鐵路機車軸箱拉杆及鐵路機車的製作方法

2023-08-10 16:02:31

專利名稱：鐵路機車軸箱拉杆及鐵路機車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵路車輛製造技術，尤其涉及一種鐵路機車軸箱拉杆及鐵路機車。
背景技術：
隨著我國鐵路向著高速、重載方向的大力推進，鐵道列車的行車安全性及運行平 穩性問題卻比較突出。用於牽引整個列車運行的鐵路機車的安全性和平穩性就更為重要。軸箱拉杆作為機車的牽引裝置，是連接機車軸箱體與機車構架的關鍵部件，承擔 著傳遞機車的牽引力或制動力的重要作用。當機車運行時，機車軸箱體會相對於機車的構 架產生各個方向的位移，這就要求連接在軸箱體與構架之間的軸箱拉杆能夠實現軸箱體與 構架之間在各個方向的彈性連接，同時還要求軸箱拉杆與設置於軸箱體之上的軸箱彈簧所 組成的彈性定位裝置在縱向(沿機車運行方向)、橫向(垂直於機車運行方向)以及垂向上 都能提供必要的剛度值，以保證機車運行的動力學性能(主要是機車運行的安全性和平穩 性指標)。圖1是現有技術中的杆型軸箱拉杆的安裝示意圖。圖2是圖1中杆型軸箱拉杆 安裝處的A-A向剖視圖。請同時參照圖1和圖2，現有技術的這種杆型軸箱拉杆1包括一 細長的杆體11，以及設置在杆體11兩端的通孔內的橡膠關節12 ；其中，每個橡膠關節12中 心為鋼製的芯軸121，在芯軸121的中間位置上套設有與所述通孔相配合的鋼圈，並在芯軸 121與鋼圈之間硫化連接有橡膠體。橡膠關節12的最外層的鋼圈與杆體11上的通孔過盈 裝配在一起，再利用螺栓122通過芯軸121兩端的通孔將杆型軸箱拉杆1分別連接到機車 軸箱體4和機車構架5上。現有技術的這種杆型軸箱拉杆在安裝時，是將橡膠關節12的芯軸121橫向設置安 裝的，即由橡膠關節12中橡膠體的徑向剛度來提供軸箱體的縱向定位剛度，由橡膠關節12 中橡膠體的彎曲剛度以及軸箱彈簧6的水平剛度一起提供軸箱體的橫向定位剛度，此時， 若需要較大的橫向定位剛度值，就必須通過增加軸箱彈簧6的橫向剛度來實現，而這樣會 導致軸箱彈簧6的靜撓度的下降，使機車對鐵路的適應能力減弱；如果軸箱體的橫向定位 剛度值太小，又會影響機車運行的穩定性，因此，現有技術的直型軸箱拉杆所能提供的軸箱 體的橫向定位剛度值範圍較窄，很難滿足不斷發展的機車的安全、平穩運行的需要。

實用新型內容針對現有技術的上述缺陷，本實用新型提供一種鐵路機車軸箱拉杆及鐵路機車， 以提供給機車更為合理的軸箱體的橫向、縱向及垂向定位剛度值。本實用新型提供一種鐵路機車軸箱拉杆，包括一拉杆體，在所述拉杆體的一端垂 直設置有一第一通孔，在所述拉杆體的另一端垂直設置有至少兩個第二通孔，所述第一通 孔和所述第二通孔位於同一平面上；在所述第一通孔中以間隙配合方式穿設有一圓柱狀的 連接關節，在所述連接關節的上端部設置有用於將所述連接關節吊掛到機車軸箱體上的安 裝部，在所述連接關節的下端部設置有安裝座；在所述第二通孔中以過盈配合方式分別穿設有一彈性關節。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，所述彈性關節包括位於中心的柱狀的剛性 芯軸，套設在所述剛性芯軸上的、與所述第二通孔相適應的剛性外圈，以及粘結在所述剛性 芯軸和所述剛性外圈之間的彈性體。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，所述剛性芯軸的中部用於套設鋼製外圈處 設置成球體，且所述剛性外圈的內側壁也為與所述球體相適應的球面。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，在所述剛性芯軸的兩端為四稜柱，在所述四 稜柱上設置有用於與機車構架連接的第三通孔。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，所述拉杆體為三角架式結構。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，所述安裝部包括沿所述連接關節上端部圓 周設置的凹槽，以及與所述凹槽卡合的卡環。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，所述連接關節與所述第一通孔配合的周面 設置成球面狀的關節軸承。如上所述的鐵路機車軸箱拉杆，其中，所述剛性外圈為沿周向等分的一次加工成 型的三瓣結構，並通過橡膠體與所述剛性芯軸粘結為一體。本實用新型提供的鐵路機車軸箱拉杆，通過一個連接關節和至少兩個彈性關節的 設置，使得本實用新型的機車軸箱拉杆在不改變其它部件的剛度的前提下，還可以提供更 大範圍的軸箱體的橫向定位剛度值，並且，通過合理設計彈性關節內部的彈性體以及彈性 關節的布置方式，可以實現對軸箱體的各向定位剛度值的更好匹配，從而提高機車整體的 動力學性能。本實用新型提供一種鐵路機車，包括連接在機車軸箱體與機車構架之間的如上述 的鐵路機車軸箱拉杆，以及設置於機車構架之上的車體。用以保證機車整體動力學性能，提 高鐵路車輛運行的安全性和平穩性。

[0016]圖1是現有技術中的杆型軸箱拉杆的安裝示意圖。[0017]圖2是圖1中杆型軸箱拉杆安裝處的A-A向剖視圖。[0018]圖3是本實用新型鐵路機車軸箱拉杆實施例的結構圖。[0019]圖4是圖3中的鐵路機車軸箱拉杆的安裝示意圖。[0020]圖5是圖3中的彈性關節的剖視圖。[0021]圖6是圖5的俯視圖。[0022]圖7是圖3中的連接關節的剖視圖。[0023]附圖標記[0024]1-軸箱拉杆；11-杆體；12-橡膠關節；[0025]121-芯軸；122-螺栓；4-機車軸箱體[0026]5-機車構架；6-軸箱彈簧；3-拉杆體；[0027]31-第一通孔；32-第二通孔；33-連接關節；[0028]34-彈性關節；331-安裝部；341-剛性芯軸[0029]342-剛性外圈；343-彈性體；344-第三通孔[0030]d-安裝間隙； 331a-凹槽；331b_卡環；331c-安裝孔； 333-安裝座； 332-關節軸承。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例進一步說明本實用新型實施例的技術方案。圖3是本實用新型鐵路機車軸箱拉杆一實施例的結構圖。如圖3所示，本實施例 一種鐵路機車軸箱拉杆，包括一拉杆體3，在拉杆體3的一端垂直設置有一第一通孔31，在 拉杆體3的另一端垂直設置有至少兩個第二通孔32，第一通孔31和第二通孔32位於同一 平面上；例如，在本實施例中，在拉杆體3相對於第一通孔31的另一端設置有兩個相同的第 二通孔32，並且第一通孔31和第二通孔32位於同一平面上。在第一通孔31中以間隙配 合方式穿設有一圓柱狀的連接關節33，以允許連接關節33相對於拉杆體3可以相對運動； 在連接關節33的上端部設置有用於將連接關節33吊掛到機車軸箱體上的安裝部331，在連 接關節33的下端部設置有安裝座333，具體地，可以在加工時將連接關節33下端的直徑加 大，即可形成圓形的安裝座333。在第二通孔32中以過盈配合方式分別穿設有一彈性關節 34，以使彈性關節34與拉杆體3固定連接成一體。此外，拉杆體3的形狀可以根據第一通 孔和第二通孔的布置方式來設計，但是最好形狀簡單以減輕本身的重量。圖4是圖3中的鐵路機車軸箱拉杆的安裝示意圖。請同時參照圖3和圖4，本實 施例的鐵路機車軸箱拉杆通過連接關節33上端部的安裝部吊掛連接在機車軸箱體4的上 安裝壁上，下端部則可以通過安裝座333抵頂在機車軸箱體4的下安裝壁的下表面，同時， 位於拉杆體3另一端的彈性關節34的兩端固定連接到機車構架5上。具體地，可以採用螺 接等可拆卸的連接方式，也可以採用焊接等不可拆卸的連接方式。由於連接關節33可以相 對拉杆體3運動，從而使與連接關節33連接的機車軸箱體4可以相對拉杆體3相對運動。 而由於彈性關節34是與拉杆體3固定連接成一體的，將彈性關節34的兩端固定連接到機 車構架5上後，拉杆體3與機車構架5之間的相對運動只能靠彈性關節34本身的彈性來實 現。因此，本實施例的鐵路機車軸箱拉杆在實現了機車軸箱體4與機車構架5的連接的同 時，還可以通過彈性關節34內部的彈性體的徑向剛度提供軸箱體的縱向定位剛度，通過彈 性關節34內部的彈性體的扭轉剛度提供軸箱體的橫向定位剛度。如此，便可以通過對彈性 關節內部彈性體的設置以及不同數量的彈性關節34的設計來獲得更多的必要的軸箱體的 橫向定位剛度值。可見，本實施例的機車軸箱拉杆可以提供較大的軸箱體的橫向定位剛度值範圍， 並且，還可以通過合理設計彈性關節的數量和位置來實現軸箱體各個方向定位剛度的更好 匹配，從而在有效連接機車軸箱體和機車構件的同時，進一步提高機車的整體動力學性能。圖5是圖3中的彈性關節的剖視圖。在上述實施例中，如圖5所示，彈性關節34 包括位於中心的柱狀的剛性芯軸341，套設在剛性芯軸341上的、與第二通孔32相適應的剛 性外圈342，以及粘結在剛性芯軸341和剛性外圈342之間的彈性體343。在本實施例中， 剛性外圈342套在剛性芯軸341的中部，剛性外圈342的形狀和尺寸要與第二通孔32相配 合，例如，都為相同半徑的圓形，以使彈性關節34可以通過剛性外圈342過盈裝配到第二通 孔32中；並且，剛性芯軸341和剛性外圈342之間應留有足夠的間隙，以使彈性體343 (例 如可以為橡膠體)可以將剛性芯軸341和剛性外圈342粘結到一體。可見，本實施例的彈性關節可以採用對每個組成零件單獨加工再裝配於一體的方式製造，便於大量生產和節約 成本。進一步地，如圖5和圖6所示，剛性芯軸341的中部用於套設剛性外圈342處設置 成球體，且剛性外圈342的內側壁也為與所述球體相適應的球面。也就是說剛性芯軸341 和剛性外圈342之間形成的是一球面的間隙，使得設置在間隙中彈性體343可以提供更多 方向的剛度。進一步地，如圖5所示，剛性芯軸341的兩端為四稜柱，在所述四稜柱上設置有用 於與機車構架5連接的第三通孔344，以利用螺栓或螺釘經由第三通孔344將剛性芯軸341 固定連接到機車構架上。用以方便機車的日常修理和維護。在上述實施例中，如圖3所示，拉杆體3為三角架式結構，由於上述實施例中設置 了兩個第二通孔32，第一通孔31與兩個第二通孔32組成一個三角形，將拉杆體3設置成可 以聯結第一通孔31和兩個第二通孔32的三角架式結構，可以節省材料和空間，並且較小的 自重也有利於提高機車的綜合性能。在本實用新型一實施例中，如圖4和圖7所示，安裝部331包括沿連接關節33上 端部圓周設置的凹槽331a，以及與凹槽331a卡合的卡環331b，具體地，可以將卡環331b設 計成分體結構以便於安裝，如圖7中的兩個半圓形卡環331b，並且在兩個卡環對接處還設 置了安裝孔331c。本實施例中連接關節33的安裝過程為，將連接關節33的上端由下向上 穿入設置在機車軸箱體4的上安裝壁上的圓孔中，然後將兩個卡環331b卡合到凹槽331a 上，使兩個卡環331b對接成環，再利用螺栓通過安裝孔331c將卡環331b緊固在一起，這樣 連接關節33便通過卡環331b吊掛在機車軸箱體4的上安裝壁上。卡環的設置方便了安裝 操作，且可拆性好，成本低。在上述實施例中，如圖4和圖7所示，連接關節33與第一通孔31配合的周面設置 成球面狀的關節軸承332。具體地，可以將一體成型地將連接關節33的該部位的周面加工 成球面，也可以將一外表面為球面的軸承過盈裝配到連接關節33上。另外，適應地，將第一 通孔31的孔壁也設置成與關節軸承332相配合的球面，以使機車軸箱體4與機車構件5發 生相對位移時，拉杆體3可以繞關節軸承332的球面運動，從而達到了可使機車軸箱體4相 對於機車構件5具有更多的自由度，更能適應軌道路況的變化，也有利於減小了零件的磨 損。在上述實施例中，如圖3和圖6所示，剛性外圈342為沿周向等分的一次加工成型 的三瓣結構，並通過橡膠體與剛性芯軸341粘結為一體。在這裡，彈性體343採用比較常用 的橡膠體，將剛性外圈342加工成三瓣並與剛性芯軸341形成一體的粘結構時，保證每瓣之 間留有一定的安裝間隙d，這樣，在將剛性外圈342壓裝入拉杆體3後，安裝間隙d減小，使 橡膠層在工作狀態時具有足夠的與壓縮，有利於彈性關節34更好發揮作用，提供定位所需 的各向剛度。如圖4所示，本實用新型一實施例提供的鐵路機車，包括機車軸箱體4，機車構架 5，連接在機車軸箱體4與機車構架5之間的上述的鐵路機車軸箱拉杆，以及設置於構架之 上的車體。本實用新型提供的鐵路機車，通過採用上述實施例中的鐵路機車軸箱彈拉杆，可 以為軸箱體的定位提供更寬範圍的橫向剛度值，並且，可以通過合理設計彈性關節內部的彈性體以及彈性關節的布置方式，能夠實現對軸箱體各向定位剛度值的更好匹配，提高了 機車整體動力學性能，從而提高鐵路車輛運行的安全性和平穩性。 最後應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等 同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術 方案的精神和範圍。
權利要求1.一種鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，包括一拉杆體，在所述拉杆體的一端垂直設 置有一第一通孔，在所述拉杆體的另一端垂直設置有至少兩個第二通孔，所述第一通孔和 所述第二通孔位於同一平面上；在所述第一通孔中以間隙配合方式穿設有一圓柱狀的連 接關節，在所述連接關節的上端部設置有用於將所述連接關節吊掛到機車軸箱體上的安裝 部，在所述連接關節的下端部設置有安裝座；在所述第二通孔中以過盈配合方式分別穿設 有一彈性關節。
2.根據權利要求1所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述彈性關節包括位於中 心的柱狀的剛性芯軸，套設在所述剛性芯軸上的、與所述第二通孔相適應的剛性外圈，以及 粘結在所述剛性芯軸和所述剛性外圈之間的彈性體。
3.根據權利要求2所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述剛性芯軸的中部用於 套設鋼製外圈處設置成球體，且所述剛性外圈的內側壁也為與所述球體相適應的球面。
4.根據權利要求2或3所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述剛性芯軸兩端為四 稜柱，在所述四稜柱上設置有用於與機車構架連接的第三通孔。
5.根據權利要求1所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述拉杆體為三角架式結構。
6.根據權利要求1或5所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述安裝部包括沿所述 連接關節上端部圓周設置的凹槽，以及與所述凹槽卡合的卡環。
7.根據權利要求1或3或5所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述連接關節與所 述第一通孔配合的周面設置成球面狀的關節軸承。
8.根據權利要求2或3所述的鐵路機車軸箱拉杆，其特徵在於，所述剛性外圈為沿周向 等分的一次加工成型的三瓣結構，並通過橡膠體與所述剛性芯軸粘結為一體。
9.一種鐵路機車，其特徵在於，包括連接在機車軸箱體與機車構架之間的如權利要求 1至8任一所述的鐵路機車軸箱拉杆，以及設置於機車構架之上的車體。
專利摘要本實用新型提供一種鐵路機車軸箱拉杆及鐵路機車。其中，鐵路機車軸箱拉杆包括一拉杆體，在所述拉杆體的一端垂直設置有一第一通孔，另一端垂直設置有至少兩個第二通孔，且第一通孔和第二通孔位於同一平面上；在所述第一通孔中以間隙配合方式穿設有一圓柱狀的連接關節，在所述連接關節的上端部設置有安裝部，下端部設置有安裝座；在所述第二通孔中以過盈配合方式分別穿設有一彈性關節。本實用新型可以提供更大範圍的軸箱體的橫向定位剛度值，並且，通過合理設計彈性關節內部的彈性體以及彈性關節的布置方式，可以實現對軸箱體的各向定位剛度值的更好匹配，從而提高機車整體的動力學性能，以及列車運行的安全性和平穩性。
文檔編號B61F5/32GK201914271SQ201120034330
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月1日 優先權日2011年2月1日
發明者劉輝, 張委袖, 張志和, 李嘉偉 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司