CN111038544B - 一种双锥簧的限位方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种双锥簧的限位方法及装置，一系悬挂装置包括底座、锥形弹簧和限位止挡，底座中沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧，每个锥形弹簧中都开设有贯穿底部的空腔，限位止挡设置在所述的空腔中，且限位止挡的下端与底座连接；当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向、纵向或垂向方向的相对移动时，锥形弹簧会与限位止挡相顶，从而阻止锥形弹簧的移动。本发明能对锥形弹簧和转向架进行垂向、横向、纵向三个方向的限位，从而确保车辆的安全运行。

Description

一种双锥簧的限位方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆领域，具体涉及一种一系悬挂装置的止档、限位方法及结构。

背景技术

轴箱内置式转向架是将轴箱置于轮对内侧的轨道车辆转向架，该类型转向架有效减小了构架空间尺寸，该类型转向架的最小曲线通过半径较普通转向架显著缩小，进而大幅提高该型转向架的转弯机动性和灵活性。此外，该类型转向架也最大限度满足了转向架轻量化的设计需求。为了适应欧洲一些国家多山、多弯道的地理环境，车辆行驶过程中经常需要进行较小的转弯，这就需要车辆具有很强的小曲率半径通过能力。

而现有的一系悬挂装置都是设置在轴箱的两侧，这种结构在车辆进行小曲率转弯时转向架的转动角度会受到轴箱两侧的一系悬挂装置制约，因此难以适应多山、多弯道的一些欧洲国家的地理环境。

如果直接把现有的锥形弹簧设置在轴箱的上方，虽然能很好的实现小曲率转弯，但由于轴箱上方的空间极为有限，尤其是横向方向的空间十分吃紧，一系悬挂装置实现各种复杂技术要求难度大。锥形弹簧在垂向、横向、纵向三个方向的刚度都会太小，而难以达到车辆行驶对刚度的实际要求，车辆行驶会存在安全隐患。因此，为确保车辆的安全运行，需要对锥形弹簧在垂向、横向、纵向三个方向进行限位。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何让车辆改善通过小曲率半径的转弯性能的同时，能对一系悬挂装置的锥形弹簧垂向、横向、纵向三个方向进行限位，从而确保车辆的安全运行。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种双锥簧的限位装置，一系悬挂装置包括底座、锥形弹簧和限位止挡，底座中沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧，每个锥形弹簧中都开设有贯穿底部的空腔，限位止挡设置在所述的空腔中，且限位止挡的下端与底座连接；当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向、纵向或垂向方向的相对移动时，锥形弹簧会与限位止挡相顶，从而阻止锥形弹簧的移动。

优选的，锥形弹簧包括橡胶体、芯轴和外套，橡胶体内嵌有环形的隔板，橡胶体上端内侧与芯轴的外侧连接，橡胶体下端外侧与外套的内侧连接；锥形弹簧内开设空腔是指：橡胶体、芯轴和外套内都开有相互连通的空腔。

优选的，底座包括底板、外壳和桥接部，外壳和桥接部一体成型在底板的外侧，桥接部的两侧各设置有一个外壳，外壳和桥接部无缝连接在一起，外壳和桥接部连接成的整体的横截面为8字形。

优选的，两个锥形弹簧沿纵向方向并排设置在底座的外壳中，且每个锥形弹簧的外套的外侧与底座的外壳的内侧贴紧，使得锥形弹簧下端过盈配合安装在底座中。

优选的，限位止挡包括止挡座和止挡杆，止挡杆一体成型在止挡座上方；止挡座的垂向截面为“凸”字形截面，止挡座的下端为下座阶，止挡座的上端为上座阶。

优选的，底板上开有与止挡座形状和大小匹配的底安装孔，限位止挡的下端与底座连接是指：限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中。

一种双锥簧的限位方法，一系悬挂装置包括底座、锥形弹簧和限位止挡，通过在底座中沿纵向方向并排安装两个锥形弹簧，并在每个锥形弹簧中都开设贯穿底部的空腔，让限位止挡的下端与底座连接，且将两个限位止挡设置在所述的空腔中，使得每个锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向、纵向或垂向方向的相对移动时，锥形弹簧的会与限位止挡相顶，从而阻止锥形弹簧的移动，对两个锥形弹簧进行限位。

优选的，限位止挡包括止挡座和止挡杆，将止挡杆一体成型在止挡座上方，将止挡座的垂向截面设置为“凸”字形截面，止挡座的下端为下座阶，止挡座的上端为上座阶；在底板上开与止挡座形状和大小匹配的底安装孔，将限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中。

优选的，限位止挡设置在锥形弹簧空腔中，当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向或纵向方向的相对移动时，锥形弹簧的内侧会与限位止挡的止挡杆相顶，而限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中不能移动，因此止挡杆会阻止锥形弹簧在横向或纵向方向的移动。

优选的，锥形弹簧包括橡胶体、芯轴和外套，橡胶体连接在芯轴的外侧，外套连接在橡胶体的外侧；限位止挡设置在锥形弹簧空腔中，当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的垂向方向的相对移动时，锥形弹簧的芯轴的下端会与限位止挡的上座阶相顶，从而阻止锥形弹簧在垂向方向的移动。

本发明的有益技术效果是：本发明将由两个锥形弹簧并联组装在一起的一系悬挂装置放置在轴箱与转向架之间，在每个锥形弹簧中都开设贯穿底部的空腔，并将两个限位止挡设置在所述的锥形弹簧的空腔中，能对锥形弹簧和转向架进行垂向、横向、纵向三个方向的限位，从而确保车辆的安全运行。

附图说明

图1为实施例一中一系悬挂装置的整体结构示意图；

图2为实施例一中底座的立体结构示意图；

图3为实施例一中止挡座的剖视结构示意图；

图4为实施例一中底座的结构示意图；

图5为实施例一中一系悬挂装置的安装结构示意图；

图中：1转向架、11止挡孔、2顶板、3芯轴、41橡胶体、42隔板、43外套、5底座、51底板、52外壳、53桥接部、54侧减重孔、55中减重孔、56底安装孔、61止挡座、611下座阶、612上座阶、62止挡杆、7空腔、8绝缘体、9轴箱座。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

实施例一

如图1、图2和图5所示，一系悬挂装置包括底座5、顶板2、锥形弹簧和限位止挡，其中锥形弹簧包括橡胶体41、芯轴3和外套43。单个的锥形弹簧为旋转体，底座5和顶板2之间沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧，锥形弹簧的芯轴3的上端以间隙配合的方式安装在止挡孔11中。在芯轴3、橡胶体41和外套43的中部都开有相互连通的空腔7，限位止挡下端的止挡座61以过盈配合的方式卡合在底座5下端的底板51中，限位止挡的上端延伸到芯轴3中部开的空腔7内。

橡胶体41内嵌有环形的隔板42，橡胶体41和隔板42都为空心的倒锥状，也就是说，隔板42上端的直径大于隔板42下端的直径。橡胶体41上端内侧与芯轴3外侧连接，橡胶体41下端外侧与外套43的内侧连接。绝缘体8为空心的圆管状，绝缘体8过盈配合安装在芯轴3内侧。

如图1、图2和图3所示，底座5包括底板51、外壳52和桥接部53，外壳52和桥接部53一体成型在底板51的外侧，桥接部53的两侧各设置有一个外壳52，外壳52和桥接部53无缝连接在一起，外壳52和桥接部53连接成的整体的横截面为8字形。其中，外壳52和桥接部53的中间都被挖空，每个外壳52的横截面为C字形。锥形弹簧为旋转体，两个锥形弹簧的下端过盈配合安装在外壳52中，为防止两个锥形弹簧安装时会产生相互干涉，才在两个外壳52之间设置桥接部53。而为了满足车辆轻量化设计的需要，对底板51和桥接部53都进行了挖空，底板51在桥接部53位置处开有贯通底板51的中减重孔55，且底板51在两个止挡座61外侧还开有贯通底板51的侧减重孔54。

如图2、图3和图4所示，限位止挡包括止挡座61和止挡杆62，止挡杆62一体成型在止挡座61上方，止挡座61的下端为圆柱状的下座阶611，止挡座61的上端为圆柱状的上座阶612，止挡座61的垂向截面为“凸”字形截面。底板51上开有与止挡座61形状和大小匹配的底安装孔56，底安装孔56的垂向截面也为“凸”字形截面，限位止挡的止挡座61卡合在底板51的底安装孔56中，使得下座阶611的上表面与底板51的下表面在垂向方向上相顶。

如图1和图5所示，为了满足车辆轻量化设计的需要，顶板2中间开有贯通的顶部减重孔23。顶板2和转向架1中都开有安装孔，两个锥形弹簧的芯轴3的上端以间隙配合的方式穿过顶板2的安装孔，并嵌在转向架1的安装孔中。使得两个锥形弹簧的下端都卡合在底座5中，两个锥形弹簧的上端都卡合在转向架1中。

如图1-5所示，本发明在车辆进行小曲率转弯时，转向架1会相对于轴箱座9移动或转动，因此，转向架1会通过芯轴3带动橡胶体41在横向方向或纵向方向上产生形变。两个锥形弹簧在产生形变时，橡胶体41首先会受到隔板42、外套43和外壳52的阻挡。当车速较快，车辆载荷较大，车辆转弯半径较小时，橡胶体41会进一步产生形变，使得止挡杆62与绝缘体8内侧之间的间距W逐渐缩小，直到止挡杆62与绝缘体8内侧相顶。由于止挡杆62能提供很大的阻挡力，此时，一系悬挂装置的刚度曲线呈现显著的非线性增长，因此，止挡杆62与绝缘体8内侧相顶时，一系悬挂装置能阻止转向架1发生进一步的横向方向或纵向方向的偏移，防止转向架1偏移量过大，从而确保车辆的安全运行。

本发明在车辆载重大的情况下运行时，车厢会通过转向架1向锥形弹簧施加很大的压力，使得锥形弹簧的橡胶体41在垂向方向上产生大幅度的形变。而当车辆进行爬坡、下坡和通过钢轨间隙处震动时都会产生的垂向方向的载荷变化，尤其是下坡的同时出现紧急刹车时，转向架1上方的载荷在垂向方向的变化是较大的。此时，芯轴3下端与止挡座61的上座阶612的上表面的间距H会逐渐缩小，直到锥形弹簧的芯轴3下端与止挡座61的上座阶612相顶，从而防止转向架1和车厢进一步下沉，确保车辆的正常运作。

很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双锥簧的限位装置，其特征在于，一系悬挂装置包括底座、锥形弹簧和限位止挡，底座中沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧，每个锥形弹簧中都开设有贯穿底部的空腔，限位止挡设置在所述的空腔中，且限位止挡的下端与底座连接；当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向、纵向或垂向方向的相对移动时，锥形弹簧会与限位止挡相顶，从而阻止锥形弹簧的移动；锥形弹簧包括橡胶体、芯轴和外套，橡胶体内嵌有环形的隔板，橡胶体上端内侧与芯轴的外侧连接，橡胶体下端外侧与外套的内侧连接；锥形弹簧内开设空腔是指：橡胶体、芯轴和外套内都开有相互连通的空腔；底座包括底板、外壳和桥接部，外壳和桥接部一体成型在底板的外侧，桥接部的两侧各设置有一个外壳，外壳和桥接部无缝连接在一起，外壳和桥接部连接成的整体的横截面为8字形；限位止挡包括止挡座和止挡杆，止挡杆一体成型在止挡座上方；止挡座的垂向截面为“凸”字形截面，止挡座的下端为下座阶，止挡座的上端为上座阶；底板上开有与止挡座形状和大小匹配的底安装孔，限位止挡的下端与底座连接是指：限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中。

2.根据权利要求1所述的一种双锥簧的限位装置，其特征在于，两个锥形弹簧沿纵向方向并排设置在底座的外壳中，且每个锥形弹簧的外套的外侧与底座的外壳的内侧贴紧，使得锥形弹簧下端过盈配合安装在底座中。

3.一种双锥簧的限位方法，其特征在于，一系悬挂装置包括底座、锥形弹簧和限位止挡，通过在底座中沿纵向方向并排安装两个锥形弹簧，并在每个锥形弹簧中都开设贯穿底部的空腔，让限位止挡的下端与底座连接，且将两个限位止挡设置在所述的空腔中，使得每个锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向、纵向或垂向方向的相对移动时，锥形弹簧会与限位止挡相顶，从而阻止锥形弹簧的移动，对两个锥形弹簧进行限位；底座包括底板、外壳和桥接部，外壳和桥接部一体成型在底板的外侧，限位止挡包括止挡座和止挡杆，将止挡杆一体成型在止挡座上方，将止挡座的垂向截面设置为“凸”字形截面，止挡座的下端为下座阶，止挡座的上端为上座阶；在底板上开与止挡座形状和大小匹配的底安装孔，将限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中；限位止挡设置在锥形弹簧空腔中，当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的横向或纵向方向的相对移动时，锥形弹簧的内侧会与限位止挡的止挡杆相顶，而限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中不能移动，因此止挡杆会阻止锥形弹簧在横向或纵向方向的移动。

4.根据权利要求3所述的一种双锥簧的限位方法，其特征在于，锥形弹簧包括橡胶体、芯轴和外套，橡胶体连接在芯轴的外侧，外套连接在橡胶体的外侧；限位止挡设置在锥形弹簧空腔中，当锥形弹簧相对于限位止挡产生大幅度的垂向方向的相对移动时，锥形弹簧的芯轴的下端会与限位止挡的上座阶相顶，从而阻止锥形弹簧在垂向方向的移动。

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