CN114954554B - 一种关节连接器及铁路车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关节连接器及铁路车辆，属于铁路车辆技术领域，包括固定于第一车体端梁两侧的吊架，吊架和侧滑块单元连接，侧滑块单元与安装在第二车体端梁两侧的支撑座单元滑动连接；所述侧滑块单元之间设置中央关节单元，中央关节单元与固定在第二车体端梁的牵引座单元可拆卸连接，以实现拉伸力或压缩力的传递。

Description

一种关节连接器及铁路车辆

技术领域

本发明涉及铁路车辆技术领域，特别是涉及一种关节连接器及铁路车辆。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

关节连接器作为一种车辆间的连接装置，用于连接相邻车辆，对于铁路车辆，关节连接器的使用使得相邻车辆可以共用一个转向架，从而减少转向架数量，使得列车转向架轴重利用更加充分，降低了列车质量。目前，最常见的为SAC-1型关节连接器。

如图1所示，图1为SAC-1型关节连接器结构示意图。

该关节连接器(SAC-1型)，由凸关节11、凹关节12、轴承13、轴承销131、弹簧14、螺栓15、斜楔16、垫圈17、螺母18、防尘盖121等组成。

凸关节11内固定有轴承13，轴承13内设有横向的轴承销131。图1中，凹关节12具有安装孔，固定有轴承13的凸关节11自上向下落入凹关节12的安装孔内，以限制轴承13的前后左右位移。另外，凹关节12的两侧设有斜楔16，斜楔16通过竖向插入的螺栓15固定于凹关节12内，如图所示，螺栓15沿竖向依次贯穿弹簧14、斜楔16、垫圈17，然后插入凹关节12，再通过螺母18固定。

轴承销131两端设有斜面131a，斜面131a与竖直方向夹角10°左右，斜楔16定位后，两侧斜楔16的斜面与轴承销131两端的斜面131a配合形成自锁，以消除凹、凸关节之间的连接间隙。当斜楔16磨损后，在弹簧14的作用下，斜楔16始终与轴承销131斜面131a形成自锁。

上述关节连接器通过轴承13轴线水平、垂向和侧向转动功能，以承受列车纵向拉伸力、纵向压缩力以及车辆的垂向力。其中，各向力的传递路径如下：

纵向拉伸力：凸关节11-轴承13-轴承销131-凹关节12；

纵向压缩力：凸关节11-轴承13-轴承销131-斜楔16-凹关节12；

垂向力：凸关节11-轴承13-凹关节12。

发明人发现，现有的SAC-1型关节连接器存在下述技术问题：

一、车辆的纵向拉伸力或压缩力会通过轴承13作用于凹关节12，凹关节12容易受到磨损，而凹关节12和凸关节11均焊接固定于车辆上，修复成本过高，难以修复，通常凹关节12磨耗无法使用后，整个车体也相应报废；

二、车辆的纵向拉伸力、压缩力以及垂向力均通过轴承13最后作用于凹关节12上，因此对轴承13的性能要求非常严格，关节连接器的使用寿命很大程度上受轴承13的使用寿命限制；

三、车辆的纵向拉伸力和压缩力均通过销131传递，目前，轴承销131与轴承13设置为一个整体，以满足强度需求。轴承13只能自上向下安装于凹关节12的安装孔内，此时，需要将凸关节11端的车体向上顶起，然后再进行后续组装，组装工序繁琐、难度大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种新型关节连接器及铁路车辆，通过关节连接器各单元之间的相互作用传递车辆间的拉伸力、压缩力和垂向力，在各单元的相互作用面安装可更换的耐磨衬套或磨耗板，受到磨损的部件为衬套或磨耗板，不会磨损关节和销盘，解决了现有关节连接器磨损及不易更换的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提出一种关节连接器，包括固定于第一车体端梁两侧的吊架，吊架和侧滑块单元连接，侧滑块单元与安装在第二车体端梁两侧的支撑座单元滑动连接；所述侧滑块单元之间设置中央关节单元，中央关节单元与固定在第二车体端梁的牵引座单元可拆卸连接，以实现拉伸力或压缩力的传递。

作为进一步的技术方案，所述中央关节单元包括关节，关节两侧设有第一圆柱安装面与牵引挡块连接，关节中部下端设有第二圆柱安装面，第二圆柱安装面插装在牵引座单元内，以限制中央关节单元的径向运动。

作为进一步的技术方案，所述牵引挡块插入挡块座，挡块座顶部与滑动挡板连接，滑动挡板可拆卸的安装在第一车体端梁。

作为进一步的技术方案，所述关节的第一圆柱安装面与牵引挡块之间安装有防尘隔圈。

作为进一步的技术方案，所述牵引座单元包括中央销盘，中央销盘底部周向固定设有销盘腹板，且中央销盘和销盘腹板均固定设置在第二车体的端梁。

作为进一步的技术方案，所述中央销盘中部设有第一安装孔，第一安装孔内安装有耐磨衬套，关节的第二圆柱安装面插装在中央销盘的第一安装孔内；关节的第二圆柱安装面和中央销盘的第一安装孔之间还设置锤形挡，锤形挡包括固定连接的挡轴和挡座，关节的第二圆柱安装面还加装有定位销。

作为进一步的技术方案，所述吊架包括与第一车体端梁连接的盖板，盖板和吊头固定连接，吊头设有第二安装孔，第二安装孔内设有第二耐磨衬套；所述侧滑块单元包括底板，底板固定设置两立板，立板开设有第三安装孔，第一耐磨衬套固定设置在第三安装孔内，第二安装孔与第三安装孔采用栓接或销接的方式连接。

作为进一步的技术方案，所述支撑座单元包括相对设置的上盖板和下盖板，上盖板和下盖板之间设置腹板，下盖板和上盖板的尾端均固定设置在第二车体的端梁；侧滑块单元放置在支撑座单元的两腹板之间，侧滑块单元底部设置第一磨耗板与下盖板接触，两者可相对滑动。

作为进一步的技术方案，所述牵引座单元、支撑座单元和车体与转向架连接单元连接，所述车体与转向架连接单元包括心盘组成、上旁承和第二磨耗板，心盘组成和第二车体端梁、转向架连接，上旁承与支撑座单元连接，与转向架两侧的下旁承支撑配合，第二磨耗板设置在支撑座单元与侧滑块单元之间。

第二方面，本发明提出一种铁路车辆，包括如上所述的关节连接器以及多节车体，相邻两车体之间通过关节连接器连接。

上述本发明的有益效果如下：

本发明通过关节连接器各单元之间的相互作用传递车辆间的拉伸力、压缩力和垂向力，并在各单元的相互作用面安装可更换的耐磨衬套或磨耗板，受到磨损的部件为衬套或磨耗板，不会磨损关节和销盘，延长了关节连接器的使用寿命。

本发明中央关节单元、车体与转向架连接单元可拆卸的安装在牵引座单元、支撑座单元和吊架上，当出现单元部件损坏时，可进行拆卸更换，延长了车辆的寿命。

本发明的关节连接器，一方面，中央关节单元及车体与转向架连接单元均不会直接与牵引座单元、支撑座单元以及吊架接触，而是通过各单元间的衬套和磨耗板连接，关节连接器在进行车辆间力的传递时，受到磨损的部位为衬套和磨耗板，并且衬套和磨耗板可拆卸的置于关节连接器各单元，这些磨损部件属于易换件，因此，可延长关节连接器的使用寿命；另一方面，安装本关节连接器的两车体间仅需三个转向架，转向架数量减少，转向架轴重运用更加充分，降低了列车质量。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书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。

图1是现有SAC-1型关节连接器的整体结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种新型关节连接器的整体结构示意图；

图3是图2的A-A剖面示意图；

图4是图2的B-B剖面示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的侧滑块单元的结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的吊架的结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的中央关节单元的结构示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的关节的结构示意图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的锤形挡的结构示意图；

图10是本发明根据一个或多个实施方式的牵引座单元的结构示意图；

图11是本发明根据一个或多个实施方式的支撑座单元的结构示意图；

图12是本发明根据一个或多个实施方式的车体与转向架连接单元的结构示意图；

图13a是本发明根据一个或多个实施方式的上心盘的俯视结构示意图；

图13b是本发明根据一个或多个实施方式的上心盘的侧视结构示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，11、凸关节；12、凹关节；121、防尘盖；13、关节轴承；131、轴承销；131a、斜面；14、弹簧；15、螺栓；16、楔块；17、垫圈；18、螺母；

20、侧滑块单元；21、底板；22、立板；23、第一磨耗板；24、第一耐磨衬套；25、轴栓；26、第一挡圈；30、吊架；31、腹板滑块；32、盖板；33、吊头；34、第二耐磨衬套；40、中央关节单元；41、滑动挡板；42、挡块座；43、关节；44、螺栓；45、垫块；46、牵引挡块；47、定位销；48、隔圈；50、牵引座单元；51、筋板；52、销盘腹板；53、套环；54、中央销盘；55、第三耐磨衬套；60、支撑座单元；61、下盖板；62、腹板；63、上盖板；64、第二挡圈；70、车体与转向架连接单元；71、上心盘；72、心盘连接垫；73、心盘锁铁；74、心盘销；75、心盘支撑座；76、第二磨耗板；77、上旁承；80、锤形挡；81、挡座；82、挡轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所介绍的，现有的连接关节易出现磨损，修复难度大、修复成本高，且安装困难的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种关节连接器及铁路车辆。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图2-图13所示，提出一种关节连接器，包括，侧滑块单元20、吊架30、中央关节单元40、牵引座单元50、支撑座单元60以及车体与转向架连接单元70，通过各单元之间的相互作用传递车辆间的拉伸力、压缩力和垂向力。

其中，吊架30固定设置在第一车体端梁的两侧，并与侧滑块单元20连接，侧滑块单元20与安装在第二车体端梁两侧的支撑座单元60滑动连接。

中央关节单元40设置在两个侧滑块单元20之间，并与固定设置在在第二车体端梁上的牵引座单元50可拆卸连接，以实现拉伸力或压缩力的传递，车体与转向架连接单元70主要用于第二车体与转向架的连接。

可以理解的是，本实施例中的第一车体为前车，第二车体为后车，第一车体用于牵引第二车体。

如图3、图7以及图8所示，中央关节单元40由滑动挡板41、挡块座42、关节43、螺栓44、垫块45、牵引挡块46、定位销47以及隔圈48组成。

其中，挡块座42设有两个，通过栓接或销接等方式可拆卸的固定设置在第一车体端梁中部位置的两侧，关节43的两侧分别设有一个第一圆柱安装面，关节43中部位置的下端设有一个第二圆柱安装面，关节43两侧的第一圆柱安装面分别与牵引挡块46连接，具体的，牵引挡块46中间位置设有与第一圆柱安装面尺寸相同的圆形凹槽，第一圆柱安装面插入圆形凹槽内，从而实现关节43两侧与牵引挡块46的连接，进而通过牵引挡块46插装在挡块座42内。

可以理解的是，关节43与圆柱安装面可以采用整体式设计，也可以采用焊接或螺栓等连接形式，这里不做过多限制。

由于尘土、沙砾等杂物易进入第一圆柱安装面与圆形凹槽的连接处，从而损坏第一圆柱安装面进而造成关节43损坏的问题，因此，在关节43的第一圆柱安装面与牵引挡块46之间安装有防尘隔圈48。

挡块座42的上部还设有滑动挡板41，滑动挡板41采用螺栓连接的方式可拆卸的安装在第一车体端梁上，当牵引挡块46插入挡块座42内后利用滑动挡板41对牵引挡块46进行遮挡，从而实现牵引挡块46的竖向定位，避免牵引挡块46在竖向上的运动。

可以理解的是，挡块座42的固定方式可以采用焊接，也可以采用栓接等方式，这里不做过多的限制。

关节43中部下端的第二圆柱安装面插装在牵引座单元50内，以限制中央关节单元40的径向运动，从而避免牵引挡块46从挡块座42上滑落。

具体的，牵引座单元50由筋板51、销盘腹板52、套环53、中央销盘54以及第三耐磨衬套55组成，其中，中央销盘54的底部周向固定设有销盘腹板52，且中央销盘54和销盘腹板52的尾端均通过焊接或螺栓等方式固定设置在第二车体的端梁上，同时，中央销盘54与销盘腹板52的尾端通过筋板51连接，以提高销盘腹板52的支撑、防护能力，销盘腹板52首端的底部还设有套环53。

中央销盘54的中部设有第一安装孔，第一安装孔内安装有第三耐磨衬套55，关节43下端的第二圆柱安装面插装在中央销盘54的第一安装孔内，从而在第三耐磨衬套55的作用下，避免关节43下端的第二圆柱安装面的磨损。

为了对关节43下端的第二圆柱安装面更好的限位，将第二圆柱安装面设置为中空结构，关节43上设有通孔，通孔与第二圆柱安装面的中空部分同心设置。

当第二圆柱安装面插装到中央销盘54的第一安装孔内时，利用锤形挡80对第二圆柱安装面进行竖向上的限位。锤形挡设置于关节的第二圆柱安装面和中央销盘的第一安装孔之间。

具体的，锤形挡80由挡座81和挡轴82构成，挡轴82与挡座81固定连接，挡轴82直径与第二圆柱安装面中空部分的直径相同，挡座81尺寸远大于中央销盘54第一安装孔的直径，从而当挡轴82插入第二圆柱安装面后可以利用挡座81限制第二圆柱安装面从中央销盘54上的第一安装孔内拔出。

为了更好的提高锤形挡80与第二圆柱安装面的连接强度，利用螺栓44进行连接，当挡轴82从关节43的下端插入第二圆柱安装面内后，螺栓44从关节43上端的通孔内伸入并旋进挡轴82内，为了避免螺栓44对挡轴82以及关节43的损坏，螺栓44与挡轴82之间还设有垫块45。

为了避免锤形挡80的晃动，关节43的第二圆柱安装面上还加装有定位销47，从而利用定位销47对锤形挡80进行横向限位。

可以理解的是，挡轴82与挡座81可以为一体式设计，也可以是分体式结构通过焊接、栓接等方式进行固定连接，这里不做过多的限制。

如图6所示，吊架30由腹板滑块31、盖板32、吊头33以及第二耐磨衬套34组成，吊头33上设有第二安装孔，吊头33的第二安装孔内设有第二耐磨衬套34。吊头33两侧设置盖板32，盖板32和腹板滑块31连接，盖板32和腹板滑块31均与第一车体端梁连接。

如图5所示，侧滑块单元20由底板21、立板22、第一磨耗板23以及第一耐磨衬套24组成，第一磨耗板23采用粘接或是螺栓连接的方式固定设置在底板21的底部，底板21的顶部采用焊接或是螺栓连接的方式固定设有两个立板22，这两个立板22平行设置，且每个立板22上均开设有第三安装孔，第三安装孔同心设置，第一耐磨衬套24固定设置在第三安装孔内。

可以理解的是，立板22与底板21可以采用整体式设计，也可以采用拼接的形式，这里不做过多限制。

侧滑块单元20采用栓接固定设置在第一车体端梁两侧的吊架30上，具体如图3、图4所示，吊头33放置在两个立板22的之间，使得第二安装孔与第三安装孔同心，采用栓接或销接的方式通过轴栓25依次穿过第二安装孔和第三安装孔，并利用第一挡圈26进行固定，从而实现吊架30与侧滑块单元20的连接。

侧滑块单元20还与支撑座单元60相接触，二者可相对滑动，如图11所示，支撑座单元60由下盖板61、腹板62、上盖板63以及第二挡圈64组成。

腹板62设有两块，相对固定设置在下盖板61的上部，上盖板63固定设置在腹板62的上部，上盖板63为U型板结构，下盖板61和上盖板62的尾端均固定设置在第二车体的端梁上，其中，两腹板62之间的间距根据侧滑块单元20的尺寸设置，只要能够容纳侧滑块单元20即可，上盖板63的U型槽开口尺寸只要大于侧滑块单元20两个立板22的间距即可，上盖板62的主要作用是限制侧滑块单元20的竖向运动，避免侧滑块单元20从支撑座单元60内脱落。

下盖板的上部还设有第二挡圈64，第二挡圈64位于两个腹板62之间，主要用于限制侧滑块单元20滑出，侧滑块单元20放置在支撑座单元60的两腹板62之间，侧滑块单元20中的第一磨耗板23与下盖板61接触，两者可相对滑动，以实现车辆在过曲线或驼峰时车辆间的相对转动以及部分的承载车辆间的垂向载荷。

可以理解的是，支撑座单元60可以为整体式设计，也可以采用拼接的形式，这里不做过多限制。

关节连接器还包括车体与转向架连接单元70，车体与转向架连接单元70与牵引座单元50和支撑座单元60连接，以将车上载荷传递给转向架，如图12-图13所示，车体与转向架连接单元70包括上心盘71、心盘连接垫72、心盘锁铁73、心盘销74、心盘支撑座75、第二磨耗板76以及上旁承77组成。

上心盘71、心盘连接垫72、心盘锁铁73、心盘销74以及心盘支撑座75构成心盘组成，上心盘71位于牵引座单元50的下部，上心盘71通过螺栓或销接方式连接在第二车体端梁底部的盖板上，与第二车体端梁底部盖板上的心盘支撑座75配合，上心盘71通过心盘连接垫72、心盘销74及心盘锁铁73与转向架的下心盘配合，其中，上心盘71与心盘连接垫72、转向架下心盘均为球面配合。

上旁承77通过螺栓连接在支撑座单元60的下盖板的底部，与转向架两侧的下旁承支撑配合，从而传递车辆间的各向载荷，第二磨耗板76设置在支撑座单元60与侧滑块单元20之间，且与第一磨耗板23相接触。

关节连接器的安装过程如下：

(1)将车体与转向架连接单元70中的上旁承77及第二磨耗板76装配在第二车体端梁的支撑座单元60上，其中上旁承77位于下盖板61的下端，第二磨耗板76位于下盖板61的上端且与第一磨耗板23相接触；

(2)将车体与转向架连接单元70中的心盘组成置于转向架下心盘内，采用销接和/或螺栓连接将上心盘71与转向架下心盘装配；

(3)将第二车体的端梁与上心盘71装配；

(4)将锤形挡80置于牵引座单元50内，并将牵引座单元50固定设置在第二车体的端梁上；

(5)组装中央关节单元40及侧滑块单元20。

实施例2

本实施例提供了一种铁路车辆，包括如实施例1所述的关节连接器以及多节车体，相邻两车体之间通过实施例1中所述的关节连接器连接，利用关节连接器各单元之间的相互作用传递车辆间的拉伸力、压缩力和垂向力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种关节连接器，其特征是，包括固定于第一车体端梁两侧的吊架，吊架和侧滑块单元连接，侧滑块单元与安装在第二车体端梁两侧的支撑座单元滑动连接；所述侧滑块单元之间设置中央关节单元，中央关节单元与固定在第二车体端梁的牵引座单元可拆卸连接，以实现拉伸力或压缩力的传递；

所述吊架包括与第一车体端梁连接的盖板，盖板和吊头固定连接，吊头设有第二安装孔，第二安装孔内设有第二耐磨衬套；所述侧滑块单元包括底板，底板固定设置两立板，立板开设有第三安装孔，第一耐磨衬套固定设置在第三安装孔内，第二安装孔与第三安装孔采用栓接或销接的方式连接；

所述支撑座单元包括相对设置的上盖板和下盖板，上盖板和下盖板之间设置腹板，下盖板和上盖板的尾端均固定设置在第二车体的端梁；侧滑块单元放置在支撑座单元的两腹板之间，侧滑块单元底部设置第一磨耗板与下盖板接触，两者可相对滑动；

所述牵引座单元、支撑座单元和车体与转向架连接单元连接，所述车体与转向架连接单元包括心盘组成、上旁承和第二磨耗板，心盘组成和第二车体端梁、转向架连接，上旁承与支撑座单元连接，与转向架两侧的下旁承支撑配合，第二磨耗板设置在支撑座单元与侧滑块单元之间。

2.如权利要求1所述的关节连接器，其特征是，所述中央关节单元包括关节，关节两侧设有第一圆柱安装面与牵引挡块连接，关节中部下端设有第二圆柱安装面，第二圆柱安装面插装在牵引座单元内，以限制中央关节单元的径向运动。

3.如权利要求2所述的关节连接器，其特征是，所述牵引挡块插入挡块座，挡块座顶部与滑动挡板连接，滑动挡板可拆卸的安装在第一车体端梁。

4.如权利要求2所述的关节连接器，其特征是，所述关节的第一圆柱安装面与牵引挡块之间安装有防尘隔圈。

5.如权利要求2所述的关节连接器，其特征是，所述牵引座单元包括中央销盘，中央销盘底部周向固定设有销盘腹板，且中央销盘和销盘腹板均固定设置在第二车体的端梁。

6.如权利要求5所述的关节连接器，其特征是，所述中央销盘中部设有第一安装孔，第一安装孔内安装有耐磨衬套，关节的第二圆柱安装面插装在中央销盘的第一安装孔内；关节的第二圆柱安装面和中央销盘的第一安装孔之间还设置锤形挡，锤形挡包括固定连接的挡轴和挡座，关节的第二圆柱安装面还加装有定位销。

7.一种铁路车辆，其特征是，包括如权利要求1-6任一项所述的关节连接器以及多节车体，相邻两车体之间通过关节连接器连接。