CN211139339U - 一种轨道车辆抗侧滚装置及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道车辆抗侧滚装置及轨道车辆，抗侧滚装置包括：与轮轴平行设置的扭杆，所述扭杆安装于转向架上并可相对转向架绕扭杆的中心轴线转动；设于所述扭杆同一侧的两个扭转臂，两个扭转臂的一端分别与所述扭杆的两端固连；与所述扭转臂对应的拉压杆，所述拉压杆的下端与相应的扭转臂的另一端铰接；还包括与拉压杆对应的伸缩杆，所述伸缩杆铰接于相邻两节车辆之间；所述拉压杆的上端与相应的伸缩杆铰接。通过伸缩杆的设置，可适应两节车辆之间的相对运动，如此，一个铰接转向架只需要安装一套抗侧滚装置，可简化转向架及车辆的结构。

Description

一种轨道车辆抗侧滚装置及轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及铁道机车车辆结构设计领域，尤其涉及一种轨道车辆抗侧滚装置及轨道车辆。

背景技术

抗侧滚装置的主要作用是依靠扭杆的扭转变形，限制车体的侧滚角度，同时使车体的沉浮运动不受影响。

中国发明专利CN106314468B背景技术详细介绍了常规抗侧滚装置的机构运动图。抗侧滚扭杆安装于构架上，扭杆两端分别通过扭转臂安装垂向连杆，垂向连杆的上端与车厢铰接。当车体与构架之间发生侧滚时，左右连杆向相反的方向上下运动，通过扭转臂使扭杆发生扭转变形，扭杆由于抗扭弹性发生抗扭反力矩，这一抗扭反力矩通过连杆作用于车体上，形成与车体侧滚方向相反的抗侧滚力矩，从而抑制车辆的侧滚。然而，目前对于需要设置抗侧滚装置的铰接车辆，都是在一个铰接转向架上安装两套抗侧滚装置，两套抗侧滚装置分别连接在相铰接的两节车厢及转向架之间，导致结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简化转向架及车辆的结构的抗侧滚装置及轨道车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种轨道车辆抗侧滚装置，包括：

与轮轴平行设置的扭杆，所述扭杆安装于转向架上并可相对转向架绕扭杆的中心轴线转动；

设于所述扭杆同一侧的两个扭转臂，两个扭转臂的一端分别与所述扭杆的两端固连；

与所述扭转臂对应的拉压杆，所述拉压杆的下端与相应的扭转臂的另一端铰接；

还包括与拉压杆对应的伸缩杆，所述伸缩杆铰接于相邻两节车辆之间；所述拉压杆的上端与相应的伸缩杆铰接。

通过伸缩杆的设置，可适应两节车辆之间的相对运动，如此，一个铰接转向架只需要安装一套抗侧滚装置，可简化转向架及车辆的结构。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述伸缩杆和扭转臂均平行于所述轨道车辆的前后方向。

所述扭杆的两端分别通过轴承安装于转向架上。

所述拉压杆的上端与所述伸缩杆的中部铰接。

作为一个总的发明构思，本实用新型还提供一种轨道车辆，包括转向架和设于转向架上方的多节车厢，相邻两节车厢的连接处与转向架之间设有上述的轨道车辆抗侧滚装置。

上述的轨道车辆，所述扭杆的扭转刚度

其中，k′_r为抗侧滚装置对单节车厢的抗侧滚刚度，l为扭转臂的长度，L为两个扭转臂的间距。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

传统的需要设置抗侧滚装置的铰接车辆，都是在一个铰接转向架上安装两套抗侧滚装置。本实用新型的抗侧滚装置将两根伸缩杆铰接在两节车辆之间，可适应两节车辆之间的相对运动；抗侧滚装置的拉压杆的一端铰接在伸缩杆的中部，另一端铰接在扭转臂的的端部，这样一个铰接转向架只需要安装一套抗侧滚装置，可简化转向架及车辆的结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例的轨道车辆抗侧滚装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的轨道车辆抗侧滚装置的抗侧滚刚度分析图。

图例说明：1、伸缩杆；2、拉压杆；3、扭转臂；4、扭杆。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例：

如图1所示，本实施例的轨道车辆抗侧滚装置，包括扭杆4、两个扭转臂3、两根拉压杆2和两根伸缩杆1。扭杆4与轮轴平行设置，拉压杆2垂向布置，伸缩杆1和扭转臂3均平行于轨道车辆的前后方向。

扭杆4的两端分别通过轴承安装于转向架上并可相对转向架绕扭杆4的中心轴线转动；

两个扭转臂3设于扭杆4同一侧，两个扭转臂3的一端分别与扭杆4的两端固连；

拉压杆2与扭转臂3一一对应，拉压杆2的下端与相应的扭转臂3的另一端铰接；

伸缩杆1与拉压杆2一一对应，伸缩杆1铰接于相邻两节车辆之间；拉压杆2的上端与相应的伸缩杆1的中部铰接。

该抗侧滚装置的技术构思如下：

1)抗侧滚装置的两根伸缩杆1铰接在两节车辆之间，可适应两节车辆之间的相对运动；

2)抗侧滚装置的两根拉压杆2的一端铰接在伸缩杆1的中部，另一端铰接在扭转臂3的的端部；

3)扭转臂3的一端与拉压杆2的端部铰接，另一端与扭杆4固定在一起；

4)扭杆4的两端通过轴承安装在转向架上。

5)当相铰接的两节车辆都相对转向架发生沉浮运动时，扭杆1只会绕自己的轴心转动，不影响车体的沉浮运动。

6)当相铰接的两节车辆都相对转向架发生侧滚运动时，扭杆1会产生扭转变形，从而通过扭转臂3、拉压杆2、及伸缩杆1将反作用力作用到车辆上，限制车辆的侧滚运动。

本实用新型提供的抗侧滚装置的抗侧滚刚度的近似计算公式推导如下：

1)扭杆的扭转刚度

根据扭杆材料的机械特性和扭杆的尺寸可以确证扭杆的扭转刚度，假设扭杆的扭转刚度为k_r。

2)抗侧滚刚度

如图2所示，X为轨道车辆的前后方向，Y方向为轨道车辆的左右方向，Z方向为轨道车辆的高度方向。相铰接的两节车辆相对转向架的侧滚角分别为θ₁和θ₂，拉压杆通过扭杆4的扭转变形而产生的轴向力为F，伸缩杆1的端部作用于车辆上的垂向力为F₁、F₂、F₃、F₄，伸缩杆1、拉压杆2、扭转臂3沿y方向的跨距为L，扭转臂3的长度为l，两根伸缩杆1端部随车辆的垂向位移为ξ₁、ξ₂。设抗侧滚装置的恢复力矩为M，抗侧滚装置对单节车的抗侧滚刚度为k′_r。

又假设相铰的两节车的侧滚角相同，即θ₁＝θ₂＝θ，ξ₁＝ξ₂＝ξ；又因为拉压杆2铰接在伸缩杆1的中部，在忽略伸缩杆长度变化对力的影响的条件下可得

因此可得：

M＝k′_r(θ₁+θ₂)＝2k′_rθ

M＝FL

Fl≈2ξk_r/l

ξ＝θL/2

故有：

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (6)

1.一种轨道车辆抗侧滚装置，包括：

与轮轴平行设置的扭杆(4)，所述扭杆(4)安装于转向架上并可相对转向架绕扭杆(4)的中心轴线转动；

设于所述扭杆(4)同一侧的两个扭转臂(3)，两个扭转臂(3)的一端分别与所述扭杆(4)的两端固连；

与所述扭转臂(3)对应的拉压杆(2)，所述拉压杆(2)的下端与相应的扭转臂(3)的另一端铰接；

其特征在于，还包括与拉压杆(2)对应的伸缩杆(1)，所述伸缩杆(1)铰接于相邻两节车厢之间；所述拉压杆(2)的上端与相应的伸缩杆(1)铰接。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆抗侧滚装置，其特征在于，所述伸缩杆(1)和扭转臂(3)均平行于所述轨道车辆的前后方向。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆抗侧滚装置，其特征在于，所述扭杆(4)的两端分别通过轴承安装于转向架上。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆抗侧滚装置，其特征在于，所述拉压杆(2)的上端与所述伸缩杆(1)的中部铰接。

5.一种轨道车辆，包括转向架和设于转向架上方的多节车厢，其特征在于，相邻两节车厢的连接处与转向架之间设有如权利要求1-4任一项所述的轨道车辆抗侧滚装置。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆，其特征在于，所述扭杆(4)的扭转刚度

其中，k′_r为抗侧滚装置对单节车厢的抗侧滚刚度，l为扭转臂(3)的长度，L为两个扭转臂(3)的间距。

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