鐵路車輛轉向架及其一體式承載鞍橡膠墊的製作方法

2023-09-21 23:20:30 1

本發明涉及鐵路貨車轉向架領域，尤其涉及一種鐵路車輛轉向架及其一體式承載鞍橡膠墊。

背景技術：

鐵路車輛中，轉向架用來支撐車體，引導車輛沿軌道行駛，並承受來自於車體及線路的各種載荷，是鐵路車輛運行中的主要受力承受部件，因此，轉向架性能的好壞直接影響著車輛運行的可靠性和穩定性。

其中最常見的鐵路貨車轉向架為三大件式轉向架，該轉向架包括一個搖枕、兩個側架和兩個輪對。其中搖枕與側架相連，用於控制側架的運動；側架與輪對相連，並通過兩者之間的摩擦力控制輪對的運動；輪對的輪軸兩端設有軸承，該軸承與側架的導框之間安裝有承載鞍，承載鞍主要用於傳遞載荷並提供軸承與側架的導框之間的橫縱向間隙。

近年來，為了提高鐵路貨車的動力性能，減小輪軌間的衝擊載荷和車輛的振動，在轉向架的側架和承載鞍之間加裝了一橡膠墊，稱為軸箱橡膠墊或簡稱為橡膠墊。

如圖1所示，為現有的一種軸箱橡膠墊，該軸箱橡膠墊由上襯板1、下襯板2和中間橡膠層3組成。通常上襯板1和下襯板2為一金屬板，通過硫化作用將上襯板1、下襯板2和中間橡膠層3連接為一體。其中上襯板1與側架相連，下襯板2與承載鞍相連。

當車輛落成時，軸箱橡膠墊被垂向壓縮，橡膠墊提供一定的垂向擾度，當車輛運行時，軸箱橡膠墊在橫向和縱向均具有一定的抗剪切變形能力，故其可對輪對提供一定的橫向和縱向剛度。

為保證轉向架兼具優良的直線和曲線性能，車輛在運輸過程中，所需縱向剪切剛度較大，而橫向剪切剛度較小，而現有的軸箱橡膠墊其橫向剛度和縱向剛度都較大，曲線通過性能一般。

另外現有的軸箱橡膠墊橡膠層厚度一般較薄,橡膠墊垂向擾度較低，低動力作用一般，而簡單增加橡膠層厚度，則其橫向剛度和重量都將會增加，不利於轉向架的曲線通過性能。

有鑑於此，亟待針對上述技術問題，對現有技術中的軸箱橡膠墊做進一步優化設計。

技術實現要素：

本發明提供了一體式承載鞍橡膠墊，包括上襯板和硫化於所述上襯板的下表面的橡膠層，還包括承載鞍，所述橡膠層位於所述上襯板和所述承載鞍之間，並且所述承載鞍與所述橡膠層通過硫化工藝成型為一體結構。

可選的，所述凹凸結構的縱向截面為波浪形或者鋸齒形。

可選的，所述承載鞍的上表面和所述上襯板的下表面為相對應的凹凸結構，所述凹凸結構包括至少一個凸部和至少一個凹部，並且所述凸部和所述凹部沿縱向交錯連續排布。

可選的，所述凹凸結構包括位於中間的水平直線段和位於所述水平直線段兩側的折線段，所述折線段具有至少兩條首尾相接的直線段。

可選的，所述凹凸結構包括位於中間的水平直線段，以及分別連接於所述水平直線段兩側並且向下傾斜的兩直線段。

可選的，所述橡膠層中間厚度為30～40mm。

可選的，還包括導電裝置，所述導電裝置包括導電線，所述導電線的上端部連接所述上襯板，下端部穿過所述橡膠層連接所述承載鞍。

可選的，所述導電裝置還包括螺套，所述上襯板設有安裝孔，所述螺套定位於所述安裝孔的內部，所述導電線的上端部螺接於所述螺套內部。

可選的，所述導電線位於所述橡膠層內部的部分具有曲線段。

此外，本發明還提供了一種鐵路車輛轉向架，包括一個搖枕、兩個側架和兩個輪對，包括上述任一項所述的一體式承載鞍橡膠墊，所述上襯板與所述側架相連接，所述承載鞍與所述輪對相連接。

本發明所提出的一體式承載鞍橡膠墊，將現有的軸箱橡膠墊的下襯板去掉，保留上襯板和橡膠層，上襯板與橡膠層仍通過硫化作用連接為一體，去掉下襯板後將橡膠層直接與承載鞍硫化為一體，不再通過下襯板與承載鞍連接。去掉下襯板可以直接降低橡膠墊橫向剛度，同時加厚橡膠層的厚度，增加其垂向擾度和減小因去掉下襯板而降低的其縱向剛度的影響。

進一步地，為滿足提高或維持其縱向剛度而降低橫向剛度的要求，將承載鞍的上表面設有凹凸結構，該凹凸結構的凸部和凹部沿承載鞍的縱向方向連線交錯排布，使其凸出部分均布插入橡膠層內，增強橡膠層的縱向剛度。

進一步地，上襯板下表面即上襯板與橡膠層的連接面的縱向截面設置為中間一段水平直線段，水平直線段兩側分別連接兩段向下傾斜的直線段，進一步增強橡膠墊的縱向剛度。

附圖說明

圖1為現有的軸箱橡膠墊截面示意圖；

圖2為本發明的一種實施例中的一體式承載鞍橡膠墊的縱向示意圖；

圖3為第二種實施例中一體式承載鞍橡膠墊的縱向示意圖；

圖4為第三種實施例中一體式承載鞍橡膠墊的縱向示意圖。

圖1中的附圖標記為：

1上襯板；2下襯板；3橡膠層。

圖2和圖3中的附圖標記為：

10上襯板；20橡膠層；30承載鞍；40螺套；50導線；11上襯板下表面；12通孔；21側面；31承載鞍上表面；311凸部；312凹部；水平直線段314；折線段313。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

請參考圖2，圖2為本發明的一種實施例中的一體式承載鞍橡膠墊的示意圖。

本發明所提供的一體式承載鞍橡膠墊從上至下依次排布有上襯板10，橡膠層20，承載鞍30，其中上襯板10與橡膠層20通過硫化作用成為一體結構，而橡膠層20直接與承載鞍30通過硫化工藝成型為一體式結構。

與現有技術中具有下襯板的橡膠墊相比，本發明中直接將橡膠層20直接與承載鞍30通過硫化工藝成型為一體式結構，無需下襯板與承載鞍30連接，省略金屬性的下襯板2可大大降低橡膠墊整體的橫向剛度，提高橡膠墊與承載鞍整體的曲線通過性能，並消除了現有技術中下襯板與承載鞍之間的摩擦問題。

因上襯板10的下表面11和承載鞍30的上表面31分別與橡膠層20的上表面和下表面硫化為一體，則上襯板下表面11和承載鞍上表面31的截面形狀也可分別代替表示橡膠層20的上表面和下表面。

為能夠滿足提高或維持縱向剛度和降低橫向剛度的技術要求，去掉下襯板2後，需增加橡膠層20的厚度，同時沿承載鞍30的縱向方向，承載鞍上表面31設有凹凸結構，對應的與承載鞍上表面31相連接的橡膠層表面也為連續凹凸結構，且彼此之間互相插入配合。該結構可以使承載鞍30和橡膠層20縱向方向連接更加牢固，同時承載鞍30的每每相鄰的兩段波谷即凹部312之間的金屬段即凸部311伸入到橡膠層20內，可以增加橡膠層20的縱向剛度的同時而不影響其橫向剛度。

上述凹凸結構沿縱向方向連續設有交錯排布的凸部311和凹部312，如圖3和圖4所示，圖3和圖4中分別示出了凹凸結構的兩種不同結構。

如圖3所示，在第一種具體實施方式中，凹凸結構包括位於中間的水平直線段，以及分別連接於所述水平直線段兩側並且向下傾斜的兩直線段。如圖2和圖3所示，上襯板下表面11的凹凸結構的縱向截面形狀為中間一段水平直線段111，水平直線段兩側分別連接兩段向下傾斜的直線段112。兩段向下傾斜的直線段112形成的坡度可使上襯板10與橡膠層20的縱向連接更加牢固，並進一步增強橡膠墊的縱向強度。

相應地，承載鞍上表面的凸部311也為直線段，凹部312為向下傾斜的直線段。

如圖4所示，在第二種具體實施方式中，凹凸結構包括位於中間的水平直線段和位於水平直線段兩側的折線段，折線段具有至少兩條首尾相接的直線段。以設置在承載鞍30上表面的凹凸結構為例，承載鞍30上表面的凹凸結構包括水平直線段314，水平直線段314兩側具有兩段連續的折線段313。

當然，凹凸結構還可以為波浪形或鋸齒形。

凹凸結構可使橡膠層20形成中間較厚，兩邊較薄的形狀，可滿足橡膠層20的中間受力部分垂向擾度較大。且當受到衝擊載荷時，橡膠層可沿縱向中心向兩側搖晃擺動時，增強其減震效果，同時為進一步優化橡膠層20沿縱向中心向兩側搖晃擺動的效果，可將橡膠層20的側面21設為向內凹陷的小圓弧。

當然除此之外，上襯板下表面11即上襯板10和橡膠層20的連接面也可設為其他形式，如平面、外圓弧型或連續小波浪形，需要指出的是，相對而言類似上述結構效果更佳且製造簡單。

同時，橡膠層20厚度的增加，也有利於增強其垂向擾度，提高低動力性能，本實施例中所指橡膠層20的厚度為其中間厚度。如現有的橡膠墊橡膠層03厚度為17mm時，其垂向擾度僅為0.5mm，本實施例中將橡膠層20厚度增加為34mm時，其垂向擾度增加為1mm，而橡膠墊與承載鞍整體部位重量降低約6kg。當然橡膠層20的厚度不限於34mm,本發明中將橡膠層20的厚度優選為30～40mm。

為防止車輛與地面之間的電位差給站在地面的車輛操作人員帶來人身傷害，需要將車輛上所附帶的靜電荷通過導電導體從車輪傳導至地軌上，因此連接車輛的側架和輪對的一體式承載鞍橡膠墊需具有導電性能。由於上襯板10和承載鞍30均為金屬件，可以作為導電介質，但上襯板10和承載鞍30中間間隔有橡膠層20，為非導電介質，因此需將上襯板10和承載鞍30通過導電裝置連接起來。

本發明中的一體式承載鞍橡膠墊的導電裝置可以包括導電線50，導電線50的上端部連接上襯板10，下端部穿過橡膠層20連接承載鞍30，從而實現上襯板10的靜電荷傳遞至承載鞍30，進而傳遞至地面。其中螺套40為導電金屬件，導電線50可選為銅導線。

具體地，導電裝置還可以進一步包括螺套40，上襯板10設有通孔12，螺套40可通過過盈配合或螺紋配合嵌入在通孔12的上端部位，螺套40可伸出上襯板10的上表面一部分或不凸出上襯板10的上表面。導電線50的端頭部分螺接於螺套40的內部，導電線50的末端依次穿過通孔12和橡膠層20的內部，直至導電線50的末端與承載鞍30相連接。導電線50與承載鞍30的連接方式可以選為粘結在承載鞍30上表面31或嵌入在承載鞍30的小孔內。導電線排布在一體式承載鞍橡膠墊內部可起到保護導電線50的作用。

需要指出的是，由於車輛在運行過程中，橡膠層20會發生擠壓或晃動等形體變形，為保證導電線50的使用壽命，位於橡膠層20內導電線部分呈曲線排布。

本發明還提出了一種包括上述的一體式承載鞍橡膠墊的鐵路車輛轉向架。該轉向架可以為三大件式轉向架，其包括一個搖枕，兩個側架和兩個輪對，其中搖枕與側架相連接，一體式承載鞍橡膠墊將側架和輪對連接起來。其中一體式承載鞍橡膠墊的上襯板10與側架相連接，上襯板10上表面可設有凸臺或通過銷孔結構與側架相應部位實現配合定位，一體式承載鞍橡膠墊的承載鞍30與兩個輪對相連接連接，每對輪對的輪軸的兩端設有一組或一個軸承，每組或每個軸承上坐落有一個一體式承載鞍橡膠墊，通過一體式承載鞍橡膠墊的導電裝置，實現轉向架的導電性能。

以上對本發明所提供的一種鐵路車輛轉向架及其一體式承載鞍橡膠墊進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。