CN112046528A - 一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法及抗侧滚扭杆系统 - Google Patents

Abstract

一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法，所述抗侧滚扭杆系统包括抗侧滚扭杆以及连接在抗侧滚扭杆两端的垂向连杆组件，在抗侧滚扭杆的中间部位设置折弯部，令所述折弯部避开与抗侧滚扭杆干涉的外部部件。利用折弯部的折弯空间来避开原本和抗侧滚扭杆产生干涉的相关构件来防干涉。本发明还涉及一种抗侧滚扭杆系统。

Description

一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法及抗侧滚扭杆系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆用抗侧滚扭杆系统技术领域，尤其涉及一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法及抗侧滚扭杆系统。

背景技术

抗侧滚扭杆系统简称扭杆系统，应用于轨道交通车辆，如城轨地铁车辆，高速动车组车辆以及干线铁路车辆，起到提高车辆运行过程中的抗侧滚刚度的组件，其主要结构包括承受扭转的弹簧钢扭杆轴，扭转臂，垂向连杆组件以及支撑座组件等。抗侧滚扭杆系统（简称扭杆系统）是轨道交通车辆（包括干线铁路车辆，地铁城轨车辆，有轨电车等）的关键部件，用于抑制在车辆转弯，侧风等情况下的车体侧滚，扭杆系统由垂向连杆组件（简称连杆组件），支撑座组件，扭杆组件（扭杆轴和扭转臂组成）或弯扭杆。

近几年来，随着轨道交通运行速度和舒适性要求越来越高，对轨道交通运行性能和行车安全至关重要的转向架结构设计的轻量化要求越来越高。而为了实现轻量化，转向架与车体各构件结构越来越紧凑和灵活。尤其对抗侧滚扭杆，因其需要横向穿过整个转向架，不仅要求抗侧滚扭杆结构紧凑，还要求抗侧滚扭杆中间段能避开与其它构件的安装空间与运动干涉。例如国内主机厂研究时速250动车转向架因空气弹簧内置，扭杆轴中间段需避开与中间空气弹簧的干涉，时速200内置转向架因结构紧凑，扭杆轴中间段需避开与二系牵引系统的干涉，因此，如何通过设计一种抗侧滚扭杆，适用于转向架的安装和运动空间并形成批量的生产制造工艺是产品开发过程中亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：提出一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法，所述抗侧滚扭杆系统包括抗侧滚扭杆以及连接在抗侧滚扭杆两端的垂向连杆组件，在抗侧滚扭杆的中间部位设置折弯部，令所述折弯部避开与抗侧滚扭杆干涉的外部部件。

进一步地，在抗侧滚扭杆和垂向连杆组件之间设置扭转臂，扭转臂一端和垂向连杆组件活动连接，另一端和抗侧滚扭杆的端部固定连接，将所述折弯部设置于两端的扭转臂之间的部位。

进一步地，还包括支撑组件，抗侧滚扭杆贯穿于支撑组件中，将所述支撑组件设置于两端的扭转臂之间。

进一步地，还包括支撑组件，抗侧滚扭杆贯穿于支撑组件中，将所述支撑组件设置于扭转臂外部。

进一步地，将抗侧滚扭杆的两端折弯形成折弯臂，将折弯臂的一端和垂向连杆组件活动连接，在折弯臂之间设置支撑组件，抗侧滚扭杆贯穿于支撑组件中。

进一步地，折弯部的弯曲方向根据可能与抗侧滚扭杆在未折弯时产生干涉的外部部件进行确定。

进一步地，折弯部的弯曲半径根据可能与抗侧滚扭杆在未折弯时产生干涉的外部部件进行确定。

还提出一种抗侧滚扭杆系统，包括抗侧滚扭杆和与抗侧滚扭杆两端活动连接的垂向连杆组件，其特征在于：所述抗侧滚扭杆的中间部分包括折弯部，所述折弯部两端和抗侧滚扭杆平滑过渡连接，所述抗侧滚扭杆一体成型。

进一步地，所述抗侧滚扭杆的两端弯折形成折弯臂，折弯臂一端和垂向连杆组件活动连接，在两端的折弯臂之间还包括支撑组件，所述支撑组件与外部车体固定连接，抗侧滚扭杆穿过支撑组件的通孔。

进一步地，抗侧滚扭杆的两端固定连接有扭转臂，抗侧滚扭杆与扭转臂固定连接端伸出后与贯穿支撑组件的通孔，支撑组件和外部车体固定连接，扭转臂与垂向连杆组件活动连接，在扭转臂在外侧。

本发明具有以下优点：

1、在整体直线型的扭杆因和相关构件干涉无法整个穿过转向架时，在抗侧滚扭杆中间部分设置折弯部，利用折弯部的折弯空间来避开原本和抗侧滚扭杆产生干涉的相关构件。此种防干涉方法的原理简单，对抗侧滚扭杆的结构改变小，并且抗侧滚扭杆仍然可通过一体加工成型，不会影响抗侧滚扭杆原本应有的力学性能。

2、折弯部的弯曲方向和弯曲的半径等可根据外部干涉构件的具体分布情况来相应的调整。无论外部构件分布情况如何，均可通过调整弯曲方向和弯曲半径的大小来合理避开干涉构件。

3、对抗侧滚扭杆设置支撑组件一方面能对抗侧滚扭杆提供支撑固定，防止抗侧滚扭杆在扭转变形时其折弯部旋转摆动。而对支撑组件的设置位置进行外置式和内置式的选择，同样避免因相关构件布局空间局促情况下防止支撑组件和其干涉。

附图说明

图1是支撑组件内置结构示意图一；

图2是支撑组件外置结构示意图一；

图3是无扭转臂且支撑组件内置结构示意图一；

图4是支撑组件内置结构示意图二。

具体实施方式

为了本领域普通技术人员能充分实施本发明内容，下面结合附图以及具体实施例来进一步阐述本发明内容。

由于车辆转向架和车体的结构件众多，抗侧滚扭杆由于要横穿整个车辆转向架，传统的抗侧滚扭杆横穿转向架的中间部分为一体成型的直杆。当转向架或者车体的构件在空间布局确定的情况下，直杆的抗侧滚扭杆在布局时会和其他的构件发生干涉，在不对扭杆进行结构上的优化情况下，只能牺牲一定的纵向空间来避免干涉，这样对整个车体的结构紧凑性不利。因此本实施例提出一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法，所述抗侧滚扭杆系统如图1所示，包括抗侧滚扭杆1以及连接在抗侧滚扭杆1两端的垂向连杆组件2，在抗侧滚扭杆1的中间部位设置折弯部11，令所述折弯部11避开与抗侧滚扭杆1干涉的外部部件。

在抗侧滚扭杆1和垂向连杆组件2之间设置扭转臂3，扭转臂3的作用是传递车辆侧滚产生的垂向作用力到抗侧滚扭杆1上。此种情形常见于抗侧滚扭杆1为一整体直杆的情形，因此需要在其两端固定连接扭转臂3来传递车辆侧滚的作用力。一般地，扭转臂3一端和垂向连杆组件2之间通过一个球铰活动连接，当车辆侧滚时，垂向连杆组件2可带动扭转臂3旋转。另一端和抗侧滚扭杆1的端部固定连接，一般可采用过盈配合连接，当扭转臂3旋转是将扭转作用力传递到抗侧滚扭杆1上，而本实施例中则将所述折弯部11设置于两端的扭转臂3之间的部位。

在上述整体直杆改进的抗侧滚扭杆1的实施例中，由于抗侧滚扭杆1会因扭转作用力而产生一定的形变，如不对其进行一定的支撑固定，则会导致中间的折弯部11旋转摆动，这样在车辆侧滚运动时摆动的折弯部1会和其附近的构件发生干涉，因此抗侧滚扭杆1的中间段部分需要连接支撑组件4。一种设置方式是如图1或图4所示，支撑组件4设置在两端的扭转臂3之间，具体位置可以设置在抗侧滚扭杆1的直线段部分，也可设置在其折弯部11上。在本实施例中，一般情况下折弯部11位于抗侧滚扭杆1的中间段，直线段位于其两端，为了保证支撑组件4能对整个抗侧滚扭杆1进行支撑，因此将支撑组件4设置在直线段上，由此支撑组件4的能获得较大的间距，对抗侧滚扭杆1的支撑力度最佳。支撑组件4有一个通孔，抗侧滚扭杆1贯穿于支撑组件4的通孔当中并能在通孔中自由转动，支撑组件4本身则和车体连接，因此当抗侧滚扭杆1扭转时在支撑组件4的支撑固定下不会使得其折弯部11旋转摆动。

另外一种的支撑组件4的设置方式如图2所示，则将其设置在扭转臂3外部，此时抗侧滚扭杆1和扭转臂3固定连接端会伸出一段，支撑组件4则设置在该段上，其连接方式和上述实施例相同。此种设置方式适用于抗侧滚扭杆1的中间部分布局空间相对局促无法设置支撑组件4的情形。通过将支撑组件4设置在抗侧滚扭杆1外部，在对抗侧滚扭杆1提供固定支撑的同时进一步避免了和中间部分构件干涉的可能。垂向连杆组件2与扭转臂3的连接即可采取锥销方式也可以采用球铰连接，连接方式较为多样化。

另外一种情形如图3所示，抗侧滚扭杆1不和扭转臂3连接，而是将抗侧滚扭杆1的两端折弯形成折弯臂12，将折弯臂12来当作扭转臂3。此种方式能节省掉原本的扭转臂3部件，使得抗侧滚扭杆系统的布局更加紧凑，空间利用率更高。在这种情况下，支撑组件4的设置方式只能设置在抗侧滚扭杆1的中间部分，并且折弯臂12与垂向连杆组件2的连接端只能采用锥销方式连接，因为折弯臂12端部的体积较小，无法容纳球铰等活动关节部件。

一般地，折弯部11的弯曲方向根据可能与抗侧滚扭杆1在未折弯时产生干涉的外部部件进行确定。折弯部11的弯曲半径根据可能与抗侧滚扭杆1在未折弯时产生干涉的外部部件进行确定。折弯部11的设置目的是为了避开转向架或者车体的相关构件，因此其弯曲方向和弯曲半径均可根据可能对其产生干涉的构件布局位置来进行调整。例如：可根据可能产生干涉的构件分布方向，将折弯部11的方向设置为水平方向，或者与水平方向呈一定角度的方向。另外，折弯部11的弯曲半径也可随之调整，为了保证折弯部11的抗侧滚扭杆1的直线段部分一体成型加工便利，折弯部11与直线段连接处采用圆弧来平滑过度，折弯部11可采用大圆弧或者圆弧与直线段平滑过渡连接，总之根据可能干涉构件的分布位置来对折弯部11进行合理的分段圆弧过渡连接或者分段圆弧与直线段过渡连接。

采取上述防干涉方法的一种抗侧滚扭杆系统，包括抗侧滚扭杆1和与抗侧滚扭杆1两端活动连接的垂向连杆组件2，其特征在于：所述抗侧滚扭杆1的中间部分包括折弯部11，所述折弯部11两端和抗侧滚扭杆1平滑过渡连接，所述抗侧滚扭杆1一体成型。

所述抗侧滚扭杆1的两端弯折形成折弯臂12，折弯臂12一端和垂向连杆组件2活动连接，在两端的折弯臂12之间还包括支撑组件4，所述支撑组件4与外部车体固定连接，抗侧滚扭杆1穿过支撑组件4的通孔。

抗侧滚扭杆1的两端固定连接有扭转臂3，抗侧滚扭杆1与扭转臂4固定连接端伸出后与贯穿支撑组件4的通孔，支撑组件4和外部车体固定连接，扭转臂3与垂向连杆组件2活动连接，在扭转臂3在外侧。

显然，以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抗侧滚扭杆系统防干涉方法，所述抗侧滚扭杆系统包括抗侧滚扭杆（1）以及连接在抗侧滚扭杆（1）两端的垂向连杆组件（2），其特征在于：在抗侧滚扭杆（1）的中间部位设置折弯部（11），令所述折弯部（11）避开与抗侧滚扭杆（1）干涉的外部部件。

2.如权利要求1所述的抗侧滚扭杆系统防干涉方法，其特征在于：在抗侧滚扭杆（1）和垂向连杆组件（2）之间设置扭转臂（3），扭转臂（3）一端和垂向连杆组件活动连接，另一端和抗侧滚扭杆（1）的端部固定连接，将所述折弯部（11）设置于两端的扭转臂（3）之间的部位。

3.如权利要求2所述的抗侧滚扭杆系统防干涉方法，其特征在于：还包括支撑组件（4），抗侧滚扭杆（1）贯穿于支撑组件（4）中，将所述支撑组件（4）设置于两端的扭转臂（3）之间。

4.如权利要求2所述的抗侧滚扭杆系统防干涉方法，其特征在于：还包括支撑组件（4），抗侧滚扭杆（1）贯穿于支撑组件（4）中，将所述支撑组件（4）设置于扭转臂（3）外部。

5.如权利要求1所述的抗侧滚扭杆系统防干涉方法，其特征在于：将抗侧滚扭杆（1）的两端折弯形成折弯臂（12），将折弯臂（12）的一端和垂向连杆组件（2）活动连接，在折弯臂（12）之间设置支撑组件（4），抗侧滚扭杆（1）贯穿于支撑组件（4）中。

6.如权利要求1-5任意一项所述的抗侧滚扭杆系统防干涉方法，其特征在于：折弯部（11）的弯曲方向根据可能与抗侧滚扭杆（1）在未折弯时产生干涉的外部部件进行确定。

7.如权利要求6所述的抗侧滚扭杆系统防干涉方法，其特征在于：折弯部（11）的弯曲半径根据可能与抗侧滚扭杆（1）在未折弯时产生干涉的外部部件进行确定。

8.一种抗侧滚扭杆系统，包括抗侧滚扭杆（1）和与抗侧滚扭杆（1）两端活动连接的垂向连杆组件（2），其特征在于：所述抗侧滚扭杆（1）的中间部分包括折弯部（11），所述折弯部（11）两端和抗侧滚扭杆（1）平滑过渡连接，所述抗侧滚扭杆（1）一体成型。

9.如权利要求8所述的抗侧滚扭杆系统，其特征在于：所述抗侧滚扭杆（1）的两端弯折形成折弯臂（12），折弯臂（12）一端和垂向连杆组件（2）活动连接，在两端的折弯臂（12）之间还包括支撑组件（4），所述支撑组件（4）与外部车体固定连接，抗侧滚扭杆（1）穿过支撑组件（4）的通孔。

10.如权利要求8所述的抗侧滚扭杆系统，其特征在于：抗侧滚扭杆（1）的两端固定连接有扭转臂（3），抗侧滚扭杆（1）与扭转臂（4）固定连接端伸出后与贯穿支撑组件（4）的通孔，支撑组件（4）和外部车体固定连接，扭转臂（3）与垂向连杆组件（2）活动连接，在扭转臂（3）在外侧。

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