一種自翻車側門開閉機構的製作方法

2024-03-20 22:15:05 2

本發明屬於運輸設備設計製造技術領域，涉及一種自翻車車門開閉系統的設計，具體涉及一種用於自翻車的下開式側門開閉機構。

背景技術：

自翻車是一種把卸車設備和車輛結構結合在一起的運輸車輛，如鐵路自翻車，其採用傾翻缸推動車箱向任一側傾翻，側門開閉機構控制卸貨側的側門逐漸打開並作為地板面的延續面，將貨物卸至遠離軌道的一側。我國的自翻車側門開閉機構主要包括折頁抑制肘機構和吊板式四連杆機構。

折頁抑制肘機構結構比較複雜，側門折頁、抑制肘、人字形支承、方支承等均為鑄鋼件，製造工藝複雜，成本較高；傾翻作業過程中依靠側門大折頁的垂直面曲線導向，導向精度取決於鑄件的外形曲線輪廓，導向精度難以提高；製造組裝精度不高時，易出現雙側開門現象，具有不安全因素；傾翻時開門機構不能提前開門卸貨，易發生扣鬥現象；側門全開角度較晚；開門機構各銷軸受力較大，傾覆穩定性較差；側部大折頁使得車輛結構設計不能充分利用限界。

吊板式四連杆機構每側5組，端部2組為長支承杆，伸過底架另一側，起傾翻側的鎖門作用，3組短支承杆不伸過底架，只起開啟和關閉側門的作用，因此車箱復原力矩小，卸貨後側門上如有卸不盡的貨物，空車回落困難；傾翻機構中的各銷軸杆件，由於磨耗和變形，將引起側門外脹。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種平面連杆閉環機構，用於自翻車下開式側門的開閉裝置。

本發明通過以下技術方案實現：

自翻車側門開閉機構，自翻車具有一底架和可傾翻的車箱，車箱包括車箱底架、端牆和可開閉的兩側側門，車箱可驅動側翻，側門為下開式開閉結構，其特徵在於：

所述車箱兩端分別設置有一套六構件平面閉環側門開閉機構；每套六構件平面閉環側門開閉機構由交錯對稱布置的左側開閉機構和右側開閉機構構成，每側的開閉機構包括三個三副元素構件和兩根連杆；

三個三副元素構件分別是：構件ⅰ，由自翻車車箱相對於底架的側翻轉動中心a、側門相對於車箱的轉動中心b、構件與車箱端牆鉸接的轉動中心d三副元素構成，構件ⅰ為開閉機構的主動件；構件ⅱ，由與構件ⅰ共同的轉動中心d、與構件ⅲ共同的轉動中心f、與連杆ⅱ一端鉸接的轉動中心e三副元素構成；構件ⅲ，由與構件ⅱ共同的轉動中心f、構件與底架鉸接的轉動中心g、構件與底架鉸接的另一轉動中心h三副元素構成；

其中，轉動中心a通過支座固定於底架，轉動中心g通過有間隙支座固定於底架，轉動中心h通過支座固定於底架；連杆ⅱ另一端與側門鉸接，連杆ⅰ一端鉸接於轉動中心b，另一端與連杆ⅱ鉸接；所有轉動中心軸向平行於車箱縱向軸線，一側轉動中心a與另一側轉動中心g同軸線設置。

進一步所述轉動中心a和轉動中心h的支座為半開式圓柱運動支座，轉動中心g的支座為有間隙半開式圓柱運動支座，構件ⅲ與轉動中心g的支座有間隙轉動接觸。

進一步所述構件ⅱ的轉動中心d與轉動中心e的連線在運動中不與連杆ⅱ共線；所述構件ⅱ的轉動中心e與轉動中心f的連線在運動中不與構件ⅲ的轉動中心f與轉動中心h的連線共線。

進一步所述連杆ⅱ與連杆ⅰ的鉸接位位於側面平面外，並通過側門折頁固定支撐於側門上。

所述下開式側門開啟後可與車箱地面在同一平面作為車廂地板的延續面。

本發明機構由六構件平面閉環側門開閉機構構成，包括三個三副元素構件、兩根連杆，布置在可傾翻的車箱端部，左、右側門的開閉機構交錯對稱布置。自翻車車箱在傾翻缸的驅動作用下，可向任一側傾翻一定角度，同時開閉機構打開下開式側門作為車箱地板的延續面，將貨物卸至地面一側。自翻車車箱相對於自翻車底架的轉動中心a、側門相對於車箱的轉動中心b、構件與車箱端牆的轉動中心d鉸接形成三副元素構件ⅰ，作為機構的主動件。三副元素構件ⅱ在轉動中心d與車箱端牆的支座通過圓銷鉸接，三副元素構件ⅱ與三副元素構件ⅲ在轉動中心f通過圓銷鉸接。三副元素構件ⅲ與轉動中心g通過支座鉸接，鉸接保持一定間隙，運動軌跡受轉動中心g支座的半圓弧約束。三副元素構件ⅲ與轉動中心h支座始終接觸，只能繞轉動中心h支座的中心轉動。

本發明的有益效果是，可以代替傳統的折頁抑制肘機構和吊板式四連杆機構，布置在車箱端部，結構簡單、檢修方便、自重較輕，實現了充分利用機車車輛限界、降低車輛自重、提升車輛卸貨性能的目的。

與我國傳統的折頁抑制肘機構和吊板式四連杆機構相比，本發明具有以下優點：

1、機構零部件可採用組焊件，結構簡單，自重較輕。與折頁、抑制肘、支承等鑄造件相比，製造成本低。

2、兩套機構交錯布置在車箱端部，可充分利用機車車輛限界，提高車輛技術經濟性。

3、側門開啟過程中，機構的三副元素構件ⅱ的轉動中心d與轉動中心e的連線在運動中不與連杆ⅱ共線，側門開啟穩定，不會擺動。

4、側門開啟過程中，機構的三副元素構件ⅱ的轉動中心e與轉動中心f的連線在運動中不與構件ⅲ的轉動中心f與轉動中心h的連線共線，轉動中心h支座始終受壓，機構運動不會紊亂。

5、車箱在傾翻過程中，機構的三副元素構件ⅲ承受的支反力沿著三副元素構件ⅲ的轉動中心f與轉動中心h的連線，相對於車箱轉動中心a的力臂較小，形成的支反力矩小，車箱抗傾覆穩定性好。

6、車箱在復位過程中，三副元素構件ⅲ承受的支反力方向沿著三副元素構件ⅲ的轉動中心g與轉動中心f的連線，相對於車箱轉動中心a的力臂較長，形成車箱的復原力矩較大，車箱復位較穩定。

7、非傾翻側側門開閉機構與傾翻側側門開閉機構關於車箱縱向中心平面對稱，非傾翻側側門開閉機構的轉動中心g與傾翻側側門開閉機構的轉動中心a位於同一軸線上；車箱傾翻過程中，非傾翻側側門開閉機構與車箱同步翻轉，非傾翻側側門始終處於關閉狀態，不會出現雙側開門現象，貨物不會從非傾翻側流出。

本發明可以提升車箱的傾覆穩定性，大大降低車輛自重，降低車輛製造成本，減少資源的浪費，經濟效益得到大幅度提高。

附圖說明

圖1是本發明左側開閉機構結構示意圖；

圖2是本發明開閉機構結構示意圖；

圖3是本發明左側開啟狀態示意圖；

圖4是本發明右側開啟狀態示意圖。

圖中，1-三副元素構件ⅰ，2-連杆ⅰ，3-連杆ⅱ，4-三副元素構件ⅱ，5-三副元素構件ⅲ，6-底架，7是車箱，7.1是車箱底架，7.2是側門，7.3是端牆，7.2.1是側門折頁，i1是安裝座；

a-轉動中心a，半開式圓柱運動副；b-轉動中心b，迴轉副；c-轉動中心c，迴轉副；d-轉動中心d，迴轉副；e-轉動中心e，迴轉副；f-轉動中心f，迴轉副；g-轉動中心g，有間隙半開式圓柱運動副；h-轉動中心h，半開式圓柱運動副。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行進一步的描述，本實施例只用於對本發明進行進一步的說明，但不能理解為對本發明保護範圍的限制，本領域的技術人員根據上述內容作出一些非本質的改進和調整均屬於本發明保護的範圍。

結合圖1至圖4。

如圖所示，自翻車具有一底架6和可傾翻的車箱7，車箱7包括車箱底架7.1、端牆7.3和可開閉的兩側側門7.2，車箱7可驅動側翻，側門7.2為下開式開閉結構。

自翻車側門開閉機構包括三個三副元素構件和兩根連杆，開閉機構布置在車箱7端部與底架6之間。下翻式的側門7.2可繞車箱底架7.1下方的轉動中心b的軸線轉動，側門7.2通過側門折頁7.2.1與開閉機構的連杆ⅱ3鉸接；每扇側門7.2由前後兩套機構共同驅動，每套機構均由三個三副元素構件、兩根連杆及其固定的機架6組成，形成六構件平面閉環機構；左、右側門開閉機構交錯對稱布置，全車共有四套相同的機構。

應用於鐵路車輛時，底架6下方的兩個上心盤分別落在兩臺轉向架下心盤內，心盤銷穿在上下心盤銷孔內，轉向架的車輪分別落在兩根平行的鋼軌上。

底架6兩側分別安裝2個傾翻缸，傾翻缸耳座均繞底架6的安裝座i1轉動，傾翻缸活塞桿頭部分別與車箱底架7.1下方的轉動中心g鉸接。車箱7在右側傾翻缸的作用下，繞底架6橫梁上的轉動中心a的軸線轉動一定角度，同時所述機構打開左側側門7.2作為車箱地板的延續面，將貨物卸至遠離軌道的左側。左、右側門7.2的傾翻原理完全相同，傾翻缸活塞杆推出，車箱7傾翻，傾翻缸活塞杆縮回，車箱7復位。

車箱7傾翻和復位時，底架6相對靜止。

三個三副元素構件分別是：構件ⅰ1，由車箱7相對於底架6的側翻轉動中心a、側門7.2相對於車箱7的轉動中心b、構件ⅱ4與車箱端牆7.3的鉸接轉動中心d構成，構件ⅰ1為開閉機構的主動件；構件ⅱ4，由與車箱端牆7.3的鉸接轉動中心d、與連杆ⅱ3一端鉸接的轉動中心e、與構件ⅲ5共同的轉動中心f構成；構件ⅲ5，由與構件ⅱ4共同的轉動中心f、構件與底架6端部鉸接座的轉動中心g、構件與底架6端部另一鉸接座的轉動中心h構成。

兩根連杆分別是：連杆ⅰ2，由側門7.2相對於車箱7的轉動中心b、與側門折頁7.2.1的鉸接轉動中心c構成；連杆ⅱ3，由與側門折頁7.2.1的鉸接轉動中心c、與三副元素構件ⅱ4的鉸接轉動中心e構成。

其中，轉動中心a通過半圓形支座固定於底架6端部，轉動中心g通過半圓形有間隙支座固定於底架6端部，轉動中心g與傾翻缸活塞杆鉸接座位於車輛同一縱向中心線上，中心連線平行於車箱縱向軸線；轉動中心h通過半圓形支座固定於底架6端部；車箱轉動中心線、側門轉動中心線均平行於車箱縱向軸線，轉動中心a與轉動中心g關於車輛橫向中心對稱設置。

如圖所示，本發明自翻車車箱7在傾翻缸的作用下，可向任一側傾翻一定角度，同時所述機構打開下開式側門7.2作為車箱7地板的延續面，將貨物卸至遠離軌道的一側。

自翻車的底架6作為側門開閉機構的機架；

車箱7相對於底架6的側翻轉動中心a、側門7.2相對於車箱7的轉動中心b、構件ⅱ4與車箱端牆7.3的鉸接轉動中心d形成三副元素構件ⅰ1，作為開閉機構的主動件。

側門7.2開啟過程中，機構的三副元素構件ⅱ4的轉動中心d與轉動中心e的連線在運動中不與連杆ⅱ3共線，側門(7.2)開啟穩定，不會擺動。

側門7.2開啟過程中，機構的三副元素構件ⅱ4的轉動中心e與轉動中心f的連線在運動中不與構件ⅲ5的轉動中心f與轉動中心h的連線共線，轉動中心h支座始終受壓，機構運動不會紊亂。

車箱7在傾翻過程中，機構的三副元素構件ⅲ5承受的支反力沿著三副元素構件ⅲ5的轉動中心f與轉動中心h的連線，相對於車箱7轉動中心a的力臂較小，形成的支反力矩小，車箱7抗傾覆穩定性好。

車箱7在復位過程中，三副元素構件ⅲ5承受的支反力方向沿著三副元素構件ⅲ5的轉動中心g與轉動中心f的連線，相對於車箱7轉動中心a的力臂較長，形成車箱7的復原力矩較大，車箱7復位較穩定。

非傾翻側側門開閉機構與傾翻側側門開閉機構關於車箱7縱向中心平面對稱，非傾翻側側門開閉機構的轉動中心g與傾翻側側門開閉機構的轉動中心a位於同一軸線上；車箱7傾翻過程中，非傾翻側側門開閉機構與車箱7同步翻轉，非傾翻側側門始終處於關閉狀態，不會出現雙側開門現象，貨物不會從非傾翻側流出。