CN111645716B - 轨道车辆用导向轮装置及其导向轮位置调节方法 - Google Patents

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Abstract

轨道车辆用导向轮装置，包括与轨道配合对车体进行导向的导向轮、与车体连接的底座和弹性支撑导向轮的减振组件，其特征在于所述的减振组件沿轨道方向横跨架设于导向轮的前后两侧，导向轮的轮轴与减振组件的中心位置固定，减振器组件与底座弹性连接，行车过程中导向轮随减振组件在底座上的弹性运动与轨道保持导向配合。本发明延长导向轮的使用寿命，提高导向轮与轨道的导向配合的有效性，保证车辆运行过程中导向轮对车辆的支撑，提高行车安全。减少转弯过程中车辆的倾斜角度，提高导向轮在车辆运行工况中的导向可靠性。本发明还提供一种轨道车辆用导向轮装置的导向轮位置调节方法。

Description

轨道车辆用导向轮装置及其导向轮位置调节方法
技术领域
本发明涉及轨道车辆用导向轮装置及其导向轮位置调节方法，属于轨道车辆用导向轮技术领域。
背景技术
目前磁悬浮列车、空轨车、悬挂车车在运行过程中，车体需要导向轮进行导向前进或者进出站时需要导向轮进行导向防止车辆倾斜。。
传统结构的导向轮装置为避免导向轮受力过大出现卡死现象，导向轮与轨道间一般采用间隙配合，由于施工误差和轮体磨损等情况，会出现间隙不均匀，当间隙过大时，导致车体左右摆动幅度过大或者倾斜的现象；当间隙过小时，导致导向轮摩擦异常，导向轮提前报废。现有导向轮装置中，其摆正速度慢，不容易摆正、经常出现不导向的状况，在车体转弯时，会出现倾斜角度过大而存在危险。
发明内容
本发明提供的轨道车辆用导向轮装置及其导向轮位置调节方法，延长导向轮的使用寿命，提高导向轮与轨道的导向配合的有效性，保证车辆运行过程中导向轮对车辆的支撑，提高行车安全，减少转弯过程中车辆的倾斜角度，提高导向轮在车辆运行工况中的导向可靠性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
轨道车辆用导向轮装置，包括与轨道配合对车体进行导向的导向轮、与车体连接的底座和弹性支撑导向轮的减振组件，其特征在于所述的减振组件沿轨道方向横跨架设于导向轮的前后两侧，导向轮的轮轴与减振组件的中心位置固定，减振器组件与底座弹性连接，行车过程中导向轮随减振组件在底座上的弹性运动与轨道保持导向配合。
优选的，所述的底座包括固定底板和设置在导向轮径向前后两侧且与固定底板固定的固定支架，减振组件包括沿轨道方向设置且端部分别与固定支架可活动连接的移动横梁和用于支撑移动横梁且呈压缩状态的压缩弹簧，轮轴与移动横梁的中心位置固定，压缩弹簧随导向轮与轨道的脱离而伸长，推动移动横梁在固定支架上运动，使导向轮运动至与轨道导向配合。
优选的，所述的压缩弹簧与移动横梁垂直且连接在移动横梁端部和固定底板之间，压缩弹簧通过弹性恢复力推动移动横梁端部在固定支架上运动，使导向轮运动。
优选的，所述的固定支架由两块与压缩弹簧平行的固定侧板组成，移动横梁的端部夹在两块固定侧板之间，固定侧板上均开有与压缩弹簧平行的腰形孔，连接销穿过腰形孔将移动横梁端部可活动的连接在固定侧板上，连接销在腰形孔中的运动带动移动横梁端部在固定支架上运动。
优选的，所述的移动横梁的每一端均连接有两个同轴对齐的连接销，压缩弹簧 位于两个连接销之间的中心位置，导向轮位于两个压缩弹簧之间，且导向轮与压缩弹簧沿轨道方向对齐。
优选的，所述的固定侧板装有可与连接销柔性接触的缓冲件，缓冲件与压缩弹簧平行设置，当连接销运动至腰形孔顶端可与缓冲件接触。
优选的，所述的移动横梁与固定侧板通过滑动磨板滑动摩擦接触，连接销上也套有与固定侧板和移动横梁分别滑动摩擦接触的滑动磨板。
优选的，所述的导向轮伸入至移动横梁中，轮轴通过轮轴压盖与移动横梁固定，轮轴端部呈多边形，轮轴压盖与移动横梁之间形成与轮轴端部相对应的多边形腔，轮轴端部伸入至多边形腔中，轮轴压盖通过螺栓固定在移动横梁上将轮轴端部压紧固定。
采用以上所述的轨道车辆用导向轮装置的导向轮位置调节方法，其特征在于：
当轮轴受到偏摆力时，通过轮轴与减振组件固定阻止轮轴的偏摆，以阻止导向轮相对于轨道的倾斜，避免导向轮因倾斜而磨损变形；
当导向轮与轨道间间隙过大时，通过减振组件在底座上的弹性运动推动导向轮向轨道运动与轨道保持导向配合以支撑导向轮，限制车体的倾斜；
当导向轮压紧在轨道上时，通过减振组件在底座上的弹性运带动导向轮运动，减小导向轮对轨道的压紧力，减小导向轮的磨损。
优选的，根据轨道车辆的运行线路中曲率最大值，设计腰形孔的长度，压缩弹簧的弹性，以及连接销在腰形孔中的初始位置，在车辆运行过程中使连接销在腰形孔中的运动即可实现推动导向轮向轨道运动与轨道保持导向配合，又可实现带动导向轮运动，减小导向轮对轨道的压紧力。
发明的有益效果是：
1.本发明的轨道车辆用导向轮装置，将现有技术中减振器设置在导向轮轴向两侧，改变为减振组件沿轨道方向横跨架设于导向轮的前后两侧，导向轮的轮轴与减振组件固定，即减振组件与导向轮沿轨道方向对齐的，轮轴因减振组件与底座的连接而不会产生偏摆，从而阻止导向轮相对于轨道的倾斜，避免导向轮因倾斜而磨损变形，延长导向轮的使用寿命，提高导向轮与轨道的导向配合的有效性，保证车辆运行过程中导向轮对车辆的支撑，提高行车安全。
2. 当导向轮与轨道间间隙过大时，通过减振组件在底座上的弹性运动推动导向轮向轨道运动与轨道保持导向配合以支撑导向轮，限制车体的倾斜，在车辆转弯过程中实现导向轮位置的自调整 ，保持导向轮与轨道的导向配合，解决现有技术中导向轮摆正速度慢，不容易摆正、经常出现不导向的状况，在车体转弯时，会出现倾斜角度过大而存在危险的技术问题，实现导向轮的位置自调整，减少转弯过程中车辆的倾斜角度，提高导向轮在车辆运行工况中的导向可靠性，车辆的行车安全性更高。
3.当导向轮压紧在轨道上时，通过减振组件在底座上的弹性运带动导向轮运动，减小导向轮对轨道的压紧力，保证导向轮在运行过程中均匀受力，减小导向轮的磨损，延长导向轮的使用寿命。
4.固定侧板装有可与连接销柔性接触的缓冲件，通过缓冲件缓冲连接销的运动，避免连接销因压缩弹簧的恢复力在腰形孔中运动时与固定侧板硬碰硬接触，即避免硬碰硬产生的异响，又防止导向轮因压缩弹簧的推动而瞬时冲击轨道，避免导向轮因瞬间冲击力而振动，从而提高导向轮的滚动稳定性和车辆的运行稳定性。
5.在移动横梁与固定侧板之间设置滑动磨板，减小移动横梁与固定侧板之间的摩擦阻力，防止导向轮因轴向受力而引起移动横梁与固定支架卡死，提高减振组件的弹性运动的顺畅性，保证导向轮位置自调整的及时性和有效性，导向轮的导向可靠性和稳定性更高。
附图说明
图1为具体实施方式中轨道车辆用导向轮装置的主视图。
图2为轨道车辆用导向轮装置的侧视图。
图3为底座与移动横梁连接的主视图。
图4为底座与移动横梁连接的侧视图。
图5为图4中I处的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图1~5对本发明的实施例做详细说明。
轨道车辆用导向轮装置，包括与轨道配合对车体进行导向的导向轮1、与车体连接的底座2和弹性支撑导向轮1的减振组件3，其特征在于所述的减振组件3沿轨道方向横跨架设于导向轮1的前后两侧，导向轮1的轮轴11与减振组件3的中心位置固定，减振器组件3与底座2弹性连接，行车过程中导向轮1随减振组件3在底座上的弹性运动与轨道保持导向配合。
以上所述的轨道车辆用导向轮装置，将现有技术中减振器设置在导向轮轴向两侧，改变为减振组件3沿轨道方向横跨架设于导向轮1的前后两侧，导向轮1的轮轴11与减振组件固定，即减振组件3与导向轮1沿轨道方向对齐的，轮轴11因减振组件3与底座1的连接而不会产生偏摆，从而阻止导向轮1相对于轨道的倾斜，避免导向轮1因倾斜而磨损变形，延长导向轮1的使用寿命，提高导向轮1与轨道的导向配合的有效性，保证车辆运行过程中导向轮1对车辆的支撑，提高行车安全。当导向轮1与轨道间间隙过大时，通过减振组件3在底座上的弹性运动推动导向轮1向轨道运动与轨道保持导向配合以支撑导向轮，限制车体的倾斜，在车辆转弯过程中实现导向轮位置的自调整 ，保持导向轮1与轨道的导向配合，解决现有技术中导向轮摆正速度慢，不容易摆正、经常出现不导向的状况，在车体转弯时，会出现倾斜角度过大而存在危险的技术问题，实现导向轮的位置自调整，减少转弯过程中车辆的倾斜角度，提高导向轮在车辆运行工况中的导向可靠性，车辆的行车安全性更高。当导向轮1压紧在轨道上时，通过减振组件3在底座上的弹性运带动导向轮运动，减小导向轮对轨道的压紧力，保证导向轮在运行过程中均匀受力，减小导向轮的磨损，延长导向轮的使用寿命。
其中，所述的底座2包括固定底板21和设置在导向轮1径向前后两侧且与固定底板21固定的固定支架22，减振组件3包括沿轨道方向设置且端部分别与固定支架22可活动连接的移动横梁31和用于支撑移动横梁31且呈压缩状态的压缩弹簧32，轮轴11与移动横梁31的中心位置固定，压缩弹簧32随导向轮1与轨道的脱离而伸长，推动移动横梁31在固定支架22上运动，使导向轮1运动至与轨道导向配合。移动横梁31连接两个固定支架22，移动横梁31的端部与固定支架22是可活动连接，导向轮1因车体的运动而与轨道脱离时，通过压缩弹簧32的恢复力推动移动横梁31的端部在固定支架22上运动，从而使导向轮1靠近轨道与轨道保持导向配合。当车体转弯时，导向轮经过弯曲轨道，移动横梁31两端分别设置压缩弹簧32，通过两个压缩压弹32的不同变形，来适应弯曲的轨道，使导向轮1可保持与轨道的滚动接触，不因轨道弯曲产生的车体前后位置差异，而在轨道上滑动摩擦，提高导向轮与轨道导向配合的可靠性，减少导向轮的异常磨损，延长其使用寿命。
其中，所述的压缩弹簧32与移动横梁31垂直且连接在移动横梁31端部和固定底板21之间，压缩弹簧32通过弹性恢复力推动移动横梁31端部在固定支架22上运动，使导向轮1运动。安装后导向轮1与轨道侧面接触，沿水平设置，轮轴11向沿垂直向设置，固定底板21与车体固定，压缩弹簧32也沿水平设置，因导向轮1与轨道的接触而压缩在移动横梁与固定底板21之间，通过弹力保证导向轮1可始终于轨道形成导向配合。
其中，所述的固定支架22由两块与压缩弹簧32平行的固定侧板22.1组成，移动横梁31的端部夹在两块固定侧板22.1之间，固定侧板22.1上均开有与压缩弹簧32平行的腰形孔22.2，连接销31.1穿过腰形孔22.2将移动横梁31端部可活动的连接在固定侧板22.1上，连接销31.1在腰形孔22.2中的运动带动移动横梁31端部在固定支架22上运动。连接销31.1的初始位置位于腰形孔22.2的中部，当导向轮1与轨道的间隙增大时，压缩弹簧32伸长，推动连接销31.1在腰形孔22.2中运动，使移动横梁31端部在固定侧板22.1上运动，减小导向轮1与轨道间的间隙，使两者保持导向配合，由于车辆转弯时横梁31两端所对应的车体前后位置与轨道间的水平距离并不相同，而横梁31两端的压缩弹簧32的变形也并不相同，使导向轮1在车辆转弯过程中可快速摆正，与弯曲的轨道形成导向配合；当导向轮1压紧在轨道上时，轨道对导向轮1的反作用力作用在压缩弹簧32上，使压缩弹簧32进一步压缩，连接销31.1在腰形孔22.1中反方向运动，以带动导向轮1运动，减小导向轮1对轨道的压紧力，减小导向轮的磨损。由于移动横梁31的端部夹在两定固定侧板22.1之间，轮轴11与移动横梁31的中心位置固定，移动横梁31在固定侧板22.1上随连接销31.1在腰形孔22.2中的运动而运动，移动横梁31其它方向的运动均被两个固定侧板22.1限位了，即固定侧板22.1对移动横梁31的运动进行导向，导向轮1与轨道配合时导向轮1为水平设置，而轮轴11为垂向设置，当轮轴11受力需摆动时，需带动移动横梁31同步转动，而由于移动横梁31被夹在两个固定侧板22.1之间，移动横梁31无法转动，使轮轴11也无法摆动，从而使得导向轮1不会因为轮轴11的摆动而倾斜，导向轮1在运动过程中可始终保持水平，避免了导向轮1因轮轴11倾斜而倾斜磨损变形，减小导向轮1在滚动过程中的磨损及变形概率，延长其使用寿命，避免因导向轮1倾斜磨损变形而使车体同步倾斜，减小车体倾角，提高行车安全性。
其中，所述的移动横梁31的每一端均连接有两个同轴对齐的连接销31.1，压缩弹簧 32位于两个连接销31.1之间的中心位置，导向轮1位于两个压缩弹簧32之间，且导向轮1与压缩弹簧32沿轨道方向对齐。从图2中可以看出，移动横梁31端部均有连接销31.1每一个连接销31.1与一个固定侧板22.1连接，而压缩弹簧32位于两个连接销31.1的中心，其一端与移动横梁31端部连接另一端与固定底板21连接，使两个连接销31.1可同步运动，保证两个连接销31.1运动的同步性，使移动横梁31端部不因两个连接销31.1的不同步而受力不均，提高移动横梁31端部在运动过程中的受力均匀性，从而提高整个装置的结构可靠性。
其中，所述的固定侧板22.1装有可与连接销31.1柔性接触的缓冲件4，缓冲件4与压缩弹簧32平行设置，当连接销31.1运动至腰形孔22.2顶端可与缓冲件4接触。通过缓冲件4缓冲连接销31.1的运动，避免连接销31.1因压缩弹簧32的恢复力在腰形孔22.2中运动时与固定侧板22.1硬碰硬接触，即避免硬碰硬产生的异响，又防止导向轮1因压缩弹簧32的推动而瞬时冲击轨道，避免导向轮1因瞬间冲击力而振动，从而提高导向轮的滚动稳定性和车辆的运行稳定性。
其中，所述的移动横梁31与固定侧板22.1通过滑动磨板5滑动摩擦接触，连接销31.1上也套有与固定侧板22.1和移动横梁31分别滑动摩擦接触的滑动磨板5。在移动横梁31与固定侧板22.1之间设置滑动磨板5，减小移动横梁31与固定侧板31.1之间的摩擦阻力，防止导向轮1因轴向受力而引起移动横梁31与固定支架22卡死，提高减振组件的弹性运动的顺畅性，保证导向轮位置自调整的及时性和有效性，导向轮的导向可靠性和稳定性更高。
其中，所述的导向轮1伸入至移动横梁31中，轮轴11通过轮轴压盖6与移动横梁31固定，轮轴11端部呈多边形，轮轴压盖6与移动横梁31之间形成与轮轴11端部相对应的多边形腔，轮轴11端部伸入至多边形腔中，轮轴压盖6通过螺栓固定在移动横梁3上将轮轴11端部压紧固定。轮轴压盖6与移动横梁31将轮轴11的端部压紧固定，轮轴11的端部与多边形腔配合，可有效防止轮轴11的绕轴向转动，提高轮轴11的安装结构的可靠性。
本发明还保护一种采用以上所述的轨道车辆用导向轮装置的导向轮位置调节方法，其特征在于：
当轮轴11受到偏摆力时，通过轮轴11与减振组件3固定阻止轮轴11的偏摆，以阻止导向轮1相对于轨道的倾斜，避免导向轮1因倾斜而磨损变形；
当导向轮1与轨道间间隙过大时，通过减振组件3在底座1上的弹性运动推动导向轮1向轨道运动与轨道保持导向配合以支撑导向轮，限制车体的倾斜；
当导向轮1压紧在轨道上时，通过减振组件3在底座1上的弹性运带动导向轮1运动，减小导向轮1对轨道的压紧力，减小导向轮的磨损。
以上所述的导向轮位置调节方法，将现有技术中减振器设置在导向轮轴向两侧，改变为减振组件3沿轨道方向横跨架设于导向轮1的前后两侧，导向轮1的轮轴11与减振组件固定，即减振组件3与导向轮1沿轨道方向对齐的，轮轴11因减振组件3与底座1的连接而不会产生偏摆，从而阻止导向轮1相对于轨道的倾斜，避免导向轮1因倾斜而磨损变形，延长导向轮1的使用寿命，提高导向轮1与轨道的导向配合的有效性，保证车辆运行过程中导向轮1对车辆的支撑，提高行车安全。当导向轮1与轨道间间隙过大时，通过减振组件3在底座上的弹性运动推动导向轮1向轨道运动与轨道保持导向配合以支撑导向轮，限制车体的倾斜，在车辆转弯过程中实现导向轮位置的自调整 ，保持导向轮1与轨道的导向配合，解决现有技术中导向轮摆正速度慢，不容易摆正、经常出现不导向的状况，在车体转弯时，会出现倾斜角度过大而存在危险的技术问题，实现导向轮的位置自调整，减少转弯过程中车辆的倾斜角度，提高导向轮在车辆运行工况中的导向可靠性，车辆的行车安全性更高。当导向轮1压紧在轨道上时，通过减振组件3在底座上的弹性运带动导向轮运动，减小导向轮对轨道的压紧力，保证导向轮在运行过程中均匀受力，减小导向轮的磨损，延长导向轮的使用寿命。
其中，根据轨道车辆的运行线路中曲率最大值，设计腰形孔22.2的长度，压缩弹簧32的弹性，以及连接销31.1在腰形孔22.2中的初始位置，在车辆运行过程中使连接销31.1在腰形孔22.2中的运动即可实现推动导向轮1向轨道运动与轨道保持导向配合，又可实现带动导向轮1运动，减小导向轮1对轨道的压紧力。即根据轨道车辆的运行路况来调节压缩弹簧32的压缩量，以及压缩弹簧32在导向轮1运行过程中的伸缩长度，保证导向轮1可通过压缩弹簧32的变形在车辆转弯过程中可得到及时摆动，与轨道保持导向配合，而且当导向轮1压紧在轨道上时使压缩弹簧32可进一步压缩，以带动导向轮1运动，减小导向轮1对轨道的压紧力，减小导向轮的磨损；提高导向轮位置调节的可靠性和有效性。
以上对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.轨道车辆用导向轮装置，包括与轨道配合对车体进行导向的导向轮（1）、与车体连接的底座（2）和弹性支撑导向轮（1）的减振组件（3），其特征在于所述的减振组件（3）沿轨道方向横跨架设于导向轮（1）的前后两侧，导向轮（1）的轮轴（11）与减振组件（3）的中心位置固定，减振器组件（3）与底座（2）弹性连接，行车过程中导向轮（1）随减振组件（3）在底座（2）上的弹性运动与轨道保持导向配合；
所述的底座（2）包括固定底板（21）和设置在导向轮（1）径向前后两侧且与固定底板（21）固定的固定支架（22），减振组件（3）包括沿轨道方向设置且端部分别与固定支架（22）可活动连接的移动横梁（31）和用于支撑移动横梁（31）且呈压缩状态的压缩弹簧（32），轮轴（11）与移动横梁（31）的中心位置固定，压缩弹簧（32）随导向轮（1）与轨道的脱离而伸长，推动移动横梁（31）在固定支架（22）上运动，使导向轮（1）运动至与轨道导向配合；
所述的压缩弹簧（32）与移动横梁（31）垂直且连接在移动横梁（31）端部和固定底板（21）之间，压缩弹簧（32）通过弹性恢复力推动移动横梁（31）端部在固定支架（22）上运动，使导向轮（1）运动；
所述的固定支架（22）由两块与压缩弹簧（32）平行的固定侧板（22.1）组成，移动横梁（31）的端部夹在两块固定侧板（22.1）之间，固定侧板（22.1）上均开有与压缩弹簧（32）平行的腰形孔（22.2），连接销（31.1）穿过腰形孔（22.2）将移动横梁（31）端部可活动的连接在固定侧板（22.1）上，连接销（31.1）在腰形孔（22.2）中的运动带动移动横梁（31）端部在固定支架（22）上运动。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆用导向轮装置，其特征在于所述的移动横梁（31）的每一端均连接有两个同轴对齐的连接销（31.1），压缩弹簧 （32）位于两个连接销（31.1）之间的中心位置，导向轮（1）位于两个压缩弹簧（32）之间，且导向轮（1）与压缩弹簧（32）沿轨道方向对齐。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆用导向轮装置，其特征在于所述的固定侧板（22.1）装有可与连接销（31.1）柔性接触的缓冲件（4），缓冲件（4）与压缩弹簧（32）平行设置，当连接销（31.1）运动至腰形孔（22.2）顶端可与缓冲件（4）接触。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆用导向轮装置，其特征在于所述的移动横梁（31）与固定侧板（22.1）通过滑动磨板（5）滑动摩擦接触，连接销（31.1）上也套有与固定侧板（22.1）和移动横梁（31）分别滑动摩擦接触的滑动磨板（5）。
5.根据权利要求1所述的轨道车辆用导向轮装置，其特征在于所述的导向轮（1）伸入至移动横梁（31）中，轮轴（11）通过轮轴压盖（6）与移动横梁（31）固定，轮轴（11）端部呈多边形，轮轴压盖（6）与移动横梁（31）之间形成与轮轴（11）端部相对应的多边形腔，轮轴（11）端部伸入至多边形腔中，轮轴压盖（6）通过螺栓固定在移动横梁（31）上将轮轴（11）端部压紧固定。
6.采用权利要求1至5任一项所述的轨道车辆用导向轮装置的导向轮位置调节方法，其特征在于：
当轮轴（11）受到偏摆力时，通过轮轴（11）与减振组件（3）固定阻止轮轴（11）的偏摆，以阻止导向轮（1）相对于轨道的倾斜，避免导向轮（1）因倾斜而磨损变形；
当导向轮（1）与轨道间间隙过大时，通过减振组件（3）在底座（2）上的弹性运动推动导向轮（1）向轨道运动与轨道保持导向配合以支撑导向轮，限制车体的倾斜；
当导向轮（1）压紧在轨道上时，通过减振组件（3）在底座（2）上的弹性运带动导向轮（1）运动，减小导向轮（1）对轨道的压紧力，减小导向轮的磨损。
7.根据权利要求6所述的导向轮位置调节方法，其特征在于根据轨道车辆的运行线路中曲率最大值，设计腰形孔（22.2）的长度，压缩弹簧（32）的弹性，以及连接销（31.1）在腰形孔（22.2）中的初始位置，在车辆运行过程中使连接销（31.1）在腰形孔（22.2）中的运动即可实现推动导向轮（1）向轨道运动与轨道保持导向配合，又可实现带动导向轮（1）运动，减小导向轮（1）对轨道的压紧力。
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