大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架的製作方法

2023-05-14 08:13:21

專利名稱：大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架的製作方法
技術領域：
本發明涉及應用於要求具有大軸重、低動力作用功能的鐵路貨車轉向架，屬於鐵路貨車 轉向架技術領域。
技術背景目前，鐵路貨車轉向架的運用軸重已達到25t-40t。研製大軸重貨車轉向架，開行重載 貨物列車是世界各國鐵路貨物運輸發展的趨勢。大軸重低動力作用轉向架的設計原則是(1) 減輕轉向架簧下質量，降低輪軌動作用力，提高車輛的曲線通過能力，減少輪軌磨耗；(2) 增加轉向架抗菱剛度，改善轉向架的穩定性，提高空車運行速度；(3)結構簡單，維修方便， 維護成本低。傳統貨車轉向架在設計時常常通過增設軸箱一系懸掛裝置來達到減輕轉向架簧下質量的 目的；通過在兩側架間設置連接杆(或交叉杆)來增加轉向架的抗菱剛度，達到提高轉向架 穩定性的目的。但是這種降低簧下質量的力度還不夠，而增加側架連接杆卻又降低了車輛的 曲線通過能力，導致輪軌磨耗加劇。對於大軸重轉向架本身而言，輪軌磨耗就比較嚴重，而 採用側架連接杆又加重了這種磨耗。因此通過在側架間設置連接杆來提高轉向架抗菱剛度是 不可取的。公開號為CN201021294的中國專利公開了一種《低動力作用貨車轉向架》，包括輪對、軸 箱、搖枕、側架，軸箱上有承載鞍，側架通過承載鞍支承於軸箱上，其中，承載鞍頂部與側 架之間設有軸箱彈簧，承載鞍側部與側架之間還設有剪切彈簧。該轉向架的軸箱懸掛不僅可 以提供輪對所需的縱、橫向彈性定位剛度，而且大幅度降低了簧下質量，改善了車輛的振動 性能，減小了輪軌之間的動作用力。公開號為CN200945866的中國專利公開了一種《大軸重轉向架》，是一種帶自導向裝置 的鑄鋼三大件式控制型結構轉向架，在傳統三大件鑄鋼轉向架的基礎上套裝一自導向裝置。 在自導向裝置和側架之間安裝有彈性裝置。該轉向架能降低輪軌作用力，降低輪軌磨耗，有 效解決提高轉向架橫向運動穩定性和改善轉向架曲線通過性能之間的矛盾。上述兩項專利在轉向架的穩定性和輪軌磨耗上取得了一定的效果，但並未從根本上解決 速度又高、輪軌磨耗又小這對矛盾。目前貨車轉向架多數採用幹摩擦斜楔減振系統，這種系 統的缺點是當斜楔磨損後車輛的性能隨之降低，檢修周期短，結構複雜。 發明內容本發明針對現有鐵路貨車轉向架存在的問題，提供一種結構簡單、強度高，能夠進一步 減輕轉向架簧下質量、降低輪軌作用力、減少輪軌磨耗，提高空車的運行速度、重車的曲線 通過能力的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架。本發明採用以下技術解決方案-該轉向架包括輪對、側架、搖枕、軸箱、基礎制動裝置、 一系懸掛裝置、二系懸掛裝置 和旁承，側架上設有下弦杆和上弦杆，側架通過一系懸掛裝置安裝在輪對上，使側架變為簧 上質量，搖枕通過二系懸掛裝置安裝在側架上，旁承設置在搖枕上，基礎制動裝置吊掛在搖 枕上，使基礎制動裝置變為簧上質量，二系懸掛裝置為柱形橡膠彈簧與鋼圓彈簧並聯結構，二系懸掛裝置安裝在側架下弦杆與搖枕端部下方形成的空間內，在搖枕端部上方與側架上弦 杆間加裝有預緊橡膠墊。旁承安裝在旁承盒內，旁承盒與搖枕為整體結構。基礎制動裝置採用吊掛式閘瓦制動結構。預緊橡膠墊採用橫向低阻力結構。預緊橡膠墊在安裝後，空車時具有一定的壓縮量。 搖枕上的下心盤採用與搖枕整體的結構，下心盤的內部為無圓臍的平面結構。 一系懸掛裝置由一系鋼彈簧、橡膠彈簧和承載鞍組成，承載鞍安裝在輪對上，橡膠彈簧 的兩端分別安裝於側架和承載鞍內，將側架由簧下質量改進設計為一系簧上質量。本發明結構簡單、強度高，通過一系懸掛裝置和吊掛制動裝置進一步降低了簧下質量， 通過在搖枕端部與側架方孔間的預緊橡膠墊，增大空車的抗菱剛度，提高空車運行速度，而 又不降低重車時車輛的曲線通過能力，解決了速度又高、輪軌磨耗又小這對矛盾。採用柱形 橡膠彈簧與鋼圓彈簧並聯的模式來替代幹摩擦斜楔減振裝置，避免了因斜楔系統磨耗後車輛 性能惡化的問題。同時減少了接觸摩擦副，使轉向架結構更加簡單，搖枕、側架等關鍵部件 的強度儲備進一步提高，滿足了增大軸重的要求，減少了輪軌作用力，實現了低動力作用， 改善了車輛的運行品質。還解決了轉向架採用兩系懸掛後空重車心盤面高度差超標的問題。


圖1為本發明轉向架的結構示意圖。 圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發明轉向架中的軸箱一系懸掛裝置結構示意圖。 圖4為本發明轉向架中的搖枕二系懸掛裝置結構示意圖。 圖5為本發明轉向架中的搖枕結構示意圖。圖中1、輪對，2、 一系懸掛裝置，3、側架，4、 二系懸掛裝置，5、搖枕，6、基礎制 動裝置，7、旁承，8、閘瓦託吊杆，9、吊杆安裝座，10、吊杆銷，11、一系鋼彈簧，12、橡 膠彈簧，13、承載鞍，14、預緊橡膠墊，15、 二系鋼彈簧，16、橡膠彈簧，17、下心盤，18、 旁承盒。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發明的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架與現有技術一樣，也包 括兩個輪對l、四個一系懸掛裝置2、兩個側架3、兩個二系懸掛裝置4、 一個搖枕5、 一個 基礎制動裝置6和兩個旁承7。搖枕5通過二系懸掛裝置4安裝在側架3上，旁承7設置在 搖枕上的旁承盒18內，側架3通過一系懸掛裝置2安裝在輪對1上。本發明的關健技術是， 基礎制動裝置6通過四個閘瓦託吊杆8以及吊杆銷10吊掛在搖枕吊杆安裝座9上，由原有的 滑槽式改為吊掛式，使基礎制動裝置6在二系懸掛裝置4之上，由現有轉向架中的簧下質量 改進設計為簧上質量。基礎制動裝置6可以是中拉杆結構，也可以是下拉杆形式，制動槓桿 可以是傾斜位置，也可以是豎直位置。如圖3所示， 一系懸掛裝置2由一系鋼彈簧11、橡膠 彈簧12和承載鞍13組成，承載鞍13安裝在輪對1上， 一系鋼彈簧11安裝在側架3和承載 鞍13之間，橡膠彈簧12在一系鋼彈簧11內，其兩端分別安裝於側架3和承載鞍13的定位 圓臍內，將側架由簧下質量改進設計為一系簧上質量。採用一系懸掛裝置，使側架3由簧下 質量變為簧上質量，達到降低輪軌作用力，實現低動力作用的目的。如圖4所示，二系懸掛裝置4由二系鋼彈簧15和橡膠彈簧16組成，二系鋼彈簧15安裝在側架3和搖枕5之間，橡 膠彈簧16在鋼彈簧15內。二系懸掛裝置4安裝在側架3的下弦杆與搖枕端部下方形成的空 間內。二系懸掛裝置的承載減振系統採用柱形橡膠彈簧與鋼圓彈簧並聯的結構模式，取消幹 摩擦斜楔減振裝置，利用橡膠的非線性和高阻尼性能來優化二系懸掛性能參數，結構更加簡 單。在搖枕5的兩端上方與兩側架3的中央方孔上弦杆下方間加裝兩個預緊橡膠墊14 (參見 圖4)，來提高空車時轉向架的抗菱剛度，達到提高空車運行速度的目的。在安裝預緊橡膠墊 14時要使其有一定的壓縮量，給搖枕5—定的壓力，從而使整個轉向架在空車時具有構架式 轉向架的性能特點，重車時具有三大件式轉向架的性能特點。為保證加裝預緊橡膠墊14後車 輛的橫向動力學性能，將預緊橡膠墊14設計成橫向低阻力結構。旁承7安裝在搖枕5上的旁承盒18內，旁承盒18與搖枕5為一體結構，是整體製造， 可以是整體鑄造的，也可以是焊接結構。不用旁承盒18時，旁承7可以通過螺栓聯接在搖枕 5上。橡膠彈簧12和16的結構形式並不局限於圖3和圖4中所示，其結構形式可以根據性 能參數的需要作優化設計。如圖5所示，搖枕5上的下心盤17採用與搖枕5整體鑄造的結構模式，下心盤17的內 部為無圓臍的平面結構。通過設置預緊橡膠墊14、採用兩系懸掛、以及將基礎制動裝置6吊掛在搖枕上等技術手 段使得轉向架具有低動力作用的性能，解決了因設置兩系懸掛系統後空重車心盤面高度差超 標的技術問題；利用橡膠彈簧的非線性和高阻尼特點取消了斜楔幹摩擦減振系統，使得搖枕、 側架強度儲備加大，滿足了大軸重的需要。採用上述技術後，該轉向架通過一系懸掛和吊掛在搖枕上的制動裝置進一步降低了簧下 質量，實現了低動力作用的目的。通過在搖枕端部與側架方孔間的預緊橡膠墊，增大空車的 抗菱剛度，提高空車運行速度，而又不降低重車時車輛的曲線通過能力，解決了速度又高、 輪軌磨耗又小這對矛盾。與現有技術相比本發明具有以下優點-1. 本發明將基礎制動裝置由簧下質量改進設計為簧上質量，進一步減輕了轉向架的簧下 質量，降低輪軌作用力，可減少輪軌磨耗，延長輪軌的使用壽命，同時也改善車輛的運行品 質。2. 本發明採用柱形橡膠彈簧與鋼圓彈簧並聯的模式來替代幹摩擦斜楔減振裝置，避免了 因斜楔系統磨耗後車輛性能惡化的問題，同時減少了接觸摩擦副，使轉向架結構更加簡單， 搖枕強度儲備進一步提高。3. 本發明通過在搖枕端部與側架方孔間加裝預緊橡膠墊，在空車時使轉向架具有構架式 轉向架高抗菱剛度的特點，可提高空車運行速度；在重車時使轉向架具有三大件式轉向架的 扭曲線路適應能力好的優點，提高了重車時轉向架的曲線通過能力。4. 本發明解決了轉向架採用兩系懸掛後空重車心盤面高度差超標的問題。5. 該轉向架的結構特點使得搖枕、側架結構更加簡單，結構強度高，便於製造。
權利要求
1.一種大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，包括輪對、側架、搖枕、軸箱、基礎制動裝置、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置和旁承，側架上設有下弦杆和上弦杆，其特徵在於側架通過一系懸掛裝置安裝在輪對上，使側架變為簧上質量，搖枕通過二系懸掛裝置安裝在側架上，旁承設置在搖枕上，基礎制動裝置吊掛在搖枕上，使基礎制動裝置變為簧上質量，二系懸掛裝置為柱形橡膠彈簧與鋼圓彈簧並聯結構，二系懸掛裝置安裝在側架下弦杆與搖枕端部下方形成的空間內，在搖枕端部上方與側架上弦杆間加裝有預緊橡膠墊。
2. 根據權利要求1所述的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，其特徵在於所述旁承安裝在 旁承盒內，旁承盒與搖枕為整體結構。
3. 根據權利要求1所述的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，其特徵在於所述基礎制動裝 置採用吊掛式閘瓦制動結構。
4. 根據權利要求1所述的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，其特徵在於所述預緊橡膠墊 採用橫向低阻力結構。
5. 根據權利要求1所述的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，其特徵在於所述預緊橡膠墊 在安裝後，空車時具有壓縮量。
6. 根據權利要求1所述的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，其特徵在於所述搖枕上的下 心盤採用與搖枕整體的結構，下心盤的內部為無圓臍的平面結構。
7. 根據權利要求1所述的大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，其特徵在於所述一系懸掛裝 置由一系鋼彈簧、橡膠彈簧和承載鞍組成，承載鞍安裝在輪對上，橡膠彈簧的兩端分別安裝 於側架和承載鞍內。
全文摘要
本發明提供了一種大軸重低動力作用鐵路貨車轉向架，該轉向架包括輪對、側架、搖枕、軸箱、基礎制動裝置、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置和旁承，側架通過一系懸掛裝置安裝在輪對上，使側架變為簧上質量，搖枕通過二系懸掛裝置安裝在側架上，旁承設置在搖枕上，基礎制動裝置吊掛在搖枕上，使基礎制動裝置變為簧上質量，二系懸掛裝置為柱形橡膠彈簧與鋼圓彈簧並聯結構，二系懸掛裝置安裝在側架下弦杆與搖枕端部下方形成的空間內，在搖枕端部上方與側架上弦杆間加裝有預緊橡膠墊。本發明結構簡單，可使搖枕、側架等關鍵部件的強度儲備進一步提高，滿足了增大軸重的要求，減輕了簧下質量，減少了輪軌作用力，實現了低動力作用，改善了車輛運行品質。
文檔編號B61F5/02GK101327801SQ20081013880
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月29日 優先權日2008年7月29日
發明者華 劉, 劉寅華, 楊知猛 申請人:濟南軌道交通裝備有限責任公司