的一端与所述圆弧段的下端连接，所述圆弧段的上端设有与所述轨距变换槽相匹配的锁紧面，两个所述锁紧销与所述解锁杆铰接连接；所述水平段与圆弧段连接处的下端设有圆弧配合面，所述轴箱体的底板上表面分别设有两个定位销，所述定位销上套设有支撑弹簧，所述支撑弹簧上套设有弹簧支撑座，所述弹簧支撑座的顶部设有与所述圆弧配合面相配合的圆弧配合槽，所述锁紧销通过所述圆弧配合面可转动地支撑在所述圆弧配合槽中。

2.根据权利要求1所述的变轨距轮对，其特征在于，所述水平段的另一端设有第一铰接孔；所述解锁杆的上端设有第二铰接孔，通过铰接轴穿过所述第一铰接孔和第二铰接孔，所述第一铰接孔、第二铰接孔的轴线均与所述轴承外套的轴线平行。

3.根据权利要求1所述的变轨距轮对，其特征在于，所述解锁杆的下端设有T型解锁头。

4.根据权利要求1所述的变轨距轮对，其特征在于，所述轴箱体中位于两个所述定位销的外侧还分别设有锁紧销限位座，所述锁紧销的圆弧段用于支撑并限位在所述锁紧销限位座中。

5.根据权利要求1所述的变轨距轮对，其特征在于，所述轴箱体的底板设有供所述解锁杆穿过的通孔，所述通孔的形状、大小与所述解锁杆的截面形状、大小相匹配。

6.根据权利要求1所述的变轨距轮对，其特征在于，所述锁紧工作面为四分之三圆弧面，所述缺口为四分之一圆弧面；

所述轴承组件包括轴承、轴承挡圈和密封圈，所述轴承的两端分别设有所述轴承挡圈，所述轴承挡圈与所述轴承的两端之间分别设有所述密封圈，且所述轴承组件的一端抵靠所述环形定位凸台。

7.根据权利要求1所述的变轨距轮对，其特征在于，每组所述轨距变换槽包括两个轨距变换槽，且两个所述轨距变换槽之间的距离等于所需变轨距的一半；所述轨距变换槽的槽底呈与所述轴承外套的弧面相一致的弧面；所述锁紧面呈与该弧面相匹配的弧面。

8.一种变轨距转向架，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的变轨距轮对。

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