CN114382791B - 联轴器、轴端发电装置及铁路车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联轴器、轴端发电装置及铁路车辆。联轴器包括连接组件及安装座。连接组件均包括止动件及弹性件，弹性件的一端连接安装座，另一端连接止动件，止动件用于与电机轴外周面的键槽配合使电机轴能随车轴转动。当键槽与止动件有夹角时，电机轴迫使止动件压缩弹性件，车轴仍能带动电机轴转动，实现列车在过曲线及电机轴与车轴不同轴时，发电机能正常工作。当电机轴出现故障或卡止时，电机轴迫使止动件压缩弹性件，使弹性件带动止动件向远离电机轴的方向退让，直至止动件脱离键槽，这样联轴器能随车轴绕电机轴的轴线转动，如此联轴器在电机轴出现故障或卡止时能够释放车轴传递给电机轴的旋转力矩，保护发电机，延长发电机的使用寿命。

Description

联轴器、轴端发电装置及铁路车辆

技术领域

本发明涉及铁路车辆技术领域，特别是涉及一种联轴器、轴端发电装置及铁路车辆。

背景技术

铁路车辆是铁路运输部门用于运输旅客和货物的运载工具。随着铁路车辆载重及速度的提高，铁路运输安全日益严峻，需要增加一些电气和检测设备对车辆进行日常监控。为了实现铁路车辆的状态监控，在转向轴的轴端安装发电装置，通过发电装置为铁路车辆供电。常见发电装置中车轴与发电机的电机轴之间为刚性连接，列车在过曲线及车辆制动电机轴与车轴不同轴时，发电机无法正常工作，并且发电机容易损坏。

发明内容

基于此，有必要提供一种联轴器、轴端发电装置及铁路车辆，即使发电机的电机轴与车轴不同轴时也能够正常工作，同时还能够有效保护发电机，延长发电机的使用寿命。

一种联轴器，包括：

安装座，所述安装座用于固定在车轴的端部；及

连接组件，所述连接组件包括止动件及弹性件，所述弹性件的一端连接于所述安装座，另一端连接于所述止动件，所述止动件用于与电机轴外周面的键槽配合使所述电机轴能够随所述车轴转动。

在其中一个实施例中，所述连接组件设有至少两个，至少两个所述连接组件用于沿所述电机轴的周向等间隔设置。

在其中一个实施例中，所述止动件包括止动球头，所述止动球头用于与所述电机轴外周面的弧形键槽配合。

在其中一个实施例中，所述止动件还包括止动轴，所述止动球头设于所述止动轴的一端；所述止动轴设有第一导向部，所述安装座设有与所述第一导向部配合的第二导向部。

在其中一个实施例中，所述止动轴远离所述止动球头的一端凸设有第一定位体，所述弹性件的一端套设于所述第一定位体外，并与所述第一定位体定位配合；所述安装座凸设有第二定位体，所述弹性件的另一端套设于所述第二定位体外，并与所述第二定位体定位配合。

在其中一个实施例中，所述安装座包括连接部及至少两个容纳盒，至少两个所述容纳盒用于沿所述电机轴的周向间隔设置，至少两个所述容纳盒之间通过所述连接部连接形成用于与所述电机轴适配的收容腔；所述容纳盒设有与所述收容腔连通的轴孔，所述弹性件设于所述轴孔内并与所述容纳盒连接，所述止动件活动地设于所述轴孔内并与所述弹性件连接。

在其中一个实施例中，所述容纳盒包括端盖及盒体，所述轴孔用于朝所述电机轴外周面的方向贯穿所述盒体，所述端盖盖设于所述盒体远离所述收容腔的一端；所述盒体的内侧壁设有与所述止动件导向配合的第二导向部，所述端盖靠近所述轴孔的一端设有第二定位体。

在其中一个实施例中，所述联轴器还包括底座，所述底座包括用于固定在所述车轴端部的连接板、及凸设于所述连接板的座体，所述座体设有容纳腔、及设于所述容纳腔腔壁的卡口，所述连接部卡设于所述容纳腔内，所述容纳盒卡设于所述卡口内。

一种轴端发电装置，包括发电机及所述的联轴器，所述发电机包括电机主体及与所述电机主体连接的电机轴，所述电机轴的外周面设有键槽，所述止动件与所述键槽配合带动所述电机轴随所述车轴转动。

在其中一个实施例中，所述键槽远离所述电机主体的一侧设有导向面，所述导向面自所述键槽的槽底向靠近所述电机轴中心轴线的方向倾斜或弯曲。

一种铁路车辆，包括车辆主体、车轴及所述的轴端发电装置，所述车轴转动地安装于所述车辆主体，所述电机轴通过所述联轴器与所述车轴连接。

上述的联轴器、轴端发电装置及铁路车辆，安装时，将安装座固定在车轴的端部，止动件在弹性件的作用下与电机轴的键槽配合，实现电机轴与联轴器非刚性连接。当铁路车辆行驶时，车轴转动，止动件与电机轴的键槽配合带动电机轴随车轴转动，产生电能。当电机轴的键槽与止动件之间形成有夹角时，电机轴迫使止动件压缩弹性件，电机轴与联轴器形成弹性铰接，这样车轴在电机轴的键槽与止动件之间形成有夹角时仍然能够带动电机轴转动，实现列车在过曲线及铁路车辆制动电机轴与车轴不同轴时，发电机仍能够正常工作。此外，当电机轴出现故障或卡止时，电机轴迫使止动件压缩弹性件，使弹性件带动止动件向远离电机轴的方向退让，直至止动件脱离电机轴的键槽，这样联轴器能够随车轴绕着电机轴的轴线转动，如此联轴器在电机轴出现故障或卡止时能够释放车轴传递给电机轴的旋转力矩，从而有效保护发电机，延长发电机的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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取其他的附图。

图1为本发明一实施例的联轴器的底座安装于轴承端盖的结构示意图；

图2为本发明一实施例的联轴器的结构示意图；

图3为图3所示的联轴器的剖视图；

图4为图3所示的联轴器的安装座的结构示意图；

图5为图4所示的联轴器的安装座的剖视图；

图6为图3所示的联轴器的止动件的结构示意图；

图7为图6所示的联轴器的止动件的剖视图；

图8为本发明一实施例的轴端发电装置的电机轴的结构示意图。

附图标号说明：10、联轴器；11、连接组件；111、弹性件；112、止动件；1121、止动球头；1122、止动轴；1123、第一导向部；1124、第一定位体；12、安装座；121、容纳盒；1211、盒体；1212、端盖；1213、轴孔；1214、第二导向部；1215、第二定位体；1216、收容腔；122、连接部；20、底座；21、连接板；211、连接孔；22、座体；221、卡口；30、电机轴；31、键槽；32、导向面；40、轴承端盖。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1、图2和图3，本发明一实施例的联轴器10，包括连接组件11及安装座12，安装座12用于固定在车轴的端部。连接组件11包括止动件112及弹性件111，弹性件111的一端连接于安装座12，另一端连接于止动件112，止动件112用于与电机轴30外周面的键槽31配合使电机轴30能够随车轴转动。

可选地，弹性件111为弹簧。当然，在其它实施例中，弹性件111也可为其它具有相同功能的构件。

上述的联轴器，安装时，将安装座12固定在车轴的端部，止动件112在弹性件111的作用下与电机轴30的键槽31配合，实现电机轴30与联轴器10非刚性连接。当铁路车辆行驶时，车轴转动，至少两个止动件112与电机轴30的键槽31配合带动电机轴30随车轴转动，产生电能。当电机轴30的键槽31与止动件112之间形成有夹角时，电机轴30迫使止动件112压缩弹性件111，电机轴30与联轴器10形成弹性铰接，这样车轴在电机轴30的键槽31与止动件112之间形成有夹角时仍然能够带动电机轴30转动，实现列车在过曲线及铁路车辆制动电机轴30与车轴不同轴时，发电机仍能够正常工作。此外，当电机轴30出现故障或卡止时，电机轴30迫使止动件112压缩弹性件111，使弹性件111带动止动件112向远离电机轴30的方向退让，直至止动件112脱离电机轴30的键槽31，这样联轴器10能够随车轴绕着电机轴30的轴线转动，如此联轴器10在电机轴30出现故障或卡止时能够释放车轴传递给电机轴30的旋转力矩，从而有效保护发电机，延长发电机的使用寿命。

进一步地，参阅图3，连接组件11设有至少两个，至少两个连接组件11用于沿电机轴30的周向等间隔设置。具体地，至少两个连接组件11均包括弹性件111及止动件112。如此，等间隔设置的至少两个止动件112在弹性件111的作用下能够更好地与电机轴30外周面的键槽31配合，使得电机轴30受力均匀，这样电机轴30能够稳定地随车轴转动。

需要说明的是，参阅图3，可根据发电机的功率设置连接组件11的数量，在此不做具体限定。在本实施例中，连接组件11设有三个，三个连接组件11沿电机轴30的周向等间隔设置；并且，三个连接组件11的止动件112分别与电机轴30外周面的键槽31配合。

在一个实施例中，参阅图3、图6和图7，止动件112包括止动球头1121，止动球头1121用于与电机轴30外周面的弧形键槽31配合。当铁路车辆行驶时，车轴转动，止动球头1121与弧形键槽31配合带动电机轴30随车轴转动，产生电能。如此，在铁路车辆行驶的过程中，止动球头1121与弧形键槽31配合，这样能够减少止动件112与电机轴30的磨损，延长发电机的使用寿命。

进一步地，参阅图3、图4、图5和图6，止动件112还包括止动轴1122，止动球头1121设于止动轴1122的一端。可选地，止动轴1122为圆柱形。止动轴1122设有第一导向部1123，安装座12设有与第一导向部1123配合的第二导向部1214。当电机轴30的键槽31与止动件112之间形成有夹角、或者电机轴30出现故障或卡止时，电机轴30迫使止动件112沿远离电机轴30的方向移动，在止动件112移动的过程中，第一导向部1123与第二导向部1214导向配合，使得止动件112的移动具有导向性，提高止动件112移动的稳定性，避免止动件112在移动过程中晃动而滑脱至键槽31外。

可选地，参阅图5和图6，第一导向部1123包括导向块，导向块凸设于止动轴1122的外周面。第二导向部1214设有与导向块滑动配合的导向槽，或者第二导向部1214包括与导向块滑动配合的导轨。当然，在其它实施例中，第一导向部1123也可设有导向槽或导轨，第二导向部1214包括导向块。

进一步地，参阅图3、图6和图7，止动轴1122远离止动球头1121的一端凸设有第一定位体1124，弹性件111的一端套设于第一定位体1124外，并与第一定位体1124定位配合。安装座12凸设有第二定位体1215，弹性件111的另一端套设于第二定位体1215外，并与第二定位体1215定位配合。安装时，弹性件111的一端套设于第一定位体1124并与第一定位体1124连接，另一端套设于第二定位体1215并与第二定位体1215连接。如此，方便将弹性件111安装在安装座12，同时也方便弹性件111与止动件112之间的连接。

在一个实施例中，参阅图3、图4和图5，安装座12包括连接部122及至少两个容纳盒121，至少两个容纳盒121用于沿电机轴30的周向间隔设置。至少两个容纳盒121之间通过连接部122连接形成用于与电机轴30适配的收容腔1216。容纳盒121设有与收容腔1216连通的轴孔1213，弹性件111设于轴孔1213内并与容纳盒121连接，止动件112可移动地设于轴孔1213内并与弹性件111连接；其中，止动件112在电机轴30的推动下能够向轴孔1213内移动、且在弹性件111的作用下能够向轴孔1213外移动。如此，上述结构的安装座12能够为连接组件11提供安装位置，同时也便于配合底座20安装在车轴的端部。此外，将弹性件111、及止动件112的至少部分设于容纳盒121的轴孔1213内，容纳盒121能够有效保护弹性件111及止动件112，避免外界物体干扰弹性件111及止动件112，保证联轴器10的正常使用。

需要说明的是，参阅图3和图4，容纳盒121的数量可根据发电机的功率进行设置，在此不做具体限定。在本实施例中，容纳盒121设有三个，三个容纳盒121沿电机轴30的周向等间隔设置，且三个容纳盒121通过连接部122连接。

进一步地，参阅图3、图4和图5，容纳盒121包括端盖1212及盒体1211。轴孔1213用于朝电机轴30外周面的方向贯穿盒体1211，端盖1212盖设于盒体1211远离容纳腔1216的一端。具体地，第二导向部1214设于盒体1211的内侧壁，第二定位体1215设于端盖1212靠近轴孔1213的一侧。如此，在盒体1211远离容纳腔1216的一端可拆卸地安装端盖1212，方便安装和拆卸连接组件11。

在一个实施例中，参阅图1和图2，联轴器10还包括底座20。底座20包括用于固定在车轴端部的连接板21、及凸设于连接板21的座体22，座体22设有容纳腔、及设于容纳腔腔壁的卡口221，连接部122卡设于容纳腔内，容纳盒121卡设于卡口221内。安装时，安装座12放入容纳腔内，连接部122与容纳腔的腔壁卡接配合，容纳盒121与卡口221卡接配合，从而将安装座12稳定可靠地固定在车轴的端部。在本实施例中，连接部122与容纳腔的腔壁之间具有1mm～2mm的间隙，容纳盒121的外表面与卡口221的口壁具有1mm～2mm的间隙。

需要说明的是，参阅图1和图2，底座20的形状适应于铁路车辆的转向架，这样无需更改轴承端盖40的结构。具体地，连接板21设有三个连接孔211，三个连接孔211分别与轴承端盖的三孔定位尺寸适配，这样结构简单可靠，无需更改轴承端盖40的结构。在本实施例中，连接板21为三角形板，三角形板中每个角的位置均设有一个连接孔211；其中，连接孔211为螺纹孔等。

进一步地，参阅图2，底座20为一体化结构，例如连接板21与座体22可通过铸造或锻造成为一体的结构。如此，有利于提高加工效率，降低成本。

参阅图1和图2，本发明一实施例的轴端发电装置，包括发电机及上述任一实施例的联轴器10。发电机包括电机主体及与电机主体连接的电机轴30，电机轴30的外周面设有与止动件112适配的键槽31，联轴器10的止动件112与键槽31配合带动电机轴30随车轴转动。

上述的轴端发电装置，安装时，将安装座12固定在车轴的端部，止动件112在弹性件111的作用下与电机轴30的键槽31配合，实现电机轴30与联轴器10非刚性连接。当铁路车辆行驶时，车轴转动，至少两个止动件112与电机轴30的键槽31配合带动电机轴30随车轴转动，产生电能。当电机轴30的键槽31与止动件112之间形成有夹角时，电机轴30迫使止动件112压缩弹性件111，电机轴30与联轴器10形成弹性铰接，这样车轴在电机轴30的键槽31与止动件112之间形成有夹角时仍然能够带动电机轴30转动，实现列车在过曲线及铁路车辆制动电机轴30与车轴不同轴时，发电机仍能够正常工作。此外，当电机轴30出现故障或卡止时，电机轴30迫使止动件112压缩弹性件111，使弹性件111带动止动件112向远离电机轴30的方向退让，直至止动件112脱离电机轴30的键槽31，这样联轴器10能够随车轴绕着电机轴30的轴线转动，如此联轴器10在电机轴30出现故障或卡止时能够释放车轴传递给电机轴30的旋转力矩，从而有效保护发电机，延长发电机的使用寿命。

进一步地，参阅图2和图8，键槽31远离电机主体的一侧设有导向面32，导向面32自键槽31的槽底向靠近电机轴30中心轴线的方向倾斜或弯曲。如此，导向面32可起到导向作用，方便电机轴30轻松插入至少两个止动件112之间，同时在运用维修中拆卸方便，在不拆卸电机主体的情况下，电机轴30跟转向架轴端能够便捷分离。

需要说明的是，导向面32自键槽31的槽底向靠近电机轴30中心轴线方向倾斜的角度或弯曲的弧度可根据实际情况进行设置。在本实施例中，导向面32为20°的锥形导向面。

参阅图1和图2，本发明一实施例的铁路车辆，包括车辆主体、车轴及上述任一实施例的轴端发电装置。车轴转动地安装于车辆主体，发电机的电机轴30通过联轴器10与车轴连接。需要说明的是，铁路车辆的有益效果可参照轴端发电装置，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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)

1.一种联轴器，其特征在于，包括：

安装座，所述安装座用于固定在车轴的端部；所述安装座包括连接部及至少两个容纳盒，至少两个所述容纳盒用于沿电机轴的周向间隔设置，至少两个所述容纳盒之间通过所述连接部连接形成用于与所述电机轴适配的收容腔，所述容纳盒设有与所述收容腔连通的轴孔；

连接组件，所述连接组件包括止动件及弹性件，所述止动件可移动地设于所述轴孔内，所述弹性件设于所述轴孔内并与所述容纳盒连接，所述弹性件的一端连接于所述安装座，另一端连接于所述止动件，所述止动件用于与电机轴外周面的键槽配合使所述电机轴能够随所述车轴转动；

底座，所述底座包括用于固定在所述车轴端部的连接板、及凸设于所述连接板的座体，所述座体设有容纳腔、及设于所述容纳腔腔壁的至少两个卡口，所述连接部卡设于所述容纳腔内，至少两个所述容纳盒分别卡设于至少两个所述卡口内。

2.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述连接组件设有至少两个，至少两个所述连接组件用于沿所述电机轴的周向等间隔设置。

3.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述止动件包括止动球头，所述止动球头用于与所述电机轴外周面的弧形键槽配合。

4.根据权利要求3所述的联轴器，其特征在于，所述止动件还包括止动轴，所述止动球头设于所述止动轴的一端；所述止动轴设有第一导向部，所述安装座设有与所述第一导向部配合的第二导向部。

5.根据权利要求4所述的联轴器，其特征在于，所述止动轴远离所述止动球头的一端凸设有第一定位体，所述弹性件的一端套设于所述第一定位体外，并与所述第一定位体定位配合。

6.根据权利要求5所述的联轴器，其特征在于，所述安装座凸设有第二定位体，所述弹性件的另一端套设于所述第二定位体外，并与所述第二定位体定位配合。

7.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述容纳盒包括端盖及盒体，所述轴孔用于朝所述电机轴外周面的方向贯穿所述盒体，所述端盖盖设于所述盒体远离所述收容腔的一端；所述盒体的内侧壁设有与所述止动件导向配合的第二导向部，所述端盖靠近所述轴孔的一侧设有第二定位体。

8.一种轴端发电装置，其特征在于，包括发电机及如权利要求1至7任一项所述的联轴器，所述发电机包括电机主体及与所述电机主体连接的电机轴，所述电机轴的外周面设有键槽，所述止动件与所述键槽配合带动所述电机轴随所述车轴转动。

9.根据权利要求8所述的轴端发电装置，其特征在于，所述键槽远离所述电机主体的一侧设有导向面，所述导向面自所述键槽的槽底向靠近所述电机轴中心轴线的方向倾斜或弯曲。

10.一种铁路车辆，其特征在于，包括车辆主体、车轴及如权利要求8或9所述的轴端发电装置，所述车轴转动地安装于所述车辆主体，所述电机轴通过所述联轴器与所述车轴连接。

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