CN111806501B - 变轨距轮对用解锁机构、变轨距轮对及地面变轨设施 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆变轨距领域，提供变轨距轮对用解锁机构、变轨距轮对及地面变轨设施。解锁机构包括推力杆和推力转换机构，推力转换机构包括安装座，安装座开设有导向通孔并在导向通孔的下方构造有连接端；顶推轴，一端可移动地穿设在导向通孔中，另一端开设有由顶推轴的底面沿竖向延伸的滑槽；摆动体，构造有转动端和顶推端，摆动体安装在顶推轴的下方，转动端与连接端在竖直平面内转动连接，顶推端可转动地设于滑槽中并可沿滑槽竖向滑动；在摆动体受到向上的抬升力，摆动体的转动端绕连接端转动，带动顶推端沿滑槽滑动并朝向靠近安装座的方向转动，以对顶推轴施加轴向推力，推动推力杆移动进行解锁。本发明变轨操作简单、变轨距可靠性高。

Description

变轨距轮对用解锁机构、变轨距轮对及地面变轨设施

技术领域

本发明涉及轨道车辆变轨距技术领域，尤其涉及变轨距轮对用解锁机构、变轨距轮对及地面变轨设施。

背景技术

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，通过改变车轴上的车轮之间的间距，来适应它国铁路的轨距。

然而，现有的变轨距轮对变轨机构复杂，变轨操作繁琐、可靠性低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种变轨距轮对用解锁机构，变轨操作简单、变轨距可靠性高。

本发明还提出一种变轨距轮对。

本发明还提出一种地面变轨设施。

根据本发明第一方面实施例的一种变轨距轮对用解锁机构，包括用于水平穿设在变轨距轮对的车轴的轴向通孔中的推力杆和用于推动所述推力杆的推力转换机构；

所述推力转换机构包括：

安装座，用于安装在变轨距轮对的轴箱体的轴向外端，所述安装座开设有与所述车轴的轴向通孔同轴的导向通孔，所述安装座在位于所述导向通孔的下方部位构造有连接端；

顶推轴，一端可移动地穿设在所述导向通孔中，所述顶推轴位于所述导向通孔外的一端开设有由所述顶推轴的底面沿竖向延伸的滑槽；

摆动体，构造有转动端和顶推端，所述摆动体安装在所述顶推轴的下方，所述转动端与所述连接端在竖直平面内转动连接，所述顶推端可转动地设于所述滑槽中并可沿所述滑槽竖向滑动；

在所述摆动体受到向上的抬升力，所述摆动体的转动端绕所述连接端转动，带动所述顶推端沿所述滑槽滑动并朝向靠近所述安装座的方向转动，以对所述顶推轴施加轴向推力；

所述顶推轴与所述推力杆间隙相对设置，由所述顶推轴推动所述推力杆移动对车轮进行解锁。

根据本发明的一个实施例，还包括止挡套，所述止挡套用于固定在所述车轴的端部，所述止挡套与所述轴向通孔同轴设置，所述止挡套有部分延伸进所述轴向通孔内，所述止挡套的内径与所述顶推轴的外径相匹配，所述顶推轴由所述止挡套进入所述轴向通孔并推动所述推力杆；

所述推力杆与所述顶推轴相对的一端构造有定位段，所述定位段的直径小于所述推力杆的直径，以在所述定位段与所述推力杆的连接处形成定位台阶面，所述定位台阶面用于与所述止挡套的端部贴合，以限定所述推力杆的位置。

根据本发明的一个实施例，所述安装座包括座体和由所述座体向一侧外凸的端盖，所述导向通孔设于所述端盖，所述端盖在位于所述导向通孔的下方两侧对称设有所述连接端，每个所述连接端均构造有沿水平延伸且垂直于所述导向通孔的中心轴线的连接孔；

所述摆动体包括摆动本体和位于所述摆动本体的水平方向的相对两侧并向所述连接端所在方向延伸的摆动支体，每个所述摆动支体的端部构造有所述转动端，所述转动端构造有与所述连接孔同轴的转动孔；

每个所述连接孔与相对应的所述转动孔通过转动轴转动连接。

根据本发明的一个实施例，所述摆动体还包括位于所述摆动本体上方并沿所述摆动本体向上延伸的顶推支板，所述顶推端设于所述顶推支板的顶端；

所述顶推端构造为轴线垂直于所述顶推轴的中心轴线且水平延伸的柱体，所述柱体的长度与所述滑槽的宽度相匹配。

根据本发明的一个实施例，所述摆动本体的长度方向与所述顶推轴的轴向平行，所述摆动本体的底部设有滚动轮，所述滚动轮的轴向与所述摆动本体的长度方向平行。

根据本发明的一个实施例，所述滑槽与所述顶推轴的端部连通并沿所述顶推轴的竖直方向贯通；

所述顶推轴在所述滑槽的开口侧壁处构造有相对的一对防脱止挡。

根据本发明的一个实施例，还包括弹性定位机构，所述弹性定位机构包括底盘和沿所述底盘向同一侧延伸的一对板簧；

所述底盘同轴安装在所述端盖上，一对所述板簧分设于所述顶推轴的水平方向的两侧，每个所述板簧的自由端通过摆杆与所述顶推轴设有所述滑槽的端部连接，所述摆杆的一端与所述板簧可转动连接，所述摆杆的另一端与所述顶推轴的端部可转动连接。

根据本发明的一个实施例，所述板簧的长度方向与所述顶推轴的轴向平行，所述板簧的板面呈竖直设置；

所述板簧的自由端弯折有连接钩，所述摆杆为带有开口的环体，所述环体背离所述开口的一端卡设在所述连接钩中，与所述连接钩可转动连接，所述环体位于所述开口处形成一对相对的卡柱，所述顶推轴设有滑槽的端部在所述滑槽的一对侧壁分别设有贯通所述侧壁的连接孔，每个所述环体的一对卡柱卡设在每个所述连接孔的上下两端，与所述连接孔可转动连接。

根据本发明的一个实施例，所述顶推轴的周向开设有第一凹槽，所述第一凹槽中安装有挡圈，所述挡圈用于与所述端盖的内侧面配合，以限定所述顶推轴的位置，使得所述顶推轴与所述推力杆之间保持间隙；

所述顶推轴的周向还开设有至少一个第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽与所述顶推轴设有所述滑槽的一端之间，所述第二凹槽中安装有密封圈。

根据本发明第二方面实施例的一种变轨距轮对，包括车轴、一对车轮以及一对轴箱体，一对所述车轮安装在所述车轴上，一对所述轴箱体安装在所述车轴上且位于所述车轮的外侧，其还包括：

所述的变轨距轮对用解锁机构，所述安装座安装在靠近所述推力杆所在侧的所述轴箱体的轴向外端；

所述车轴沿轴向设有轴向通孔，所述推力杆穿设在所述轴向通孔中，所述推力杆位于所述轴向通孔内的一端与联动机构连接，通过所述顶推轴对所述推力杆施加推力，使得所述推力杆带动所述联动机构解锁所述车轮。

根据本发明的一个实施例，变轨距轮对还包括：一对轴套，所述轴套的第一端外周设有车轮安装座，所述轴套的第二端外周构造有一段沿其轴向延伸的外花键，所述轴套的第二端内周构造有一段第一非自锁螺纹，一对所述第一非自锁螺纹旋向相反，一对所述车轮紧固在一对所述轴套的所述车轮安装座上；

所述车轴上间隔设有两段与所述第一非自锁螺纹形成非自锁螺纹副的第二非自锁螺纹；所述车轮通过所述轴套安装在所述车轴上，所述第一非自锁螺纹与所述第二非自锁螺纹匹配连接。

根据本发明的一个实施例，所述车轴靠近中部的外周构造有一段沿所述车轴轴向延伸的外花键，所述车轴位于所述车轴的外花键处设有沿其径向贯通的长圆孔，所述长圆孔的长度方向沿所述车轴的轴向；

所述车轴在位于其中一个所述第二非自锁螺纹与所述车轴的外花键之间的部位构造有环绕所述车轴周向设置的至少一个第一滚道；

所述变轨距轮对还包括外套筒，所述外套筒套设在所述车轴外，所述外套筒的内周构造有与所述第一滚道相对应的第二滚道，所述第二滚道设有滚动体安装孔，所述第一滚道与所述第二滚道对合形成滚动空间，通过所述滚动体安装孔向所述滚动空间中安装有与其匹配的滚动体，以将所述外套筒可转动地连接在所述车轴外，所述外套筒内位于所述第二滚道的轴向两侧且距离所述第二滚道设定间距处分别设有与所述轴套上的外花键匹配的内花键。

根据本发明的一个实施例，所述联动机构包括锁紧滑环、推力销以及锁紧弹性件；

所述锁紧滑环可滑动地套设在所述车轴的外花键处，所述锁紧滑环内设有与所述车轴的外花键匹配的内花键，所述锁紧滑环外设有与所述外套筒的内花键匹配的外花键，所述锁紧滑环沿径向在其内壁开设有一对开口凹槽，所述开口凹槽的开口与所述锁紧滑环的一端连通，所述推力销穿过所述长圆孔且所述推力销的两端外露出所述长圆孔，所述推力销外露出所述长圆孔的两端由所述开口凹槽的开口嵌设在一对所述开口凹槽中，所述锁紧弹性件套设在所述车轴上且所述锁紧弹性件的一端抵靠所述第一滚道的外壁，另一端抵靠所述锁紧滑环远离所述开口凹槽的端部，在所述锁紧弹性件处于自然状态下，所述锁紧滑环外的外花键至少有部分位于所述外套筒相应侧的内花键中，以锁定所述外套筒的转动；

所述推力杆的一端穿入所述车轴的轴向通孔并抵靠在所述推力销位于所述开口凹槽的一侧，所述推力杆的另一端与所述顶推轴相对。

根据本发明的一个实施例，所述第一非自锁螺纹的长度大于所述第二非自锁螺纹的长度，且等于变轨距的一半；

所述外套筒的内周构造有所述第二滚道处设有环形凸台，所述外套筒与所述车轴连接后，在所述滚动空间的轴向两侧的所述外套筒与所述车轴之间形成一对所述轴套的安装空间；所述锁紧弹性件为锁紧弹簧。

根据本发明第三方面实施例的一种地面变轨设施，用于对所述的变轨距轮对施加变轨距的外力，所述地面变轨设施设有驱动轨，所述驱动轨的长度方向沿所述变轨距轮对的运行方向设置，所述驱动轨的上表面设置有一端上升的解锁斜面和一段与所述解锁斜面过渡连接的下降斜面。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种变轨距轮对用解锁机构及变轨距轮对，该解锁机构包括用于水平穿设在变轨距轮对的车轴的轴向通孔中的推力杆和用于推动所述推力杆的推力转换机构，推力转换机构包括安装座以及水平穿过安装座的顶推轴，安装座固定安装在轴箱体外，顶推轴与推力杆相对，当地面变轨设施的驱动轨顶面向摆动体施加向上的抬升力时，转化为对顶推轴的轴向推力，使得顶推轴推动推力杆移动对车轮进行解锁，变轨操作简单、变轨距可靠性高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例变轨距轮对中轴套的主视结构示意图；

图2是图1的轴向剖视示意图；

图3是本发明实施例变轨距轮对中轴套的立体结构示意图；

图4是本发明实施例变轨距轮对中车轴的主视结构示意图；

图5是本发明实施例一种变轨距轮对的轴向剖视结构示意图；

图6是图5中显示解锁机构的轴向剖视结构示意图；

图7是本发明实施例另一种变轨距轮对的立体结构示意图；

图8是图7中推力转换机构的立体结构示意图。

附图标记：

10、车轴；11、车轴的外花键；12、长圆孔；13、第一滚道；14、第二非自锁螺纹；15、轴向通孔；20、轴套；21、第一非自锁螺纹；22、轴套的外花键；23、滑动轴承安装槽；24、车轮安装座；25、滑动轴承压盖安装槽；30、车轮；40、外套筒；41、第二滚道；42、滚动体；50、轴箱体；60、锁紧滑环；70、锁紧弹簧；80、推力销；90、推力杆；90-1、定位段；100、推力转换机构；101、安装座；101-1、座体；101-2、端盖；101-3、连接端；102、顶推轴；102-1、滑槽；103、摆动体；103-1、摆动本体；103-2、摆动支体；103-21、转动端；103-3、顶推支板；103-31、顶推端；103-4、滚动轮；104、底盘；105、板簧；106、摆杆；107、止挡套；108、挡圈；109、密封圈；110、滑动轴承；120、齿轮箱；130、制动盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图8所示，本发明实施例提供了一种变轨距轮对用解锁机构以及变轨距轮对。

为了清楚地介绍本发明的内容，本实施例将变轨距轮对用解锁机构与变轨距轮对结合起来描述。

本发明实施例的一种变轨距轮对，包括变轨距轮对用解锁机构、轴套20、外套筒40、车轴10和一对车轮30。

如图1至图3所示，轴套20的第一端外周设有车轮安装座24，车轮安装座24的宽度与车轮30的轮毂宽度一致，车轮30紧固安装在车轮安装座24上，车轮30可以与车轮安装座24过盈配合，确保两者连接的可靠性。

轴套20的第二端内周构造有一段第一非自锁螺纹21。一对轴套20的第一非自锁螺纹21旋向相反，一对车轮30紧固在一对轴套20的车轮安装座24上，车轴10上间隔设有两段与第一非自锁螺纹21形成非自锁螺纹副的第二非自锁螺纹14；车轮30通过轴套20安装在车轴10上，第一非自锁螺纹21与第二非自锁螺纹14匹配连接。在车轮30卸载后，同时向内或向外推动一对车轮30时，由于一对非自锁螺纹副的旋向相反，使得一对车轮30向同一个方向转动时，两个车轮30可以相互靠近或相互远离，直至移动到设定的变轨距位置处，完成变轨距。通过设置安装轴套20，方便车轮30沿车轴10轴向滑移实现变轨距，且使得车轴10与车轮30连接结构简单，变轨距可靠性高。轴套20利用第一非自锁螺纹21与车轴10的第二非自锁螺纹14啮合，用于传递部分扭矩，并在解锁状态下使得轴套20与车轴10间产生相对旋转和横移。

具体地，第一非自锁螺纹21的长度大于第二非自锁螺纹14的长度，且大于的长度等于变轨距的一半，以使得两个车轮30跟随各自的轴套20能够相对车轴10在转动过程中各移动变轨距的一半，从而两个车轮30移动的距离之和等于所需变轨距的距离。

根据本发明的一个实施例，如图1至图3所示，轴套20的内周由轴套20的第一端向第二端延伸有滑动轴承安装槽23，滑动轴承安装槽23中用于安装滑动轴承110，滑动轴承安装槽23延伸至靠近第一非自锁螺纹21处，滑动轴承安装槽23的长度为滑动轴承110的长度，通过设置滑动轴承110便于轴套20沿车轴10滑动时平稳、顺畅，且对轴套20起到保护效果。

根据本发明的一个实施例，轴套20的内周在位于滑动轴承安装槽23与第一非自锁螺纹21之间的部位设有密封圈安装槽，密封圈安装槽用于安装环形密封圈，以对滑动轴承110的端部起到密封效果。

根据本发明的一个实施例，轴套20的第一端端部设有滑动轴承压盖安装槽25，滑动轴承压盖安装槽25用于安装滑动轴承压盖，并在滑动轴承压盖安装槽25的底面周向间隔设有多个螺纹孔，以便于通过紧固件将滑动轴承压盖固定在滑动轴承压盖安装槽25中，通过滑动轴承压盖对滑动轴承110固定，此外，滑动轴承压盖的内周开设有密封圈安装槽，用于安装密封圈，从而在滑动轴承110的两端均形成密封结构，以防止油脂进入滑动轴承110与车轴10的结合面。

为了结构优化，根据本发明的一个实施例，轴套20外由第一端向第二端呈直径由大变小的三级阶梯状，车轮安装座24处的直径最大，强度最高，并且每一级阶梯的连接处通过弧面过渡连接，避免阶梯与阶梯之间连接处的应力集中。

具体地，如图4至图8所示，车轴10设有沿轴向设置的轴向通孔15，车轴10靠近中部的外周构造有一段沿车轴10轴向延伸的外花键，车轴10的外周位于车轴的外花键11的轴向两侧分别设有一段旋向相反的第二非自锁螺纹14，也就是说，车轴10上还设有两段旋向相反的第二非自锁螺纹14，两段第二非自锁螺纹14分设在外花键的轴向两侧，当然，每段第二非自锁螺纹14与车轴的外花键11之间留有间距，车轴10位于车轴的外花键11处设有沿其径向贯通的长圆孔12，也就是说，长圆孔12与外花键重合设置，长圆孔12的长度方向沿车轴10的轴向，即长圆孔12的长度方向与车轴的外花键11的延伸方向一致。

此外，车轴10设置轴向通孔15还有利于车轴10减重。

进一步地，车轴10在位于其中一个第二非自锁螺纹14与车轴的外花键11之间的部位构造有环绕车轴10周向设置的至少一个第一滚道13，第一滚道13靠近车轴的外花键11设置。

本实施例中，第一滚道13的横截面呈内凹的半圆形。

外套筒40套设在车轴10外，外套筒40的内周构造有与第一滚道13相对应的第二滚道41，第二滚道41的大小、形状与第一滚道13的大小、形状一致；第二滚道41设有滚动体安装孔，第一滚道13与第二滚道41对合形成滚动空间，滚动空间呈圆环形，通过滚动体安装孔向滚动空间装设滚动体42，滚动体42的外径与滚动空间的内径相匹配，滚动体42可以是滚珠，装满滚动空间，为了避免灰尘等杂质进入滚动空间，在滚动体安装孔处设置密封塞；通过将外套筒40与车轴10通过滚动体42连接，以将外套筒40可转动地连接在车轴10外，换句话说，以使得外套筒40具有转动的自由度，但是限制外套筒40的移动自由度，也就是说，使得外套筒40可以相对车轴10转动但是不能移动。

如图1所示，轴套20的第二端外周构造有一段沿其轴向延伸的外花键，安装后轴套20的第二端位于车轮30的内侧且朝向外套筒40；外套筒40内周位于第二滚道41的轴向两侧且距离第二滚道41设定间距处分别设有与轴套20上的外花键匹配的内花键，轴套20与外套筒40通过外套筒40的内花键与轴套的外花键22匹配连接，使得轴套20可以与外套筒40一起转动，或轴套20可以相对于外套筒40轴向移动。本实施例通过设置轴套20，实现车轮30与外套筒40间的扭矩传递，以及车轮30与车轴10间的横向滑移。轴套20结构简单可靠，可实现多种不同轨距间的变换。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，车轴10在构造第一滚道13的部位形成环形凸缘，环形凸缘的外径大于车轴10其余部位的外径，以在环形凸缘的轴向两端形成止挡端面。

具体地，车轴10位于一对车轮30外的两端分别安装有轴箱体50。

本实施例的解锁机构包括推力转换机构100以及推力杆90，顶推轴102与推力杆90初始位置之间保持间隙，且两者相对设置，由顶推轴102推动推力杆90移动进行解锁。

具体地，推力杆90穿设在车轴10的轴向通孔15中，并通过下文提及的止挡套107保持在与车轴10的外端大致平齐，推力转换机构100能够在变轨时借助外力对推力杆90施加推力，推力转换机构100安装在车轴10位于推力杆90的一端，也就是说，推力转换机构100只需要安装在车轴10的一端。

具体地，如图5至图8所示，推力转换机构100包括安装座101、顶推轴102以及摆动体103。

具体地，安装座101用于安装在变轨距轮对的轴箱体的轴向外端，也就是说，安装座101安装时呈竖直设置，需要说明的是，为了便于表述，下文结合安装座101描述的“水平”、“竖向”等词均是以安装座101处于安装状态作为参照。

其中，安装座101开设有沿水平方向延伸也即与车轴10的轴向通孔15同轴的导向通孔，安装座101在位于导向通孔的下方部位构造有连接端101-3。

其中，顶推轴102的一端可移动地穿设在导向通孔中，通过导向通孔为顶推轴102提供导向，顶推轴102位于导向通孔外的一端开设有由顶推轴102的底面沿竖向延伸的滑槽102-1，也即滑槽102-1的滑动方向沿竖直方向。

其中，摆动体103构造有转动端103-21和顶推端103-31，摆动体103安装在顶推轴102的下方，转动端103-21与连接端101-3在竖直平面内转动连接，使得摆动体103仅可以在竖直平面内转动，顶推端103-31可转动地设于滑槽102-1中并可沿滑槽102-1竖向滑动，在摆动体103的转动端103-21转动时，顶推端103-31会随之适应性地转动，此外，在摆动体103转动时，其相对高度会有变化，此时，顶推端103-31的高度会随之适应性地变化，从而顶推端103-31会在滑槽102-1中沿滑槽102-1竖向滑动。

本实施例中，滑槽102-1的设置可以为顶推端103-31提供安装空间。

在摆动体103受到向上的抬升力时，摆动体103的转动端103-21绕连接端101-3转动，带动顶推端103-31沿滑槽102-1滑动并朝向靠近安装座101的方向转动，在摆动体103转动时，顶推端103-31对顶推轴102的滑槽102-1壁面施加轴向推力，以推动顶推轴102轴向移动。

一个具体的实施例，安装座101包括座体101-1和由座体101-1向一侧外凸的端盖101-2，导向通孔设于端盖101-2，为了结构优化，导向通孔与端盖101-2同轴设置，端盖101-2可以呈锥台型，当然，端盖101-2的具体形状并不限于此。

值得一提的是，座体101-1的形状可以与轴箱体的轴向外端形状相匹配，本实施例中，座体101-1呈方形，并在方形的四个拐角处倒圆角，如此，可以通过座体101-1将安装座101安装在轴箱体的外端，并由安装座101直接用作轴箱体的外端盖101-2，无需再另外设置轴箱体的外端盖101-2。

此外，座体101-1为空心，座体101-1的四周设有与轴箱体的外端连接的螺纹连接孔，座体101-1具体可以为形成在端盖101-2四周的连接法兰。

进一步地，端盖101-2在位于导向通孔的下方两侧对称设有连接端101-3，每个连接端101-3均构造有沿水平延伸且垂直于导向通孔的中心轴线的连接孔；

进一步地，摆动体103包括摆动本体103-1和位于摆动本体103-1的水平方向的相对两侧并向连接端101-3所在方向延伸的摆动支体103-2，摆动支体103-2可以呈板状或杆状，每个摆动支体103-2的端部构造有转动端103-21，转动端103-21构造有与连接孔同轴的转动孔，每个连接孔与相对应的转动孔通过转动轴转动连接，转动方向在垂直于转动轴的轴线的竖直平面内，转动轴作为摆动体103的转动支点，保证摆动体103的转动端103-21绕转动轴转动。

此外，两个转动端103-21的外端之间的间距与两个连接端101-3的内端之间的间距相匹配，便于摆动体103安装后的稳固性，不会沿转动轴的轴向窜动，确保摆动体103转动时的平稳性。

一个具体的实施例，摆动体103还包括位于摆动本体103-1上方并沿摆动本体103-1向上延伸的顶推支板103-3，顶推端103-31设于顶推支板103-3的顶端，顶推支板103-3由摆动本体103-1的外端由下向上并向内倾斜至靠近顶推轴102轴端的位置。

进一步地，顶推端103-31构造为轴线垂直于顶推轴102的中心轴线且水平延伸的柱体，具体可以为外表面光滑的圆柱体，柱体的长度与滑槽102-1的宽度相匹配。

根据本发明的一个实施例，摆动本体103-1可以呈柱状，摆动本体103-1的长度方向与顶推轴102的轴向平行，摆动本体103-1的底部设有滚动轮103-4，滚动轮103-4的轴向与摆动本体103-1的长度方向平行，从而使得滚动轮103-4的滚动方向垂直于摆动本体103-1的长度方向。

一个具体的实施例，滑槽102-1与顶推轴102的端部连通并沿顶推轴102的竖直方向贯通，当然，滑槽102-1的顶部也可以不贯通，为了便于加工，可以直接在顶推轴102的端部切出上下贯通的缺口，形成该滑槽102-1。

为了使得顶推端103-31位于滑槽102-1中且不脱出，顶推轴102在滑槽102-1的开口侧壁处构造有相对的一对防脱止挡，一对防脱止挡之间的间距小于滑槽102-1其他部位侧壁之间的间距，从而使得顶推端103-31安装在滑槽102-1中之后，不会沿顶推轴102的端部脱出，起到防脱作用。

根据本发明的一个实施例，还包括弹性定位机构，弹性定位机构包括底盘104和沿底盘104向同一侧延伸的一对板簧105。具体地，底盘104呈环状，用于与端盖101-2同轴设置，底盘104通过连接件固定在端盖101-2的外端。

具体地，一对板簧105设于底盘104的圆周上的相对两侧即径向两端，底盘104安装在端盖101-2上之后，一对板簧105分设于顶推轴102的水平方向的两侧，每个板簧105的自由端通过摆杆106与顶推轴102设有滑槽102-1的端部连接，摆杆106的一端与板簧105可转动连接，摆杆106的另一端与顶推轴102的端部可转动连接。

根据本发明的一个实施例，板簧105的长度方向与顶推轴102的轴向平行，板簧105的板面呈竖直设置。

具体地，板簧105的自由端弯折有连接钩，摆杆106为带有开口的环体，例如可以由一根钢丝弯折呈带有开口的口字型环体，环体背离开口的一端卡设在连接钩中，与连接钩可转动连接，环体位于开口处形成一对相对的卡柱，顶推轴102设有滑槽102-1的端部在滑槽102-1的一对侧壁分别设有贯通侧壁的连接孔，每个环体的一对卡柱卡设在每个连接孔的上下两端，与连接孔可转动连接。变轨开始顶推轴102移动，摆动体103推动顶推轴102向内滑动时，摆杆106向外推动板簧105变形，在变轨结束顶推轴102被推出，在板簧105复原力的作用下继续向外，直至下文挡圈108接触端盖101-2内侧面后定位。

根据本发明的一个实施例，顶推轴102的周向开设有第一凹槽，第一凹槽中安装有挡圈108，挡圈108用于与端盖101-2的内侧面配合，以限定顶推轴102的位置，使得每次变轨后顶推轴102都能恢复到原始位置。

顶推轴102的周向还开设有至少一个第二凹槽，第二凹槽位于第一凹槽与顶推轴102设有滑槽102-1的一端之间，也即第二凹槽位于第一凹槽背离顶推轴102位于端盖101-2内侧的一端，第二凹槽中安装有密封圈109，使得端盖101-2与顶推轴102之间保持密封，保证解锁机构内部清洁、润滑良好。

本实施例中，顶推轴102与推力杆90同轴且间隙相对设置，推力杆90通过止挡套107保持位置，顶推轴102通过挡圈保持位置，从而使得顶推轴102与推力杆90之间保持间隙，避免两者发生传动、相互碰撞或相对摩擦，有效提高了部件的耐久性。当地面变轨设施的驱动轨向摆动体103施加向上的抬升力时，摆动体103将竖向推力转换成对顶推轴的轴向推力，由顶推轴102推动推力杆90移动对车轮30进行解锁。

根据本发明的一个实施例，变轨距轮对中，推力杆90位于所述轴向通孔15内的一端与联动机构连接，推力杆90的另一端与顶推轴102间隙相对，通过顶推轴102对推力杆90施加推力，使得推力杆90带动联动机构解锁车轮30。

一个具体实施例，联动机构包括锁紧滑环60、推力销80和锁紧弹性件。具体地，锁紧滑环60可滑动地套设在车轴的外花键11处，锁紧滑环60内设有与车轴的外花键11匹配的内花键，锁紧滑环60外设有与外套筒40的内花键匹配的外花键，锁紧滑环60沿径向在其内壁开设有一对开口凹槽，开口凹槽的开口与锁紧滑环60的一端连通，推力销80穿过长圆孔12且推力销80的两端外露出长圆孔12，推力销80外露出长圆孔12的两端由开口凹槽的开口嵌设在一对开口凹槽中，推力销80的长度与一对开口凹槽顶壁之间的距离相同，推力销80的两端抵靠在开口凹槽的顶壁，此外，推力销80的厚度与开口凹槽的宽度相一致，使得推力销80与锁紧滑环60连接可靠。

当然，为了便于推力销80能够沿长圆孔12的轴向移动，推力销80的宽度小于长圆孔12的长度，推力销80的厚度小于或等于长圆孔12的宽度；此外，锁紧滑环60的宽度不宜过宽，以保证锁紧滑环60能够在外套筒40的第二滚道41与外套筒40的内花键之间的空间具有移动量。此外，长圆孔12的长度应略小于车轴的外花键11的长度，使得锁紧滑环60始终在车轴的外花键11上移动。

锁紧弹性件例如锁紧弹簧70套设在车轴10上且锁紧弹性件的一端抵靠第一滚道13的外壁即止挡端面处，另一端抵靠锁紧滑环60远离开口凹槽的端部，在锁紧弹性件处于自然状态下，锁紧滑环60的外花键至少有部分位于外套筒40相应侧的内花键中，且锁紧滑环60的内花键与车轴的外花键11啮合，以锁定外套筒40的转动，从而将外套筒40相对车轴10固定，此时车轮30与轴套20和外套筒40以及车轴10为一体结构，相互之间没有相对转动，车轮30处于锁定状态。

推力杆90的一端穿入车轴10的轴向通孔15并抵靠在推力销80位于开口凹槽的一侧，推力杆90的另一端与顶推轴102相对，在轴箱体50由解锁轨抬起使得车轮30卸载后，通过推力杆90对推力销80施加推力，以带动锁紧滑环60压缩锁紧弹性件在车轴10上朝向远离外套筒40的内花键方向移动以脱离外套筒40的内花键，从而将外套筒40的转动自由度解锁，此时若推动车轮30，由于轴套20与车轴10通过非自锁螺纹副连接，则外套筒40、车轮30与轴套20将一起绕车轴10转动，轴套20的第一非自锁螺纹21沿车轴10的第二非自锁螺纹14在转动中移动，从而车轮30跟随轴套20一起在转动过程中移动，直至完成变轨距。

变轨距完成后，地面变轨设施不再对顶推轴102施加推力，即此时撤除了推力杆90对推力销80的推力，推力销80将在锁紧弹性件的弹性复位作用下跟随锁紧滑环60回复到原始位置，即锁紧滑环60的外花键重新插入外套筒40的内花键中将外套筒40的转动自由度锁定，此时，轴套20与外套筒40无法相对车轴10转动，轴套20与外套筒40只能与车轴10一起转动，即轴套20与外套筒40锁定在车轴10上，车轮30重新锁定。

本实施例中，车轴的端部固定有止挡套107，止挡套107与轴向通孔15同轴设置，止挡套107有部分延伸进轴向通孔15内，使得止挡套107安装可靠，止挡套107的内径与顶推轴102的外径相匹配，确保顶推轴102在移动过程中不会出现晃动，顶推轴102由止挡套107进入轴向通孔15并推动推力杆90，移动过程平稳。

为了确保推力杆90在变轨距后能够恢复到原位，推力杆90与顶推轴102相对的一端构造有定位段90-1，定位段90-1的直径小于推力杆90的直径，以在定位段90-1与推力杆90的连接处形成定位台阶面，定位台阶面用于与止挡套107的端部贴合，以限定推力杆90的位置，避免推力杆90移动量超出，使得推力杆90定位准确。

本实施例变轨距方便、可靠，整体结构简单。

本实施例中，第一非自锁螺纹21采用梯形螺纹，相应地，第二非自锁螺纹14为与该梯形螺纹匹配的梯形螺纹，梯形螺纹的性能可靠。

需要说明的是，锁紧弹性件还可以采用其他具有一定伸缩性的弹性套等。

根据本发明的一个实施例，外套筒40的内周构造有第二滚道41处设有环形凸台，第二滚道41形成在环形凸台上，外套筒40与车轴10通过滚珠连接后，在滚动空间的轴向两侧，外套筒40与车轴10之间形成一对轴套20的安装空间，轴套20先从车轴10的两端分别滑动套设在车轴10上，滑动过程中，滑动轴承110与车轴10滑动接触，并从安装空间插入外套筒40内，轴套的外花键22相对外套筒40的内花键轴向移动，直至移动到轴套20的第一非自锁螺纹21与车轴10的第二非自锁螺纹14接触时，转动轴套20，使得第一非自锁螺纹21旋进第二非自锁螺纹14中。

对于动车变轨距轮对，外套筒40外安装有齿轮箱120，对于拖车变轨距轮对，外套筒40外安装有多个间隔设置的制动盘130。

为了提高外套筒40与车轴10连接的可靠性，根据本发明的一个实施例，第一滚道13为两个，两个第一滚道13并排设置，相应地，第二滚道41为两个，从而形成并排的两个滚道空间。

进一步地，以第一滚道13将车轴10划分为主半轴和付半轴，设有外花键以及长圆孔12的车轴10部分为主半轴。锁紧滑环60安装在主半轴，且锁紧滑环60的开口凹槽开口朝向主半轴的自由端方向，锁紧弹簧70安装在环形凸缘的止挡端面与锁紧滑环60之间。

为了结构优化，第一滚道13靠近车轴的外花键11设置。

根据本发明的一个实施例，车轴的外花键11与相邻的第二非自锁螺纹14之间的间距等于环形凸缘与相邻的第二非自锁螺纹14之间的间距，且均等于变轨距的一半，该间距为轴套20的第一非自锁螺纹21的移动空间。

根据本发明的一个实施例，车轴10的轴向两端构造成两端直径小于中间直径的阶梯轴，以便于阶梯轴的两端轴用于安装轴箱体50。

根据本发明的一个实施例，阶梯轴的中间轴上在位于每段第二非自锁螺纹14与中间轴的轴端之间的部位分别形成有滑动段，便于轴套20的滑动轴承110相对于车轴10滑动。

另一方面，本实施例的一种地面变轨设施，用于对变轨距轮对施加变轨距的外力，地面变轨设施设有驱动轨，驱动轨的长度方向沿变轨距轮对的运行方向设置，驱动轨的上表面设置有一端上升的解锁斜面和一段与解锁斜面过渡连接的下降斜面，变轨开始时，驱动轨抬升，向上推动滚动轮103-4和摆动体103，摆动体103相对端盖101-2旋转，对顶推轴102施加轴向推力，使顶推轴102轴向滑动接触并推动推力杆90，进而为解锁机构提供载荷输入触发解锁，变轨完成后驱动轨下降，脱离滚动轮103-4，推力转换机构100失力，解锁机构在复原力作用下将推力杆90和顶推轴102推出。

本实施例实现变轨过程如下：

1、解锁段：轴箱体50由解锁轨逐渐抬高，使得车轮30卸载，推力转换机构100触发后，推动顶推轴102向内接触推力杆90，并推动推力销80、锁紧滑环60向内移动并压缩锁紧弹簧70，直至锁紧滑环60与外套筒40的内花键脱离接触，车轴10与轴套20间回转约束被解除。

2、变距段：进入变距段，在变轨距横向力作用下车轮30向内(或向外)移动，车轮30与轴套20一体绕非自锁螺纹副发生回转运动，至目标轨距。

3、锁定段：进入锁定段，解锁轨逐渐降低退出支撑作用，锁紧滑环60等在锁紧弹簧70推力作用下向外移动插入外套筒40的内花键重新实现锁紧，顶推轴102在锁紧弹簧70回复力作用下恢复并与推力杆90脱离接触，变轨过程结束，轮对完全锁紧，重新进入正常运行状态。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (15)

1.一种变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，包括用于水平穿设在变轨距轮对的车轴的轴向通孔中的推力杆和用于推动所述推力杆的推力转换机构；

所述推力转换机构包括：

安装座，用于安装在变轨距轮对的轴箱体的轴向外端，所述安装座开设有与所述车轴的轴向通孔同轴的导向通孔，所述安装座在位于所述导向通孔的下方部位构造有连接端；

顶推轴，一端可移动地穿设在所述导向通孔中，所述顶推轴位于所述导向通孔外的一端开设有由所述顶推轴的底面沿竖向延伸的滑槽；

摆动体，构造有转动端和顶推端，所述摆动体安装在所述顶推轴的下方，所述转动端与所述连接端在竖直平面内转动连接，所述顶推端可转动地设于所述滑槽中并可沿所述滑槽竖向滑动；

在所述摆动体受到向上的抬升力，所述摆动体的转动端绕所述连接端转动，带动所述顶推端沿所述滑槽滑动并朝向靠近所述安装座的方向转动，以对所述顶推轴施加轴向推力；

所述顶推轴与所述推力杆间隙相对设置，由所述顶推轴推动所述推力杆移动对车轮进行解锁。

2.根据权利要求1所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，还包括止挡套，所述止挡套用于固定在所述车轴的端部，所述止挡套与所述轴向通孔同轴设置，所述止挡套有部分延伸进所述轴向通孔内，所述止挡套的内径与所述顶推轴的外径相匹配，所述顶推轴由所述止挡套进入所述轴向通孔并推动所述推力杆；

所述推力杆与所述顶推轴相对的一端构造有定位段，所述定位段的直径小于所述推力杆的直径，以在所述定位段与所述推力杆的连接处形成定位台阶面，所述定位台阶面用于与所述止挡套的端部贴合，以限定所述推力杆的位置。

3.根据权利要求1所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，所述安装座包括座体和由所述座体向一侧外凸的端盖，所述导向通孔设于所述端盖，所述端盖在位于所述导向通孔的下方两侧对称设有所述连接端，每个所述连接端均构造有沿水平延伸且垂直于所述导向通孔的中心轴线的连接孔；

所述摆动体包括摆动本体和位于所述摆动本体的水平方向的相对两侧并向所述连接端所在方向延伸的摆动支体，每个所述摆动支体的端部构造有所述转动端，所述转动端构造有与所述连接孔同轴的转动孔；

每个所述连接孔与相对应的所述转动孔通过转动轴转动连接。

4.根据权利要求3所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，所述摆动体还包括位于所述摆动本体上方并沿所述摆动本体向上延伸的顶推支板，所述顶推端设于所述顶推支板的顶端；

所述顶推端构造为轴线垂直于所述顶推轴的中心轴线且水平延伸的柱体，所述柱体的长度与所述滑槽的宽度相匹配。

5.根据权利要求3所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，所述摆动本体的长度方向与所述顶推轴的轴向平行，所述摆动本体的底部设有滚动轮，所述滚动轮的轴向与所述摆动本体的长度方向平行。

6.根据权利要求3所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，所述滑槽与所述顶推轴的端部连通并沿所述顶推轴的竖直方向贯通；

所述顶推轴在所述滑槽的开口侧壁处构造有相对的一对防脱止挡。

7.根据权利要求3所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，还包括弹性定位机构，所述弹性定位机构包括底盘和沿所述底盘向同一侧延伸的一对板簧；

所述底盘同轴安装在所述端盖上，一对所述板簧分设于所述顶推轴的水平方向的两侧，每个所述板簧的自由端通过摆杆与所述顶推轴设有所述滑槽的端部连接，所述摆杆的一端与所述板簧可转动连接，所述摆杆的另一端与所述顶推轴的端部可转动连接。

8.根据权利要求7所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，所述板簧的长度方向与所述顶推轴的轴向平行，所述板簧的板面呈竖直设置；

所述板簧的自由端弯折有连接钩，所述摆杆为带有开口的环体，所述环体背离所述开口的一端卡设在所述连接钩中，与所述连接钩可转动连接，所述环体位于所述开口处形成一对相对的卡柱，所述顶推轴设有滑槽的端部在所述滑槽的一对侧壁分别设有贯通所述侧壁的连接孔，每个所述环体的一对卡柱卡设在每个所述连接孔的上下两端，与所述连接孔可转动连接。

9.根据权利要求3所述的变轨距轮对用解锁机构，其特征在于，所述顶推轴的周向开设有第一凹槽，所述第一凹槽中安装有挡圈，所述挡圈用于与所述端盖的内侧面配合，以限定所述顶推轴的位置，使得所述顶推轴与所述推力杆之间保持间隙；

所述顶推轴的周向还开设有至少一个第二凹槽，所述第二凹槽位于所述第一凹槽与所述顶推轴设有所述滑槽的一端之间，所述第二凹槽中安装有密封圈。

10.一种变轨距轮对，包括车轴、一对车轮以及一对轴箱体，一对所述车轮安装在所述车轴上，一对所述轴箱体安装在所述车轴上且位于所述车轮的外侧，其特征在于，还包括：

如权利要求1-9任一项所述的变轨距轮对用解锁机构，所述安装座安装在靠近所述推力杆所在侧的所述轴箱体的轴向外端；

所述车轴设有轴向通孔，所述推力杆穿设在所述轴向通孔中，所述推力杆位于所述轴向通孔内的一端与联动机构连接，通过所述顶推轴对所述推力杆施加推力，使得所述推力杆带动所述联动机构解锁所述车轮。

11.根据权利要求10所述的变轨距轮对，其特征在于，还包括：

一对轴套，所述轴套的第一端外周设有车轮安装座，所述轴套的第二端外周构造有一段沿其轴向延伸的外花键，所述轴套的第二端内周构造有一段第一非自锁螺纹，一对所述第一非自锁螺纹旋向相反，一对所述车轮紧固在一对所述轴套的所述车轮安装座上；

所述车轴上间隔设有两段与所述第一非自锁螺纹形成非自锁螺纹副的第二非自锁螺纹；所述车轮通过所述轴套安装在所述车轴上，所述第一非自锁螺纹与所述第二非自锁螺纹匹配连接。

12.根据权利要求11所述的变轨距轮对，其特征在于，

所述车轴靠近中部的外周构造有一段沿所述车轴轴向延伸的外花键，所述车轴位于所述车轴的外花键处设有沿其径向贯通的长圆孔，所述长圆孔的长度方向沿所述车轴的轴向；

所述车轴在位于其中一个所述第二非自锁螺纹与所述车轴的外花键之间的部位构造有环绕所述车轴周向设置的至少一个第一滚道；

所述变轨距轮对还包括外套筒，所述外套筒套设在所述车轴外，所述外套筒的内周构造有与所述第一滚道相对应的第二滚道，所述第二滚道设有滚动体安装孔，所述第一滚道与所述第二滚道对合形成滚动空间，通过所述滚动体安装孔向所述滚动空间中安装有与其匹配的滚动体，以将所述外套筒可转动地连接在所述车轴外，所述外套筒内位于所述第二滚道的轴向两侧且距离所述第二滚道设定间距处分别设有与所述轴套上的外花键匹配的内花键。

13.根据权利要求12所述的变轨距轮对，其特征在于，所述联动机构包括锁紧滑环、推力销以及锁紧弹性件；

所述锁紧滑环可滑动地套设在所述车轴的外花键处，所述锁紧滑环内设有与所述车轴的外花键匹配的内花键，所述锁紧滑环外设有与所述外套筒的内花键匹配的外花键，所述锁紧滑环沿径向在其内壁开设有一对开口凹槽，所述开口凹槽的开口与所述锁紧滑环的一端连通，所述推力销穿过所述长圆孔且所述推力销的两端外露出所述长圆孔，所述推力销外露出所述长圆孔的两端由所述开口凹槽的开口嵌设在一对所述开口凹槽中，所述锁紧弹性件套设在所述车轴上且所述锁紧弹性件的一端抵靠所述第一滚道的外壁，另一端抵靠所述锁紧滑环远离所述开口凹槽的端部，在所述锁紧弹性件处于自然状态下，所述锁紧滑环外的外花键至少有部分位于所述外套筒相应侧的内花键中，以锁定所述外套筒的转动；

所述推力杆的一端穿入所述车轴的轴向通孔并抵靠在所述推力销位于所述开口凹槽的一侧，所述推力杆的另一端与所述顶推轴相对。

14.根据权利要求13所述的变轨距轮对，其特征在于，

所述第一非自锁螺纹的长度大于所述第二非自锁螺纹的长度，且等于变轨距的一半；

所述外套筒的内周构造有所述第二滚道处设有环形凸台，所述外套筒与所述车轴连接后，在所述滚动空间的轴向两侧的所述外套筒与所述车轴之间形成一对所述轴套的安装空间；所述锁紧弹性件为锁紧弹簧。

15.一种地面变轨设施，其特征在于，用于对如权利要求10-14任一项所述的变轨距轮对施加变轨距的外力，所述地面变轨设施设有驱动轨，所述驱动轨的长度方向沿所述变轨距轮对的运行方向设置，所述驱动轨的上表面设置有一端上升的解锁斜面和一段与所述解锁斜面过渡连接的下降斜面。

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