CN109532919A - 用于变轨距轮对的接地装置及变轨距轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变轨距技术领域，提供了一种用于变轨距轮对的接地装置，变轨距轮对包括车轮、车轴和锁紧机构；车轮设于车轴的两端，且与车轴通过花键连接；锁紧机构分别设于车轮的外侧，且位于车轴两端的轴箱体中，锁紧机构包括由内向外依次套接的内套筒、滚动轴承和外套筒，内套筒与车轴间隙配合，内套筒朝向车轮的一端延伸出轴箱体且与车轮紧固连接；接地装置包括摩擦环和导电刷，摩擦环紧固套设在位于轴箱体内的内套筒外，导电刷安装在轴箱体内且与摩擦环的外表面接触，导电刷连接有接地线，接地线用于与车体连接，通过接地装置将车体的电流从内套筒引到车轮并引入地下。本发明能够保证接地电流不经过轮轴间的花键结构，避免花键结构发生电蚀。

Description

用于变轨距轮对的接地装置及变轨距轨道车辆

技术领域

本发明涉及车辆变轨距技术领域，特别是涉及一种用于变轨距轮对的接地装置及变轨距轨道车辆。

背景技术

为了满足邻近国家不同轨距轨道间的运输要求，发明了可变轨距的转向架，能够在不同轨距轨道间连续运行。

变轨距转向架轮对设计过程中，采用了非独立轮对形式，车轮和车轴采用花键连接，车轮和车轴的连接面需要绝缘介质润滑，不利于传统轴端接地形式的实现。为防止变轨距轮对部件发生过电流情况，亟需设计匹配的接地装置。

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接地装置，以使得接地电流不经过轮轴间的花键结构，避免花键结构发生电蚀。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于变轨距轮对的接地装置，所述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；所述锁紧机构分别设于所述车轮的外侧，且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧机构包括由内向外依次套接的内套筒、滚动轴承和外套筒，所述内套筒与所述车轴间隙配合，所述内套筒朝向所述车轮的一端延伸出所述轴箱体且与所述车轮紧固连接；所述接地装置包括摩擦环和导电刷，所述摩擦环紧固套设在位于所述轴箱体内的所述内套筒外，所述导电刷安装在所述轴箱体内且与所述摩擦环的外表面接触，所述导电刷连接有接地线，所述接地线用于与车体连接。

本发明实施例中，所述轴箱体靠近所述车轮端设有内端盖，远离所述车轮端设有外端盖，所述外套筒的端部与所述内端盖之间留有空隙，所述摩擦环套设在位于所述空隙中的所述内套筒外。

本发明实施例中，所述摩擦环靠近所述外套筒侧设有向径向外延伸的凸缘，所述凸缘与所述外套筒之间形成密封结构。

本发明实施例中，所述内端盖设有过线孔，所述导电刷通过导电支撑件与所述内端盖的所述过线孔连接，所述导电刷与所述摩擦环相对设置，所述导电支撑件的外端与所述过线孔外通过紧固件连接，且紧固件与过线孔外设有密封垫片密封，所述接地线与所述导电支撑件的外端连接。

本发明实施例中，所述导电刷为碳刷，所述导电支撑件为铜排。

本发明实施例中，所述车轴设置为中间直径大于两端直径的阶梯轴，所述车轮设于所述阶梯轴的中间轴上且分设于所述中间轴的两端，所述锁紧机构设于所述阶梯轴的两端轴上；所述车轮的内周设有内花键，所述阶梯轴的中间轴的两端分别设有外花键，所述车轮与所述中间轴的两端通过所述内花键与外花键配合连接，所述内花键与外花键之间设有绝缘介质的润滑油。

本发明实施例中，所述内套筒套设在所述阶梯轴的两端轴上，且所述内套筒与所述阶梯轴的轴肩之间留有轨距变换间距。

本发明实施例中，所述内套筒与所述车轮连接的一端设置为外扩的阶梯孔，所述阶梯孔的大孔内径与所述阶梯轴的中间轴的外径相适应，所述阶梯孔的小孔内径与所述阶梯轴的两端轴的内径相适应。

本发明实施例中，所述内套筒的阶梯孔外形成轴肩，所述轴肩的周向形成向内凹陷的凹环，所述摩擦环安装在所述凹环外，所述摩擦环的厚度小于等于所述凹环的深度。

本发明实施例还提供一种变轨距轨道车辆，包括车体和所述的用于变轨距轮对的接地装置，所述接地线与所述车体的底部连接，所述接地装置用于将车体的接地电流从内套筒引到车轮，再从车轮引到车轮行驶的轨道。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例提供的一种用于变轨距轮对的接地装置，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，便于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；所述锁紧机构分别设于所述车轮的外侧，且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧机构包括由内向外依次套接的内套筒、滚动轴承和外套筒，所述内套筒与所述车轴间隙配合，所述内套筒朝向所述车轮的一端延伸出所述轴箱体且与所述车轮紧固连接；该接地装置包括摩擦环和导电刷，所述摩擦环紧固套设在位于轴箱体内的内套筒外，所述导电刷安装在所述轴箱体内且与所述摩擦环的外表面接触导电，所述导电刷连接有接地线，所述接地线用于与车体连接；引导电流路径为：车体-导电刷-摩擦环-内套筒-车轮-轨道，接地过程中电流不经过车轴，不经过轮轴间花键，避免花键结构发生电蚀，不受花键结构间润滑介质的影响。

附图说明

图1为本发明实施例一种用于变轨距轮对的接地装置的局部轴向剖视图；

图2为本发明实施例一种用于变轨距轮对的接地装置中轴箱体内端盖处的局部剖视图；

图3为图2中的B-B剖视图；

图中：1：车轮；2：车轴；3：内套筒；4：滚动轴承；5：外套筒；6：轴箱体；61：内端盖；7：摩擦环；8：导电刷；9：接地线；10：导电支撑件。

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。

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。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种用于变轨距轮对的接地装置，所述变轨距轮对包括车轮1、车轴2和锁紧机构；所述车轮1设于所述车轴2的两端，且与所述车轴2通过花键连接，车轮1与车轴2通过内花键与外花键配合连接，以将扭矩均匀分布在车轮1的内周，既便于传递扭矩，也便于车轮1沿车轴2滑动实现变轨距；所述锁紧机构分别设于所述车轮1的外侧，且位于所述车轴2两端的轴箱体6中，所述锁紧机构包括由内向外依次套接的内套筒3、滚动轴承4和外套筒5，在列车正常运行时，内套筒3和滚动轴承4的内圈跟随车轮1一起转动，滚动轴承4的外圈和外套筒5保持相对固定，所述内套筒3与所述车轴2间隙配合，所述内套筒3朝向所述车轮1的一端延伸出所述轴箱体6且与所述车轮1紧固连接，当变轨距时，车轮1带动内套筒3、滚动轴承4以及外套筒5一起相对轴箱体6移动；所述接地装置包括摩擦环7和导电刷8，所述摩擦环7紧固套设在位于所述轴箱体6内的所述内套筒3外，所述导电刷8安装在所述轴箱体6内且与所述摩擦环7的外表面接触便于导电，所述摩擦环7为圆环，结构小巧，套设在内套筒3外，不占用轴箱体6内的空间，导电刷8与摩擦环7保证稳定的接触状态，内套筒3与车轮1直接连接，能够将电流直接导引到车轮1上，所述导电刷8连接有接地线9，所述接地线9用于与车体连接；引导电流路径为：车体-导电刷8-摩擦环7-内套筒3-车轮1-轨道，接地过程中电流不经过车轴2，不经过轮轴间花键，避免花键结构发生电蚀，不受花键结构间绝缘润滑介质的影响。

本发明实施例中，如图2所示，所述轴箱体6靠近所述车轮1端设有内端盖61，远离所述车轮1端设有外端盖，所述外套筒5的端部与所述内端盖61之间留有空隙，滚动轴承4的端部与外套筒5的端部平齐，为了便于摩擦环7安装，所述摩擦环7套设在位于所述空隙中的所述内套筒3外。

本发明实施例中，如图3所示，所述摩擦环7靠近所述外套筒5侧设有向径向外延伸的凸缘，所述凸缘与所述外套筒5之间形成密封结构，具体形成迷宫结构，将滚动轴承4的端部密封，能够局部范围内起到隔离摩擦环7与导电刷8摩擦过程中产生的粉尘对滚动轴承4的影响。

本发明实施例中，具体地，如图2所示，所述内端盖61设有过线孔，所述导电刷8通过导电支撑件10例如铜排与所述内端盖61的所述过线孔连接，由导电支撑件10将导电刷8安装在内端盖61上，导电支撑件10具体呈倒L型，先从内端盖61的侧壁水平延伸然后向下延伸，导电刷8安装在L型向下延伸的下端，所述导电刷8与所述摩擦环7相对设置，所述导电支撑件10的外端与所述过线孔外通过紧固件连接，例如导电支撑件10的外端设置外螺纹，通过螺母与外螺纹连接将导电支撑件10固定，且紧固件与过线孔外设有密封垫片进行密封，所述接地线9与所述导电支撑件10的外端连接，且可以在接地线9与所述导电支撑件10的连接处设置保护装置。

本发明实施例中，所述导电刷8为碳刷，碳刷(Carbon brush)也叫电刷，作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用，碳刷在产品应用材质主要有石墨，浸脂石墨，金属(含铜，银)石墨，碳刷的作用主要是对金属磨擦的同时导电，不像金属对金属磨擦导电，金属对金属磨擦导电时，磨擦力可能会增大，同时交接的地方可能会烧结在一起，而碳刷则不会，因为碳和金属是两种不同的元素。

本发明实施例中，为了便于锁紧机构安装定位，所述车轴2设置为中间直径大于两端直径的阶梯轴，所述车轮1设于所述阶梯轴的中间轴上且分设于所述中间轴的两端，所述锁紧机构设于所述阶梯轴的两端轴上；所述车轮1的内周设有内花键，所述阶梯轴的中间轴的两端分别设有外花键，所述车轮1与所述中间轴的两端通过所述内花键与外花键配合连接，所述内花键与外花键之间设有绝缘介质的润滑油。

本发明实施例中，所述内套筒3套设在所述阶梯轴的两端轴上，且所述内套筒3与所述阶梯轴的轴肩之间留有轨距变换间距，以保证在变轨距时，内套筒3有足够的沿车轴2移动的距离，而不会与车轴2发生干涉。

本发明实施例中，所述内套筒3与所述车轮1连接的一端设置为外扩的阶梯孔，所述阶梯孔的大孔内径与所述阶梯轴的中间轴的外径相适应，所述阶梯孔的小孔内径与所述阶梯轴的两端轴的内径相适应；以便于在变轨距时，随着内套筒3相对于车轴2的移动，阶梯孔的大孔能够套设在阶梯轴的中间轴上，阶梯孔的大孔的内台阶面与阶梯轴的轴肩之间的距离为轨距变换间距，当阶梯孔的大孔的内台阶面与阶梯轴的轴肩贴合时，两者达到最大限位距离，即变轨距的最大距离。

本发明实施例中，所述内套筒3的阶梯孔外形成轴肩，所述轴肩的周向形成向内凹陷的凹环，即凹环的外径小于内套筒3与阶梯孔的大孔对应的外径，所述摩擦环7安装在所述凹环外，所述摩擦环7的厚度小于等于所述凹环的深度，从而不会影响内套筒3相对轴箱体6的往复移动。

本发明实施例还提供了一种变轨距轨道车辆，包括车体和所述的用于变轨距轮对的接地装置，所述接地线9与所述车体的底部转向架连接，所述接地装置用于将车体的接地电流从内套筒3引到车轮1，再从车轮1引到车轮1行驶的轨道，并排入地下，实现接地，保障变轨距轨道车辆的运行安全。

由以上实施例可以看出，本发明实施例能够保证接地电流不经过轮轴间的花键结构，避免花键结构发生电蚀。

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接地装置，其特征在于，所述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；所述锁紧机构分别设于所述车轮的外侧，且位于所述车轴两端的轴箱体中，所述锁紧机构包括由内向外依次套接的内套筒、滚动轴承和外套筒，所述内套筒与所述车轴间隙配合，所述内套筒朝向所述车轮的一端延伸出所述轴箱体且与所述车轮紧固连接；所述接地装置包括摩擦环和导电刷，所述摩擦环紧固套设在位于所述轴箱体内的所述内套筒外，所述导电刷安装在所述轴箱体内且与所述摩擦环的外表面接触，所述导电刷连接有接地线，所述接地线用于与车体连接。

2.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述轴箱体靠近所述车轮端设有内端盖，远离所述车轮端设有外端盖，所述外套筒的端部与所述内端盖之间留有空隙，所述摩擦环套设在位于所述空隙中的所述内套筒外。

3.根据权利要求2所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述摩擦环靠近所述外套筒侧设有向径向外延伸的凸缘，所述凸缘与所述外套筒之间形成密封结构。

4.根据权利要求2所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述内端盖设有过线孔，所述导电刷通过导电支撑件与所述内端盖的所述过线孔连接，所述导电刷与所述摩擦环相对设置，所述导电支撑件的外端与所述过线孔外通过紧固件连接，且紧固件与过线孔外设有密封垫片密封，所述接地线与所述导电支撑件的外端连接。

5.根据权利要求4所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述导电刷为碳刷，所述导电支撑件为铜排。

6.根据权利要求1所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述车轴设置为中间直径大于两端直径的阶梯轴，所述车轮设于所述阶梯轴的中间轴上且分设于所述中间轴的两端，所述锁紧机构设于所述阶梯轴的两端轴上；所述车轮的内周设有内花键，所述阶梯轴的中间轴的两端分别设有外花键，所述车轮与所述中间轴的两端通过所述内花键与外花键配合连接，所述内花键与外花键之间设有绝缘介质的润滑油。

7.根据权利要求6所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述内套筒套设在所述阶梯轴的两端轴上，且所述内套筒与所述阶梯轴的轴肩之间留有轨距变换间距。

8.根据权利要求7所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述内套筒与所述车轮连接的一端设置为外扩的阶梯孔，所述阶梯孔的大孔内径与所述阶梯轴的中间轴的外径相适应，所述阶梯孔的小孔内径与所述阶梯轴的两端轴的内径相适应。

9.根据权利要求8所述的用于变轨距轮对的接地装置，其特征在于，所述内套筒的阶梯孔外形成轴肩，所述轴肩的周向形成向内凹陷的凹环，所述摩擦环安装在所述凹环外，所述摩擦环的厚度小于等于所述凹环的深度。

10.一种变轨距轨道车辆，包括车体，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接地装置，所述接地线与所述车体的底部连接，所述接地装置用于将车体的接地电流从内套筒引到车轮，再从车轮引到车轮行驶的轨道。