CN206984000U - 铁路货车转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路货车转向架，包括侧架、摇枕以及摩擦减振器，所述摩擦减振器包括斜楔、常摩擦减振簧、变摩擦减振簧和顶杆，所述摇枕在其斜楔槽下部的底板上设有通孔，所述顶杆的上部位于所述斜楔内的常摩擦减振簧内部，所述顶杆的下部与变摩擦减振簧接触，所述斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离，并且，所述常摩擦减振簧和顶杆的轴线与斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧的轴线重合。该转向架不仅在空、重车状态下均有理想的相对摩擦系数，具有较大的抗菱刚度、更好的垂向和横向动力学性能；同时，还克服了现有转向架的不足，可显著提高摇枕的结构强度，从而保证转向架的使用性能。

Description

铁路货车转向架

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，特别是铁路货车的核心构件转向架。

背景技术

铁路货车一般由车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部分组成。其中，转向架的作用是支承车体、引导车辆沿轨道行驶并承受来自车体及线路的各种载荷。铁路货车上最常见的转向架是二轴铸钢三大件式转向架，它由一个摇枕、两个侧架、两个轮对、弹簧减振装置和制动装置等组成。

货车转向架上最常用的减振器为摩擦式减振器，它由斜楔、减振簧等零部件组成，减振器设置在侧架和摇枕所围成的空间里。摩擦式减振器是将弹簧的垂向支承力通过斜楔的角度作用转为斜楔对侧架立柱的水平侧压力，侧架立柱相对位置装有磨耗板，斜楔与磨耗板间存在着摩擦，车体上下振动时摇枕也随着上下振动，从而带动斜楔上下运动并使斜楔与磨耗板相互摩擦，产生摩擦力，这个摩擦力就是减振力。

摩擦减振器可分为常摩擦减振器和变摩擦减振器，其中，常摩擦减振器的减振力是一个常量，不会随着承载力的变化而变化，因而无法达到空、重车状态下相对摩擦系数均处于理想值范围内，不能兼顾车辆空、重车两种状态，因此车辆的垂向动力学性能较差。

变摩擦减振器包括斜楔、常摩擦减振簧、变摩擦减振簧、顶杆等，摇枕斜楔槽下部的底板上带有一个孔，顶杆上部位于斜楔内的常摩擦减振簧内，下部穿过摇枕斜楔槽的孔，与变摩擦减振簧接触，在空车状态下，仅由常摩擦减振簧提供减振力，在重车状态下，斜楔的内顶部与顶杆上端接触，可向下压缩变摩擦减振簧，从而由常摩擦减振簧和变摩擦减振簧一起提供减振力，可达到空、重车状态下相对摩擦系数均处于理想值范围内，能兼顾车辆空、重车两种状态，车辆的垂向动力学性能更好。

但是，这种变摩擦减振器依然存在不足之处，具体来讲，由于其常摩擦减振簧和顶杆必须与变摩擦减振内簧轴线对齐，导致常摩擦减振簧及斜楔位置不得不靠近摇枕中心线，进而使摇枕两斜楔槽中间的结构部分尺寸变的较小，使摇枕强度降低，影响转向架的使用性能。

因此，如何进一步提高摇枕斜楔槽部位的强度，从而提高转向架的使用性能，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铁路货车转向架。该转向架不仅在空、重车状态下均有理想的相对摩擦系数，具有较大的抗菱刚度、更好的垂向和横向动力学性能；同时，还克服了既有双作用减振器转向架的不足，可显著提高摇枕的结构强度，从而保证转向架的使用性能。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种铁路货车转向架，包括侧架、摇枕以及设于所述侧架与摇枕之间的摩擦减振器，所述摩擦减振器包括斜楔、常摩擦减振簧、变摩擦减振簧和顶杆，所述摇枕在其斜楔槽下部的底板上设有通孔，所述顶杆穿过所述通孔的上部位于所述斜楔内的常摩擦减振簧内部，所述顶杆的下部与变摩擦减振簧接触，所述斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离，并且，所述常摩擦减振簧和顶杆的轴线与斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧的轴线重合。

优选地，在所述顶杆的下端与变摩擦减振簧的上端之间设有支座，所述支座的中心线与所述常摩擦减振簧和顶杆的轴线相重合。

优选地，所述顶杆的底面上设有圆锥形凹窝，所述支座的顶面设有与所述凹窝相吻合的圆锥形凸起。

优选地，所述侧架在其承台上设有圆形下沉窝，所述变摩擦减振簧的下端装入所述下沉窝。

优选地，所述下沉窝的底部与承台底面之间的距离占承台高度的20％～50％，所述下沉窝一侧与承台侧壁的距离占承台高度的20％～40％。

优选地，所述斜楔的内顶面设有向下的倒圆锥形凸脐，所述凸脐的根部直径小于所述常摩擦减振簧的内径。

优选地，所述斜楔为组合式结构，包括斜楔本体和安装于所述斜楔本体立面处的主摩擦板。

优选地，所述顶杆的上端设有一段直径小于顶杆外径的伸出段，所述伸出段从所述斜楔顶面的孔向上穿过斜楔顶面，并在露出部分设有环形槽或横向孔。

优选地，所述顶杆为内部是中空结构的钢管。

优选地，所述顶杆的顶面为球面。

为了使摇枕中部断面宽度即斜楔槽之间的尺寸B不至于太小而影响摇枕的强度，本实用新型将常摩擦减振簧和顶杆的轴线设计为与其下方变摩擦减振簧依然对正的形式，但是斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离A，并且，常摩擦减振簧和顶杆的轴线与斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧的轴线重合。这样，摇枕两斜楔槽中间的结构部分尺寸B便可以向两边各加宽一段距离A，加宽后的尺寸变为B+2A，从而使转向架不仅在空、重车状态下均有理想的相对摩擦系数，具有较大的抗菱刚度、更好的垂向和横向动力学性能；同时，还可显著提高摇枕的结构强度，从而保证转向架的使用性能。

附图说明

图1为本实用新型所提供铁路货车转向架的侧架、摇枕以及摩擦减振器的组装示意图；

图2为斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离的示意图；

图3为摇枕下方的减振弹簧的第二种分布示意图；

图4为摇枕下方的减振弹簧的第三种分布示意图；

图5为斜楔的内顶面设有倒圆锥形凸脐的结构示意图；

图6为下沉窝一侧与侧架承台侧壁的结构示意图。

图中：

1.侧架 2.摇枕 3.斜楔 4.常摩擦减振簧 5.变摩擦减振簧 6.顶杆 7.支座 8.下沉窝 9.凸脐 10.磨耗板

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定。

请参考图1，图1为本实用新型所提供铁路货车转向架的侧架、摇枕以及摩擦减振器的组装示意图。

如图所示，本实施例提供的铁路货车转向架主要由侧架1、摇枕2以及设于侧架1与摇枕2之间的摩擦减振器等构成，摩擦减振器包括斜楔3、常摩擦减振簧4、变摩擦减振簧5(含内簧和外簧)和顶杆6，摇枕2在其斜楔槽下部的底板上设有通孔，顶杆6穿过通孔的上部位于斜楔3内的常摩擦减振簧5内部，顶杆6的下部与变摩擦减振簧5接触，安装在侧架1底部承台上的摇枕弹簧(包括变摩擦减振簧5)相对于侧架承台中心呈对称或斜对称布置，以保证侧架1受力均衡。

从图中可以看出，如果常摩擦减振簧5及斜楔3的位置太过靠近摇枕2的中心线，将导致摇枕2两斜楔槽中间的结构部分尺寸B较小，使摇枕2强度降低，影响转向架的使用性能。

请一并参考图2，图2为斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离的示意图。

如图所示，为了使摇枕2中部断面宽度即尺寸B不至于太小而影响摇枕的强度，这里将斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧5相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离A，并且，常摩擦减振簧4和顶杆6的轴线与斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧5的轴线依然相互重合，即常摩擦减振簧4和顶杆6的轴线与其下方的变摩擦减振簧5依然保持对正的形式。这样，摇枕2两斜楔槽中间的结构部分尺寸B便可以向两边各加宽一段距离A，加宽后的尺寸变为B+2A，可显著提高摇枕2的结构强度，保证转向架的使用性能。

当然，图2所示的结构在摇枕下方一共设有九组减振弹簧，除此之外，还可以采用八组减振弹簧(见图3)和七组减振弹簧(见图4)的布置形式，从图中可以看出，虽然减振弹簧的数量和排布方式有不同之处，但是，摇斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧5相对于其两侧的减振簧均向远离摇枕中心的方向偏离了一段距离A。

在顶杆6下端与变摩擦减振簧5的上端之间装入有支座7，支座7的中心线与常摩擦减振簧4、变摩擦减振簧5和顶杆6的轴线相重合，顶杆的底面上设有圆锥形凹窝，支座的顶面设有与所述凹窝相吻合的圆锥形凸起，通过圆锥形凹窝和圆锥形凸起，顶杆6和支座7在组装后能够实现自动对中，并始终处于同一纵向轴线上，确保向下传递的作用力不会出现偏斜，进而保证了弹簧的减振效果。

为了增大变摩擦减振内外簧的挠度，保证其具有较大的自由高度，这里在侧架承台上设计有圆形下沉窝8，以容纳变摩擦减振簧5，下沉窝8的直径大于变摩擦减振外簧的外径，组装时将斜楔3下方的变摩擦减振簧内簧和变摩擦减振外簧的下端同时装入下沉窝8中，由于将该位置的内外簧的力一起引入作为变摩擦减振簧5，因此，支座7的外径应略小于变摩擦减振外簧的外径，同时压住变摩擦减振内簧和外簧。

作为另一种方案，下沉窝8的直径可大于变摩擦减振簧内簧的外径，且小于减振外簧的内径，组装时仅将变摩擦减振簧内簧的下端装入下沉窝中，由于仅将该位置的内簧的力引入作为变摩擦减振簧5，因此，支座7的外径应略小于变摩擦减振内簧的外径，只压住变摩擦减振内簧。

也就是说，变摩擦减振簧5可以有两种选择，一种是仅具有变摩擦减振内簧，其外簧支撑在摇枕2与侧架1的承台之间，作为摇枕减振簧来使用，不作为变摩擦减振簧来使用，另一种是同时具有变摩擦减振内簧和外簧，内簧和外簧同时作为变摩擦减振簧来使用。

具体地，下沉窝8底部与承台底面之间的距离C可占侧架承台高度的20％～50％，下沉窝8一侧与侧架承台侧壁的距离E可占侧架承台高度的20％～40％(见图6)。这样既便于进行铸造，又可以保证变摩擦减振簧的高度与其它枕弹簧一致或接近，减少弹簧种类，简化产品结构复杂性。

请参考图5，图5为斜楔的内顶面设有倒圆锥形凸脐的结构示意图。

如图所示，斜楔3的材料可以是贝氏体球墨铸铁，即ADI，若采用此种材料，为了提高斜楔3的强度，可在斜楔3的内顶面设置向下的倒圆锥形凸脐9，此凸脐9与斜楔3为一体式结构，其根部直径小于常摩擦减振簧4的内径，能够伸入常摩擦减振簧4的内部。如果，斜楔3顶部设有用于在组装时对顶杆进行提拉定位的工艺孔，则此工艺孔同时贯穿凸脐9。

由于在重车状态下，斜楔3主要通过内顶面推动顶杆6向下运动以压缩变摩擦减振簧5，因此，通过增加凸脐9可显著提高斜楔3与顶杆6接触部位的强度，同时还能对常摩擦减振簧5起到定位导向作用，保证常摩擦减振簧5始终处于精确的位置而不会出现偏移，从而起到更好的减振效果。

斜楔3可以是组合式结构，包括斜楔本体和安装在斜楔本体立面处的主摩擦板，其中，斜楔本体可采用铸钢材料，主摩擦板可采用非金属耐磨材料或金属耐磨材料。

作为一种改进，顶杆6的上端可设有一段直径小于顶杆外径的伸出段，此伸出段可从斜楔3顶面的孔向上穿过斜楔顶面，并在露出部分设有环形槽，以便在组装时用弹簧卡住以防止顶杆下坠，或在露出部分设置一个横向孔，以便在组装时用定位销穿过横向孔，起同样作用。

此外，顶杆6还可以是内部为中空结构的钢管，这样在保证顶杆结构强度的前提下，可节约材料，减轻顶杆重量，便于组装；而且，顶杆6的顶面也可以设计成球面，以更好的向下传递垂向作用力。

下面对上述铁路货车转向架的工作原理作进一步说明：

摩擦式减振器包括斜楔3、常摩擦减振簧4、变摩擦减振簧5、顶杆6、支座7等，该减振器与转向架固有的其它零部件，包括摇枕2、侧架1等共同实现其功能；摇枕2的斜楔槽下部的底板上带有一个通孔，顶杆6位于斜楔3内的常摩擦减振簧4内部，下部穿过摇枕斜楔槽底板上的通孔，与放置在变摩擦减振簧5上的支座7接触。

空车状态时，斜楔3、常摩擦减振簧4、变摩擦减振簧5、侧架1、摇枕2之间的位置关系如下。常摩擦减振簧4和顶杆6位于斜楔3中，其中顶杆6从摇枕斜楔槽下部底板上的通孔中穿过，三者一起装在侧架1和摇枕斜楔槽所形成的空间内，支座7放在变摩擦减振簧5上，顶部与顶杆6接触，传递垂向力。由于常摩擦减振,4处于受压缩状态，因此该簧会给斜楔3一个向上的力，由于摇枕斜楔槽内斜面的阻挡，使得斜楔3被压向侧架立柱，在斜楔3与侧架立柱间产生一个正压力。当车体和摇枕2因车辆走行而产生垂向运动时，斜楔3与侧架立柱上的磨耗板10之间产生摩擦力，即减振力，该力与斜楔3和磨耗板10之间的正压力和摩擦系数成正比。

由于空车状态时摇枕2的位置较高，因而顶杆6与斜楔3内腔顶面间可不接触，也可接触；不接触时顶杆6和变摩擦减振簧5并未受到压力，斜楔3压向侧架立柱的力仅由常摩擦减振簧4的作用下产生，该力设置得较小且适合于空车状态；接触时，顶杆6和变摩擦减振簧5受到压力，斜楔3压向侧架立柱的力由常摩擦减振簧4和变摩擦减振簧5共同的作用下产生，该力虽大于前者但也可设置得适合于空车状态。

当车辆装载后处于重车状态时，所有枕簧受到来自车体和摇枕2的增大了的垂向力，因而摇枕2下移，这时斜楔3内腔顶面下移，压在顶杆6上端，力通过支座7传至变摩擦减振簧5，所产生的弹性反力作用于支座7，并通过顶杆6传递，与常摩擦减振簧4共同作用于斜楔3内腔的顶面上，此时该力比空车状态增大，相应地斜楔3作用于侧架立柱的正压力也增大，由于减振力与该正压力成正比，因而减振也相应增大，从而适应重车状态下的要求。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，顶杆6和支座7可以采用不同种类的材料，以达到重量轻、磨耗量小的目的，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

该转向架不仅在空、重车状态下均有理想的相对摩擦系数，具有较大的抗菱刚度、更好的垂向和横向动力学性能，例如，不采用本结构时，减振装置的阻尼通常是空车为20％～40％，重车是2％～5％，重车状态阻尼与理想值相比过小(理想值一般在7％～15％)，而采用本实用新型的结构之后，重车状态阻尼可以达到7％～15％，实现理想的参数要求；而且，还克服了既有双作用减振器转向架的不足，可显著提高摇枕的结构强度，从而保证转向架的使用性能。

以上对本实用新型所提供的铁路货车转向架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.铁路货车转向架，包括侧架、摇枕以及设于所述侧架与摇枕之间的摩擦减振器，所述摩擦减振器包括斜楔、常摩擦减振簧、变摩擦减振簧和顶杆，所述摇枕在其斜楔槽下部的底板上设有通孔，所述顶杆穿过所述通孔的上部位于所述斜楔内的常摩擦减振簧内部，所述顶杆的下部与变摩擦减振簧接触，其特征在于，所述斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧相对于其两侧的减振簧向远离摇枕中心的方向偏离一段距离，并且，所述常摩擦减振簧和顶杆的轴线与斜楔下方位于中间的变摩擦减振簧的轴线重合。

2.根据权利要求1所述铁路货车转向架，其特征在于，在所述顶杆的下端与变摩擦减振簧的上端之间设有支座，所述支座的中心线与所述常摩擦减振簧和顶杆的轴线相重合。

3.根据权利要求2所述铁路货车转向架，其特征在于，所述顶杆的底面上设有圆锥形凹窝，所述支座的顶面设有与所述凹窝相吻合的圆锥形凸起。

4.根据权利要求1所述铁路货车转向架，其特征在于，所述侧架在其承台上设有圆形下沉窝，所述变摩擦减振簧的下端装入所述下沉窝。

5.根据权利要求4所述铁路货车转向架，其特征在于，所述下沉窝的底部与承台底面之间的距离占承台高度的20％～50％，所述下沉窝一侧与承台侧壁的距离占承台高度的20％～40％。

6.根据权利要求1所述铁路货车转向架，其特征在于，所述斜楔的内顶面设有向下的倒圆锥形凸脐，所述凸脐的根部直径小于所述常摩擦减振簧的内径。

7.根据权利要求1所述铁路货车转向架，其特征在于，所述斜楔为组合式结构，包括斜楔本体和安装于所述斜楔本体立面处的主摩擦板。

8.根据权利要求1所述铁路货车转向架，其特征在于，所述顶杆的上端设有一段直径小于顶杆外径的伸出段，所述伸出段从所述斜楔顶面的孔向上穿过斜楔顶面，并在露出部分设有环形槽或横向孔。

9.根据权利要求1至8任一项所述铁路货车转向架，其特征在于，所述顶杆为内部是中空结构的钢管。

10.根据权利要求1至8任一项所述铁路货车转向架，其特征在于，所述顶杆的顶面为球面。