CN205113356U - 铁路车辆用转换套 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种铁路车辆用转换套，设于铁路车辆关节连接器的凹关节内，关节连接器还包括与凹关节匹配的凸关节，转换套包括环状主体，环状主体一端面为用于传递牵引力的牵引力传递面，环状主体的外周适配于凹关节的内腔，且环状主体的另一端面设有与凸关节的牵引销外周匹配的承托位。该转换套的一端面为牵引力传递面，可将凸关节的牵引力传递至凹关节，另外，转换套的外周适配于凹关节的内腔，则安装后可径向定位于凹关节内，并且设有承托位以与牵引销匹配，则牵引时，牵引销可抵紧转换套于凹关节，实现转换套的轴向定位。因此，凹关节不会与凸关节接触，由转换套承受磨损，而转换套为易换件，从而延长凹关节的使用寿命。

Description

铁路车辆用转换套

技术领域

本实用新型涉及铁路车辆技术领域，具体涉及一种铁路车辆用转换套。

背景技术

关节连接器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，则关节连接器的使用使得相邻车辆可以共同支承在一个转向架上，从而节省转向架数量，降低列车质量。

请参考图1，图1为一种典型的关节连接器结构。

该关节连接器(SAC-1型)，包括凸关节11、凹关节12、关节轴承13、轴承销131、碟簧14、楔块16、螺栓15、螺母18、垫圈17、防尘盖121等。

凸关节11固定有关节轴承13，关节轴承13内设有横向的轴承销131。图1中，凹关节12具有横向安置孔，设有关节轴承13的凹关节12自上向下落下，则关节轴承13自上向下置于横向安置孔内，前后左右位移被限制。另外，还设有位于凹关节12两侧的楔块16，楔块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沿竖向依次贯穿碟簧14、楔块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度左右，楔块16定位后，两侧楔块16的斜面131a与轴承销131两端的斜面131a配合形成自锁，以消除凹、凸关节11之间的连接间隙。当楔块16磨损后，在碟簧14的作用下，楔块16始终与轴承销131斜面131a形成自锁。

上述关节连接器通过关节轴承13丝线水平、垂向和侧向转动功能，则连接器主要承受纵向牵引、压缩力以及车辆的垂向载荷。其中，各向载荷的传递路径如下：

牵引力：凸关节11-关节轴承13-轴承销131-凹关节12；

压缩力：凸关节11-关节轴承13-轴承销131-楔块16-凹关节12；

垂向力：凸关节11-关节轴承13-凹关节12。

上述关节连接器存在下述技术问题：

车辆的牵引力或压缩力会通过关节轴承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，修复成本过高，难以修复，通常凹关节12磨耗无法使用后，整个车体相应报废；

有鉴于此，如何改善凹关节磨损，延长凹关节乃至整车的使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种铁路车辆用转换套，该转换套安装于凹关节内，以传递牵引力，可改善凹关节磨损，延长凹关节的使用寿命，继而延长车辆的使用寿命。

本实用新型提供的铁路车辆用转换套，设于铁路车辆关节连接器的凹关节内，关节连接器还包括与所述凹关节匹配的凸关节，所述转换套包括环状主体，所述环状主体一端面为用于传递牵引力的牵引力传递面，所述环状主体的外周适配于所述凹关节的内腔，且所述环状主体的另一端面设有与所述凸关节的牵引销外周匹配的承托位。

该转换套的一端面为牵引力传递面，可将凸关节的牵引力传递至凹关节，另外，转换套的外周适配于凹关节的内腔，则安装后可径向定位于凹关节内，并且设有承托位以与牵引销匹配，则牵引时，牵引销可抵紧转换套于凹关节，实现转换套的轴向定位。因此，凹关节不会与凸关节接触，凸关节转动时，不会磨损凹关节，由转换套承受磨损，而转换套为易换件，从而延长凹关节的使用寿命，进而延长车辆的使用寿命。

可选地，所述转换套还包括突起于其环状主体另一端面的承托爪，所述承托爪形成所述承托位。

可选地，所述承托位呈弧状。

可选地，所述环状主体的外周面包括相对设置的第一弧形面和第二弧形面，以及位于两侧的侧平面，所述第一弧形面和所述第二弧形面分别与所述凹关节的顶面、底面适配，所述侧平面与所述凹关节内壁的两侧面接触并相抵。

可选地，所述转换套内侧呈自前向后外扩的斜面设置，所述承托爪呈自前向后内缩的斜面设置。

可选地，在牵引力传递方向上，所述牵引力传递面与所述凹关节(22)内壁呈面接触。

附图说明

图1为一种典型的关节连接器结构；

图2为本实用新型所提供关节连接器一种具体实施例的结构示意图；

图3为图2中关节连接器俯视剖面图；

图4为图3中安装关节轴承的凸关节结构示意图；

图5为图2中转换套的结构示意图；

图6为图5中转换套另一视角的结构示意图；

图7为图2中转换套装入凹关节内时的初始状态示意图；

图8为图2中凹关节的立体结构示意图；

图9为图3中凸关节沿水平面摆动一定角度后的结构示意图；

图10为图2中关节连接器的横向剖视图；

图11为图2中从板的结构示意图；

图12为图11中从板的轴向剖视图；

图13为本实用新型所提供关节连接器中支持块和从板另一种实施例的结构示意图。

图14为图8中凹关节中部的横向截面示意图；

图15为图2中凹关节尾部的结构示意图。

图1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碟簧、15螺栓、16楔块、17垫圈、18螺母

图2-15中：

21凸关节、211挡圈、22凹关节、221装卸工艺孔、222销托安装凸缘、223挡肩、224止挡、225上心盘、226前端、227楔块工艺孔、228工艺槽、229a焊接坡口、229b半圆形开口、229c尾部斜面、23关节轴承、231牵引销、232轴套、24转换套、241第一弧形面、241a第一球面边缘、242第二弧形面、242a第二球面边缘、243承托爪、243a承托位、243b外斜面、244侧平面、245牵引力传递面、246内斜面、25从板、251从板耐磨衬套、26第一楔块、27第二楔块、271筋条、28销托、29支撑块、291支撑耐磨衬套

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，文中所述的前、后、上、下、侧面方位词可参考图2、3理解，前即车体行进方向，后与之相反，上、下即车体处于正常状态下的方位。另外，轴向指的是凹关节的轴向(平行于前后方向)，径向为与轴向垂直的方向。

请参考图2-3，图2为本发明所提供关节连接器一种具体实施例的结构示意图；图3为图2中关节连接器俯视剖面图。

该实施例中的关节连接器，包括凹关节22和凸关节21，用于连接相邻两车体，凹关节22和凸关节21通过关节轴承23连接，凸关节21通过关节轴承23向凹关节22传递牵引力、压缩力以及垂向力，图中指明力的方向。

本实施例中，关节轴承23设有牵引销231，插装于关节轴承23内。

如图4所示，图4为图3中安装关节轴承的凸关节结构示意图。

凸关节21设有安装孔，关节轴承23压装至安装孔内，挡圈211将关节轴承23固定于安装孔中，挡圈211可以焊接固定于凸关节21。另外，关节轴承23内压装有轴套232，牵引销231插入关节轴承23后，与轴套232配合。

请继续参考图5-7，图5为图2中转换套的结构示意图；图6为图5中转换套另一视角的结构示意图；图7为图2中转换套装入凹关节内的初始状态示意图。

本实施例中关节连接器还设有牵引传力部，牵引传力部具体为图5中所示的转换套24。转换套24包括环状主体，环状主体的一端面用于抵紧凹关节22，以传递牵引力，即图中所示的牵引力传递面245，环状主体的另一端面设有突起于其表面的承托爪243，承托爪243形成侧面呈弧状的承托位243a，恰好与牵引销231的外周相匹配(牵引销231是圆柱体时，承托位243a则具有如图5所示的圆柱面)，可以是半圆弧，以更稳定地与牵引销231配合；环状主体则适配于凹关节22的内腔，即环状主体设置于凹关节22内后，径向上基本定位。

另外，关节连接器还包括压缩传力部，如图2、3所示，关节连接器具体还设有从板25和第一楔块26、第二楔块27，第二楔块27即压缩传力部。凸关节21具有朝向凹关节22的头部，其头部与凹关节22之间依次设置从板25、第一楔块26和第二楔块27，从板25和第一楔块26的一侧(前侧)、第二楔块27和第一楔块26的另一侧(后侧)可形成自锁，则利用斜楔原理，可自动消除凸关节21、凹关节22的间隙。

凹关节22底部和凸关节21之间还可设有支撑块29，支撑块29与凸关节21形成球面配合。

该关节连接器的安装可如下：

将转换套24、从板25、第一楔块26、第二楔块27，以及支撑块29置于凹关节22内；

将装配有关节轴承23的凸关节21向后水平地插入凹关节22内，则凸关节21的头部抵紧从板25、第一楔块26、第二楔块27至凹关节22的内壁；

自凹关节22的侧面插入牵引销231至关节轴承23内，此时，牵引销231恰好位于转换套24承托爪243的弧形承托位243a中(工作时，在牵引力作用下，牵引销231可抵紧转换套24于凹关节22的内壁)；

安装销托28，将牵引销231轴向定位于凹关节22内。

该方案通过转换套24、从板25、楔块以及支撑块29的结构设计，合理地分配了载荷的传递。如下：

牵引载荷：凸关节21-关节轴承23-牵引销231-转换套24-凹关节22；

压缩载荷：凸关节21-从板25-第一楔块26-第二楔块27-凹关节22；

垂向载荷：凸关节21-支撑块29-凹关节22。

可见，本方案中，凸关节21各项载荷传递至凹关节22时，均不会直接和凹关节22接触，而是通过转换套24、第二楔块27、支撑块29传力至凹关节22，而转换套24、第二楔块27、支撑块29安装后，又相对于凹关节22定位，则凸关节21相对凹关节22发生相对运动(主要包括水平转动、上下摆动、测滚等)，受到磨损的部位为转换套24、第二楔块27、支撑块29，而不会磨损凹关节22，这些磨损部件可拆卸地设于凹关节22内，属于易换件，因此，可延长凹关节22的使用寿命，相应地可延长车辆的寿命。

可以理解，上述实施例中，设置了转换套24作为牵引传力部，第二楔块27作为压缩传力部，支撑块29作为垂向传力部，实际上，任一传力方向设置与凹关节22相对定位的传力部，以便替代凹关节22承受相应受力磨损，均可在一定程度上降低凹关节22的磨损，当然，各传力方向均设置传力部，显然是最佳的保护凹关节22的实施例。

另外，上述实施例中，牵引传力部具体设为转换套24，并且其环状主体的外周与凹关节22内腔适配，则安装后关节轴承23的牵引销231直接将其压紧，简单地实现其与凹关节22的相对定位，并且定位可靠，需要更换时，直接拔出牵引销231即可，操作非常简便；环状主体的端面可作为牵引力的传递面使用。如果，牵引传力部不设置环状主体，而是直接在牵引销231和凹关节22之间设置一牵引块，牵引销231压紧也是可行的，但显然，环状主体本身与凹关节22的径向定位，使得作为牵引传力部的转换套24能够更可靠地定位于凹关节22。

在此基础上，可以理解，环状主体并不一定限于封闭的环状，也可以具有开口，只要大致呈环状，以能够实现径向定位于凹关节22内腔即可。

此外，所述环状主体外周面的上下端呈弧形设计，即具有相对设置的第一弧形面241、第二弧形面242，以及位于两侧的侧平面244，即整个环状主体大致呈鼓形，如图5、6所示，安装后，第一弧形面241、第二弧形面242位于上、下，分别与凹关节22的顶面、底面适配，且两个弧形面的弧形边缘分别设有第一球面边缘241a、第二球面边缘242a。

请继续参考图8理解，图8为图2中凹关节的立体结构示意图。

凹关节22内壁的两侧设有挡肩223，分别与环状主体两侧的侧平面244匹配抵触，装配后的挡肩223和侧平面224均为竖直面，另外，凹关节22前端226的内壁为朝向转换套24环状主体的受力平面，环状主体的前端面为牵引力传递面245，也为平面设计，与凹关节22前端226的受力平面适配，即在牵引力的传递方向上，凹关节22和转换套24面接触。

上述转换套24安装过程如下：

如图7所示，将转换套24横置，自凹关节22的前端插入凹关节22内腔，图7箭头示出插入方向；

沿凹关节22轴向(也是插入方向)翻转90度，再沿竖直向翻转90度(翻转的顺序并不受限制)，则转换套24与凹关节22适配，形成径向定位(轴向定位依赖牵引销231的抵触，径向的两侧依靠与挡肩223抵触，径向的上、下弧面与凹关节22上、下弧面抵触)。

可见，在环状主体的上、下弧形边缘设置球面，使得转换套24装入后，能够自由转动，从而实现安装定位。因此，该种转换套24的结构设计，在满足牵引力传递、与凹关节22保持良好定位的前提下，又实现了安装工艺的简化。当然，将转换套24设计为圆形或其他形状也是可行的，但安装难度将大于上述的鼓形实施例，比如，可能凹关节22需要在上、下部位设置出安装孔；或者直接将牵引传力部设计为与凹关节22内壁通过连接件固定，显然，虽然有多种方式能够实现牵引传力部实现传力而降低凹关节22磨损，但本实施例中的转换套24结构为较为优选的实施例，并可产生如上所述的安装简便、定位可靠等效果。

另外，转换套24上设置侧面呈弧形的承托位243a，使得牵引销231与转换套24形成面配合，从而更好地传递牵引力。而在此基础上，转换套24的环状主体在牵引力方向与凹关节22形成面配合，则牵引销231最终可将牵引力以面配合的方式传递至凹关节22，从而均匀地传递载荷。

为达此目的，承托位243a的侧面设置为环形(牵引销231直接插入其中)也是可行的，但弧形设置，一方面可节省材料、减重，另一方面，当传递压缩力时，牵引销231可不与其他部位接触，从而只承受牵引力，降低磨损。

需要说明的是，上述实施例中，牵引销231不传递压缩力、垂向力的原因是，牵引销231插入于凸关节21的头部，与背景技术的区别在于，由凸关节21的头部、底部分别传递压缩力、垂向力，而不是通过牵引销231传递。

正是由于本实施例中牵引销231只承受牵引力，故其强度要求相对较低，可与关节轴承23分体设置，安装时，凸关节21可向后水平地插入凹关节22内，之后再侧向插入牵引销231，因此，无需如背景技术所述的先顶起车体再安装，降低了安装的难度，提高了安装效率。当然，牵引销231与关节轴承23整体设置，也是可行的。可以理解，本实施例中以牵引销231装配后呈水平状态进行示例，实际上，凸关节21垂直翻转90度，牵引销231呈竖直状态也可以，此时，转换套24的承托位243a也相应地作位置变动即可。

图中，承托位243a设于承托爪243，承托爪243突起于环状主体，可以想到，直接在环状主体设置承托位243a同样可实现与牵引销231面接触的目的，比如，直接使环状主体表面内凹形成弧形承托位243a。然而，设置承托爪243，则环状主体的厚度可降低，从而达到减重的目的。

值得注意的是，如图5、6所示，转换套24由前至后，其内部呈外扩的斜面设置，形成如图所示的内斜面246，如此设计，则凸关节21水平方向摆动时，转换套24不会与凸关节21干涉，从而达到兼顾转换套24强度和凸关节21转动的效果，如图9所示，图9为图3中凸关节沿水平面摆动一定角度后的结构示意图。相应地，转换套24的内壁也成圆形设置，以不干涉凸关节21的测滚为必要，如图10所示，图10为图2中关节连接器的横向剖视图，示出凸关节21侧滚一定角度。

另外，转换套24上设置的承托爪243，自前向后，则呈内缩的斜面设置，形成如图所示的外斜面243b，一方面可以减重，另一方面，如上所述，可以满足转换套24安装时的转动需求，避免与凹关节22内壁干涉，顺利安装并径向定位于凹关节22内。

上述实施例中，设置第二楔块27作为压缩传力部，如图3所示，第二楔块27可以具有朝向第一楔块26的凹口，则安装后，第一楔块26卡装于凹口内，避免第一楔块26和从板25移位，确保自锁以消除间隙功能的发挥。

第二楔块27具体可成板状，且其朝向凹关节22内壁的一侧设有筋条271，安装后，筋条271抵紧于凹关节22。如此设置，在保证第二楔块27能够相对凹关节22定位的前提下，减少楔块的重量。

可知，压缩传力部可设计为非楔块形状也是可行的，只要能传递压缩力即可，但此实施例中设置为楔块形状，为优选的实施例，因为可以与第一楔块26形成自锁配合，从而进一步确保第一楔块26能够消除凹关节22和凸关节21的间隙，并有效传递压缩力。

针对上述各实施例，还可以作出进一步改进。如图2、3，并请结合图11、12理解，图11为图2中从板的结构示意图；图12为图11中从板的轴向剖视图。

所示，支撑块29和/或从板25朝向所述凸关节21的一侧，可设有耐磨衬套，如图所示的从板耐磨衬套251、支撑耐磨衬套291。耐磨衬套由非金属材料制成，同时，在该非金属材料中加入耐磨、自润滑的材料，使得耐磨衬套的摩擦系数控制在0.3以内，保证凸关节21转动过程中所受到的摩擦阻力较小，使得凸关节21可灵活转动，同时，耐磨衬套的强度可设置为小于凸关节21的强度，减小凸关节21转动过程中的摩擦损耗，提高凸关节21的使用寿命。

如图13所示，图13为本发明所提供关节连接器中支撑块和从板另一种实施例的结构示意图。

该实施例中，支撑块29和从板25还可以一体设置，从而进一步提高整体结构的稳定性。

为了保证支撑块29的定位效果，还可以在凹关节22的底部的两侧设置止挡224，如图8所示，支撑块29安装后，横向定位于两侧的止挡224之间，如图8所示。

另外，凹关节22的一侧可设置销托安装凸缘222，图中，该凸缘向外突出设置，销托28自该侧安装以轴向定位牵引销231，凹关节22的另一侧，即销托安装凸缘222的对侧，设有装卸工艺孔221，以便于安装或拆卸牵引销231。

另外，凹关节22还设有相对设置的楔块工艺孔227，如图14所示，图14为图8中凹关节中部的横向截面示意图。

安装时，先置放从板25、第一楔块26、第二楔块27，然后从楔块工艺孔227插入顶杆，用于顶起第一楔块26，从而留出适当的轴向空间余量，以便插入牵引销231，插入后，取出顶杆，在牵引力作用下，牵引销231自动抵紧转换套24，第一楔块26在压缩力以及自重作用下，与从板25、第二楔块27形成自锁。

需要说明的是，本实施例中凹关节22的前部内腔设计为圆柱面，以便与转换套24配合，凹关节22前部的底部设有上心盘225，以便与车体转向架的下心盘配对。而凹关节22的中部则设计为：截面呈两侧弧形和上下U型的组合形状，一方面利于从板25和楔块的安装(从板25和楔块25也设计为相应的形状，安装后具有防止转动的效果)，另一方面，该形状截面的应力分布更为合理，利于提高凹关节22的使用可靠性。

还可以对凹关节22作进一步改进，如图15所示，图15为图2中凹关节尾部的结构示意图。

凹关节22尾部截面可具体设计为矩形结构，其根部四周设有焊接坡口229a，用于与车体中梁焊接，上部去除一部分，形成图中所示的向下倾斜的尾部斜面229c，便于对下部实施焊接，并且可达到减重效果。凹关节22尾部的底部开设有半圆形开口229b，以便与车体中梁接触部分进行焊接，凹关节22尾部的两侧设计成平面，以便与车体中梁上的工艺孔进行焊接，提高了焊接连接强度，保证了凹关节22与中梁连接的可靠性。

另外，凹关节22的根部可以设有工艺槽228，图中具体示出四个工艺槽228，显然数量并不受限制。工艺槽228的设置利于根部铸造成型，且能够降低凹关节22的重量。

最后需要说明的是，上述实施例中，描述了凸关节21向凹关节22传递牵引力、压缩力以及垂向力，可以理解，凹关节22也可以反向传递上述各向的力至凸关节21，此时，牵引传力部、压缩传力部以及垂向传力部所起作用相同，此处不再赘述。

另外，本发明的思想核心在于设置可拆卸的受力部件，以降低凹关节22的磨损，故凹关节22和凸关节21之间的具体连接方式并不作限定，可以优选采用设有牵引销231的关节轴承23，以保证凸关节21转动更为灵活；也可以直接设置插装于凸关节21头部的主销、销轴块的配合结构，实现牵引力的传递。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铁路车辆用转换套，设于铁路车辆关节连接器的凹关节(22)内，关节连接器还包括与所述凹关节(22)匹配的凸关节(21)，其特征在于，所述转换套(24)包括环状主体，所述环状主体一端面为用于传递牵引力的牵引力传递面(245)，所述环状主体的外周适配于所述凹关节(22)的内腔，且所述环状主体的另一端面设有与所述凸关节(21)的牵引销(231)外周匹配的承托位(243a)。

2.如权利要求1所述的铁路车辆用转换套，其特征在于，所述转换套(24)还包括突起于其环状主体另一端面的承托爪(243)，所述承托爪(243)形成有所述承托位(243a)。

3.如权利要求2所述的铁路车辆用转换套，其特征在于，所述承托位(243a)的侧面呈弧状。

4.如权利要求2所述的铁路车辆用转换套，其特征在于，所述环状主体的外周面包括相对设置的第一弧形面(241)和第二弧形面(242)，以及位于两侧的侧平面(244)，所述第一弧形面(241)和所述第二弧形面(242)分别与所述凹关节(22)的顶面、底面适配，所述侧平面(244)与所述凹关节(22)内壁的两侧面接触并相抵。

5.如权利要求4所述的铁路车辆用转换套，其特征在于，所述转换套(24)内侧呈自前向后外扩的斜面设置，所述承托爪(243)呈自前向后内缩的斜面设置。

6.如权利要求1所述的铁路车辆用转换套，其特征在于，在牵引力传递方向上，所述牵引力传递面(245)与所述凹关节(22)内壁呈面接触。