專利名稱：線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵道車輛轉(zhuǎn)向架，特別是可導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架。
背景技術(shù)：
通常鐵道車輛所用車輪為錐形踏面，相對(duì)車輛，越向外車輪直徑越小。另外，車輪最內(nèi)側(cè)的輪緣部分的直徑較踏面部分最大的直徑要大得多，且位于車軸和軸承之上，車軸(總稱“輪對(duì)”)的輪緣之間的橫向跨距比鋼軌內(nèi)側(cè)距要小一些。
現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架，車軸相對(duì)轉(zhuǎn)向架是固定的，典型的鐵道車輛兩端附近各設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)向架。車體上向下的直徑14或16英寸的圓柱體(上心盤，譯者注)安裝于轉(zhuǎn)向架的盤內(nèi)(下心盤，譯者注)。這種典型的車體與轉(zhuǎn)向架上下心盤連接，允許轉(zhuǎn)向架相對(duì)車體有一定量的轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)際上，由于車體的巨大重量，上下心盤連上面產(chǎn)生的摩擦力意味轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力將很大。上下心盤連上面產(chǎn)生的摩擦力使車輛行駛中轉(zhuǎn)向架保持在任何位置。
然而，輪軌間的導(dǎo)向力足以克服上述摩擦阻力。導(dǎo)向力使得轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向車輛前進(jìn)方向。當(dāng)轉(zhuǎn)向架接近前進(jìn)方向時(shí)，導(dǎo)向力將減小至上下心盤摩擦阻力之下。當(dāng)上下心盤摩擦阻力大于導(dǎo)向力，摩擦力又將使轉(zhuǎn)向架保持在某一位置，直到導(dǎo)向力重新變大。這一連續(xù)的誘導(dǎo)能量過(guò)程使轉(zhuǎn)向架從不真正與軌道保持一致，這一連續(xù)的誘導(dǎo)能量過(guò)程還導(dǎo)致車輛在直線或曲線上行駛時(shí)，產(chǎn)生滾動(dòng)阻力和磨耗。
轉(zhuǎn)向架相對(duì)心盤轉(zhuǎn)動(dòng)沿鋼軌留下了正弦曲線軌跡。隨速度提高，這一現(xiàn)象更加明顯，當(dāng)速度更高時(shí)，這一運(yùn)動(dòng)變得無(wú)法接受。這一現(xiàn)象被稱為“蛇行運(yùn)動(dòng)”。蛇行運(yùn)動(dòng)始于低速，能導(dǎo)致無(wú)法接受的橫向輪軌力、加速度、頻率，除非得到約束。蛇行運(yùn)動(dòng)將滾動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為不想要的橫向能量，橫行能量將導(dǎo)致滾動(dòng)阻力、載荷、車輛損害以及輪軌磨耗。
當(dāng)一裝用現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向架進(jìn)入曲線時(shí)，鋼軌相對(duì)車輪移動(dòng)。一側(cè)的車輪的半徑增大，而另一側(cè)的半徑減小。不同的半徑導(dǎo)致不同的周長(zhǎng)。不同的周長(zhǎng)使得同一轉(zhuǎn)動(dòng)，車輪一側(cè)較另一側(cè)前進(jìn)得更多，使得車輪和車軸進(jìn)入曲線。實(shí)際上，長(zhǎng)的周長(zhǎng)和短的周長(zhǎng)分別對(duì)應(yīng)于外軌和內(nèi)軌。
單輪在曲線上的運(yùn)行趨勢(shì)是假定其“點(diǎn)”處于曲線中心。單輪對(duì)按徑向方式運(yùn)動(dòng)。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的兩輪對(duì)固定車軸轉(zhuǎn)向架，車軸的運(yùn)動(dòng)不能假定是相互獨(dú)立的，轉(zhuǎn)向架作為一個(gè)整體被迫繞轉(zhuǎn)向架中心轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣給輪對(duì)和轉(zhuǎn)向架造成了大的作用力，增加了轉(zhuǎn)向架部件的磨耗，增大了滾動(dòng)摩擦力，增加了能源消耗，因?yàn)楸仨毟冻鲱~外的能量以保持鐵道車輛前進(jìn)。另外，輪軌間大的作用力也導(dǎo)致鋼軌和車輪的磨耗。
一種典型的現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)向架包括兩個(gè)縱向(鋼軌延伸方向)的側(cè)架，以及一個(gè)橫向布置的搖枕，搖枕與兩側(cè)架相連(三大件轉(zhuǎn)向架)。輪對(duì)的車軸布置在搖枕的前后，軸端相對(duì)側(cè)架固定。
雖然名義上轉(zhuǎn)向架是剛性組成，但在充分裝載情況下(如在曲線上)，轉(zhuǎn)向架可能變形。典型的變形方式如，通過(guò)曲線時(shí)作用于車輪的力推動(dòng)車軸偏向，使側(cè)架、搖枕、輪對(duì)相對(duì)變形，形成平行四邊形。這種平行四邊形變形普遍被認(rèn)為是鐵道車輛低速通過(guò)曲線脫軌的原因，而剛性構(gòu)架轉(zhuǎn)向架則不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
因此，使轉(zhuǎn)向架更加剛性、將轉(zhuǎn)向架與車體緊密地聯(lián)系在一起，以消除蛇行運(yùn)動(dòng)，與讓轉(zhuǎn)向架可轉(zhuǎn)動(dòng)和或可變形以便使轉(zhuǎn)向架或軸在曲線上可以搖頭或?qū)蚴敲艿?，使得三大件轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)陷入一個(gè)僵局，三大件轉(zhuǎn)向架的交叉支撐有一定幫助，但對(duì)于車輪壽命及軌道載荷來(lái)說(shuō)，其效果仍不令人滿意。
迄今在制造直線和曲線通過(guò)均有效率的轉(zhuǎn)向架這一方面有了很多探索，其中包括側(cè)架和或搖枕增加彈性或回彈單元、軸和側(cè)架增加阻尼裝置如減振器、各種形式的交叉拉桿及類似結(jié)構(gòu)。這樣現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造使得轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)更昂貴、更重和或過(guò)于復(fù)雜，以致容易出現(xiàn)故障或需要大量的維護(hù)和部件的更換。
美國(guó)專利NO.5249530就說(shuō)明了這樣一個(gè)探索?！?30’專利介紹了一種導(dǎo)向裝置，它可以高速精確地反應(yīng)單軌豎曲線的變化，轉(zhuǎn)向架從而轉(zhuǎn)向，猶如已經(jīng)探測(cè)到一橫向曲線。車體將繼續(xù)沿原方向運(yùn)行，從而產(chǎn)生很大的橫向力，提升內(nèi)輪離開鋼軌。單軌豎曲線的交替和重復(fù)被美國(guó)鐵道協(xié)會(huì)引用為軌道扭曲的標(biāo)準(zhǔn)。
為解決此問(wèn)題，美國(guó)專利NO.5666885提出了一種主動(dòng)橫向懸掛和導(dǎo)向組合系統(tǒng)?！?85’專利中，橫向懸掛運(yùn)動(dòng)根據(jù)橫向加速度延緩和增加導(dǎo)向?！?85’專利有一種激勵(lì)機(jī)構(gòu)以適宜轉(zhuǎn)向，但‘885’專利的橫向懸掛導(dǎo)向容易導(dǎo)致高摩擦力，沒(méi)有顯示出導(dǎo)向與橫向懸掛組合的效果。
另一個(gè)直線和曲線通過(guò)均有效率的轉(zhuǎn)向架實(shí)例如美國(guó)專利NO.5918546所示?！?46’發(fā)明整合了低摩擦橫向懸掛導(dǎo)向，根據(jù)橫向加速度延緩或增加導(dǎo)向。雖然該機(jī)制提供了這一概念，但對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)太復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)有解決方案的局限性?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)已知鐵道貨車轉(zhuǎn)向架前述固有缺陷，本發(fā)明提供了一種新型的鐵道貨車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的根本目的在于，其后將更詳細(xì)地介紹，提供一種新型可導(dǎo)向鐵道轉(zhuǎn)向架，它具備了迄今為止現(xiàn)有技術(shù)的很多優(yōu)點(diǎn)以及許多新穎的特性，使之成為新型可導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架，現(xiàn)有技術(shù)的鐵路轉(zhuǎn)向架設(shè)備沒(méi)有單獨(dú)和組合在一起，對(duì)此提出期望、明顯提及、建議或甚至暗示。
為此，本發(fā)明提出的轉(zhuǎn)向架可以以恰當(dāng)?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)曲線，同時(shí)在直線段保持穩(wěn)定，基本上沒(méi)有蛇行運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生剛度，將輪對(duì)保持與直線和曲線軌道一致，消除與蛇行運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)相關(guān)的摩擦力。本發(fā)明利用低摩擦系數(shù)的旁承支承車體，側(cè)架懸掛連接輪對(duì)，與車體導(dǎo)向部件組合，達(dá)到了純滾動(dòng)。本發(fā)明在欠超高、平衡、過(guò)超高橫向曲線上、單個(gè)垂向曲線以及橫向不平順上，增加剛度以提供導(dǎo)向時(shí)限制摩擦力的大小，因此達(dá)到純滾動(dòng)。另外，本發(fā)明的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在出現(xiàn)軌道不平順時(shí)恒定地調(diào)節(jié)輪對(duì)的沖角，因而完全消除了蛇行運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的更多的重要特性被廣泛地描述，所以其后的推薦實(shí)施例的詳細(xì)描述可以更好地理解，對(duì)技術(shù)的貢獻(xiàn)可以更好地領(lǐng)會(huì)。此后對(duì)推薦實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它特性會(huì)被論及，從而形成后面權(quán)利要求的主要內(nèi)容。
所以，在詳細(xì)解釋本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)明白本發(fā)明并不僅限制其應(yīng)用于后面描述或


的構(gòu)造細(xì)節(jié)及部件布置。本發(fā)明還可以適用于其它實(shí)施例，可以以多種途徑進(jìn)行應(yīng)用。另外，還需明白這里所用的名詞和術(shù)語(yǔ)是以描述為目的，不應(yīng)被認(rèn)為限制。
同樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本介紹所依據(jù)概念可以很容易地被利用，作為其它結(jié)構(gòu)、方法及實(shí)施本發(fā)明幾個(gè)目的的系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，權(quán)利要求被認(rèn)為包括其它同類結(jié)構(gòu)是重要的，只要這些結(jié)構(gòu)不背離本發(fā)明的精神和范圍。
此外，前述介紹的目的是使美國(guó)專利和商標(biāo)辦公室及一般公眾，特別是科學(xué)家、工程師和那些對(duì)專利或法律名詞術(shù)語(yǔ)不熟悉的本領(lǐng)域從業(yè)人員，通過(guò)粗略的瀏覽，可以很快明確本申請(qǐng)的技術(shù)概要的實(shí)質(zhì)和特性。摘要既不打算定義權(quán)力要求涉及的發(fā)明申請(qǐng)，也不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
這些及其它本發(fā)明的目標(biāo)，以及表征本發(fā)明的多種新特性，在其后的權(quán)利要求中被特別地指出，并形成本介紹的一部分。為了更好的理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)、特殊用途，在本發(fā)明的推薦實(shí)施例的附圖及描述中將給以說(shuō)明。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)向架，其結(jié)構(gòu)使得輪對(duì)在曲線上可以自然地徑向運(yùn)動(dòng)，使得運(yùn)行更高效，滾動(dòng)損害更少。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)向架，其結(jié)構(gòu)使得直線行駛時(shí)，可減少蛇行運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，從而減少與蛇行相關(guān)的損害和滾動(dòng)低效，增加了速度提高的能力。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)向架，具備簡(jiǎn)化和高效結(jié)構(gòu)的特征。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)向架，通過(guò)應(yīng)用輪軌間純滾動(dòng)概念達(dá)到提高生產(chǎn)力的目的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是僅在滾動(dòng)方向消耗能量，而能量不在橫向或縱向轉(zhuǎn)化或傳遞。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)控制輪軌間沖角而達(dá)到實(shí)質(zhì)上的純滾動(dòng)。
因而本發(fā)明的另一個(gè)目的是控制輪軌間沖角，而在欠超高、理論超高、過(guò)超高的曲線上及橫向不平順情況下達(dá)到實(shí)質(zhì)上的純滾動(dòng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生剛度，保持輪對(duì)沿直線和曲線軌道運(yùn)行。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是消除與蛇行或振動(dòng)相關(guān)的摩擦。
本發(fā)明這些及其它目的將在其說(shuō)明書、權(quán)利要求及附圖中明確。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員在理解了以下推薦實(shí)施例的附圖及詳細(xì)描述后，可以很容易領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的前述及其它目的。
圖1是線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置10的上側(cè)視圖。
圖2是線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置10推薦實(shí)施例的分解上側(cè)視圖。
圖3是裝置10的側(cè)視圖。
圖4A是直線運(yùn)行時(shí)輪對(duì)方位和轉(zhuǎn)動(dòng)軸點(diǎn)相對(duì)軌道及側(cè)架的示意圖。
圖4B是曲線運(yùn)行時(shí)輪對(duì)方位和轉(zhuǎn)動(dòng)軸點(diǎn)相對(duì)軌道及側(cè)架的示意圖。
圖4C是曲線運(yùn)行時(shí)導(dǎo)向部件運(yùn)動(dòng)的示意圖。
圖5A是搖枕20和旁承32上透視圖。
圖5B是旁承32分解透視圖。
圖6A是承載鞍50相對(duì)導(dǎo)框26定位的示意圖。
圖6B是承載鞍50分解透視圖。
圖7是平衡側(cè)架懸掛60a的示意圖及在機(jī)罩62中平衡側(cè)架懸掛部件的一半的分解透視圖。
圖8是裝置10的滾動(dòng)通用關(guān)節(jié)外形的分解透視圖。
圖9是裝置10的導(dǎo)向部件90(包括反作用橫向?qū)虿考?1和齒輪齒條導(dǎo)向部件92)外形的分解透視圖。
圖10是反作用橫向?qū)虿考?1的外形的分解透視圖。
圖11是精確導(dǎo)向裝置10的導(dǎo)向部件90的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的幾何示意圖。
圖12是制動(dòng)梁190布置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
雖然本發(fā)明可以很容易有多種不同的實(shí)施例，但其后附圖及詳細(xì)說(shuō)明的是一個(gè)推薦實(shí)施例，其部件已指定了編號(hào)，應(yīng)當(dāng)明白的是本介紹應(yīng)視為本發(fā)明原理的例子，而不應(yīng)是所說(shuō)明的推薦實(shí)施例對(duì)權(quán)利要求的限制。
圖1是推薦實(shí)施例裝置10的上側(cè)視圖。圖2是線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置10推薦實(shí)施例的分解上側(cè)視圖。圖3是裝置10沿軌道11的側(cè)視圖。
如圖4A所示，當(dāng)裝置10沿軌道11直線運(yùn)行時(shí)，在其運(yùn)行方向有一縱向延伸的軸線18。另外，線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置10有一橫向軸線19與縱向軸線18垂直。圖4A中與橫向軸線19平行的是第一橫向延伸的軸14和第二橫向延伸的軸16。輪13a和輪15a附于軸14，構(gòu)成如圖1的輪對(duì)21。同樣，圖1中另一輪對(duì)25由輪13b和15b及其依附的軸16構(gòu)成。通過(guò)縱向軸線18在軸14和軸16的中點(diǎn)17，沿橫向軸線19布置并平行于軸14和軸16的是搖枕20，搖枕20沒(méi)有在圖4A中給出。圖2中搖枕20與輪對(duì)的定位是一個(gè)鐵道車輛轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)的普遍形式?，F(xiàn)有技術(shù)一般來(lái)說(shuō)，搖枕20與輪對(duì)相連，車體通過(guò)傳統(tǒng)的上下心盤裝置與搖枕相連。然而，推薦實(shí)施例沒(méi)有采用傳統(tǒng)的方式。取而代之，如圖1所示，圖5A和5B將要詳細(xì)討論，推薦實(shí)施例用旁承32、34連接搖枕20和車體12，從而將裝置10連接到車體12。
如圖2所示，搖枕組成20有兩個(gè)端部，端部22和端部24。搖枕端部22和24分別和平衡側(cè)架懸掛60a、60b相連。平衡側(cè)架懸掛60a、60b通過(guò)柱銷63a、63b分別與搖枕端部22、24相連，如圖5A所示，其后將詳細(xì)討論。這一連接使得平衡側(cè)架懸掛60a、60b可以旋轉(zhuǎn)，并承載幾乎相同的載荷。如圖2所示，一個(gè)平衡側(cè)架懸掛60a支持一對(duì)導(dǎo)框26、27，如圖4A所示，導(dǎo)框26、27位于同一平面內(nèi)，且與如圖4A所示的縱軸18平行，另一個(gè)平衡側(cè)架懸掛60b則支持一對(duì)導(dǎo)框28、29，導(dǎo)框28、29位于與縱軸18平行的同一平面內(nèi)。
如圖2所示，其后將在圖6A和6B中詳細(xì)討論，各導(dǎo)框26、27、28、29通分別過(guò)一個(gè)放置軸承30上的一個(gè)承載鞍50，與對(duì)應(yīng)的軸承30相連。軸承30安裝在軸14、16的端部，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)使得輪對(duì)21、25與裝置10及車體12相連，車體12沒(méi)有顯示在圖中。如圖2所示，其后將在圖9中更詳細(xì)地討論，在推薦實(shí)施例中，每一導(dǎo)框26、27、28、29通過(guò)導(dǎo)向部件90和平衡側(cè)架懸掛60a、60b，與另一導(dǎo)框26、27、28、29可移動(dòng)連上。導(dǎo)向部件90也以推薦方式為車體提供導(dǎo)向。
圖5A和5B描述了裝置10和車體12連接的推薦方式。如圖5A所示，車體12以虛線表示，通過(guò)將車體12放置在搖枕上的旁承32、34，與裝置10連接。如圖5A所示，旁承32、34設(shè)置在距搖枕端部22、24很近的地方。圖5B是旁承34的分解透視圖，如圖5B所示，推薦的旁承34包括三個(gè)錐形磙子35、36、37，磙子位于平板31和33間。平板31推薦成為搖枕20的一部分，如圖5A所示。平板31要么可放置在搖枕20上，要么通過(guò)傳統(tǒng)的方式，如螺栓連接，安裝在搖枕20上。雖然推薦實(shí)施例中使用旁承32、34，但當(dāng)應(yīng)用傳統(tǒng)車體連接時(shí)，裝置10的導(dǎo)向機(jī)制仍然同樣起作用。
如圖5A，在推薦實(shí)施例中，磙子35、36、37分別具有一個(gè)互聯(lián)齒條35a、36a、37a。如圖5A所示，齒條35a、36a、37a與齒條31a、33a互鎖，因而調(diào)節(jié)平板31和平板33間的磙子35、36、37，防止不需要的摩擦。另外，啟用了一個(gè)間隔裝置(未顯示)來(lái)避免磙子35、36、37相互連上，從而消除附帶的摩擦點(diǎn)。
當(dāng)車體12置于旁承32、34上時(shí)，如圖5A所示，車體的上心盤(未顯示)插入搖枕20的通孔42中，以便車體與線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架對(duì)中。通孔42傳遞縱向和橫向載荷，旁承32、34則承載車體12的垂向載荷。與前面討論的傳統(tǒng)車體連接方式相比，旁承32、34的應(yīng)用是一種輕量化設(shè)計(jì)，通過(guò)消除轉(zhuǎn)向阻力和磨損、給車體12以導(dǎo)向連接，從而減小摩擦。此外，以靠近搖枕端部的旁承32、34來(lái)支承車體12，這種推薦結(jié)構(gòu)獨(dú)特地通過(guò)整個(gè)搖枕10平均地分配車體載荷。雖然可以用其它類似的高強(qiáng)度材料，但在推薦實(shí)施例中，旁承32、34，搖枕20及導(dǎo)框26、27、28、29是由高強(qiáng)度的鑄鐵制造。推薦實(shí)施例中的錐形磙子提供了理想的徑向滾動(dòng)，摩擦很少幾乎沒(méi)有。
如圖2所示，軸承30安裝在輪對(duì)21、25的車軸14、16的兩端。軸承30可以是傳統(tǒng)的鐵道軸承結(jié)構(gòu)，如柱體軸承。如圖2、6A、6B所示，承載鞍50置于軸承30之上，每一導(dǎo)框26、27、28、29則置于對(duì)應(yīng)的承載鞍50上，這樣，裝置10就與輪對(duì)21、25連接在一起。
如圖6A所示，承載鞍50推薦由外槽52、球形軸承組成56以及內(nèi)槽58構(gòu)成，外槽52裝配有彈簧43、44、45、47(圖5A、5B沒(méi)有顯示)。外槽52具有球形連上面，使得導(dǎo)框26對(duì)于軸承30的旋轉(zhuǎn)中心可以垂向?qū)χ校鐖D6A所示。如圖6A所示，導(dǎo)框26有一導(dǎo)框凸臺(tái)54，推薦采用標(biāo)準(zhǔn)凸臺(tái)界面，使得導(dǎo)框26與承載鞍50可以移動(dòng)連上。承載鞍50推薦成型能接納導(dǎo)框凸臺(tái)54。承載鞍50推薦做成錐形，形成一凹槽以接納導(dǎo)框凸臺(tái)。這種連接使得承載鞍50在縱向和橫向均在導(dǎo)框26中。凸臺(tái)和凹槽錐形的間隙允許承載鞍50相對(duì)導(dǎo)框在橫向、垂向及導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)時(shí)搖頭和側(cè)滾。
外槽52使得垂向載荷從導(dǎo)框26傳至軸承30。內(nèi)槽58與軸承30連上面是球形，這樣允許導(dǎo)框26對(duì)于輪對(duì)21可以轉(zhuǎn)動(dòng)連上。如圖6B所示，承載鞍50的分解透視圖，上隔離51、下隔離53、保持架55、若干球形磙子57以及裝配扣件59組成了圖6B的球形軸承組成56。扣件59推薦采用a1/4英寸的螺栓和螺母，雖然其它扣件也可以采用。保持架55和球形滾子57置于上隔離51和下隔離53之間，裝配扣件59將上隔離51和下隔離53連接在一起。一旦給承載鞍加載，保持架55和球形滾子57就被密封起來(lái)避免污染。球形軸承組成56置于球形滾子57中央之上，保持球形滾子57在各自位置。球形軸承組成56位于外槽52和內(nèi)槽58之間，四組彈性組成43、44、45、47將外槽52與內(nèi)槽58連接。推薦的彈性組成43、44、45、47僅對(duì)承載鞍50的組成是必要的，運(yùn)行時(shí)允許旋轉(zhuǎn)。
這一推薦的承載鞍50組成在保持承載鞍50組成整體性的情況下，允許輪對(duì)21、25和導(dǎo)框26、27、28、29搖頭和側(cè)滾的自由度。球形的承載鞍50可以被加工以適應(yīng)于任何標(biāo)準(zhǔn)軸承。這樣，裝置10在允許輪對(duì)21、25搖頭和側(cè)滾自由度的情況下，吸收橫向和縱向的載荷。另外，承載鞍50在任何工況下都給軸承30一個(gè)法向力，消除了作用于軸承30的力矩，因此延長(zhǎng)了軸承30的使用壽命。
內(nèi)槽58和外槽52宜采用高強(qiáng)度鑄鐵制造，雖然類似的高強(qiáng)度材料也可采用。保持架55推薦采用鋼制。上隔離51和下隔離53推薦采用高分子、高溫的聚乙烯。上隔離51和下隔離53采用塑料材料，將使車體的重量彈性地壓縮塑料構(gòu)件，從而形成對(duì)球形滾子57密封，將球形滾子57與外界隔絕開。在推薦實(shí)施例中，有22個(gè)直徑1.5英寸鋼球，雖然也可采用直徑足夠大的任意多的球形滾子承受垂向載荷。
另外，每一導(dǎo)框26、27、28、29置于橫向軸14和16的端部，每一導(dǎo)框26、27、28、29還和另一導(dǎo)框26、27、28、29可移動(dòng)地連接，如圖1所示。每一導(dǎo)框26、27、28、29與位于平行于縱向軸18的同一平面內(nèi)的另一導(dǎo)框26、27、28、29可移動(dòng)地連接，如圖4A所示。如圖2所示，每一導(dǎo)框26、27、28、29推薦通過(guò)平衡側(cè)架懸掛60a、60b及導(dǎo)向部件(見圖9)，和另一導(dǎo)框26、27、28、29可移動(dòng)地連接。
在推薦實(shí)施例中，如圖7所示，一個(gè)平衡側(cè)架懸掛60a具有一機(jī)罩62。機(jī)罩62位于平板65和平板67形成的凹槽61中，凹槽61則靠近搖枕20的端部22、24，如圖5A所示。平板65和平板67分別開有孔71和孔73。如圖7所示，機(jī)罩設(shè)有孔156，而孔156與孔71及孔73共線，這樣形成一個(gè)孔。這樣的布置使得柱銷63a、63b能安裝在上述孔中，如圖5A所示，從而將機(jī)罩62和平衡側(cè)架懸掛60a連接到搖枕20上，如圖1和圖7，機(jī)罩62的一半被切開，其中的零部件分解展開，以便更好地說(shuō)明。為了方便起見，僅討論構(gòu)成平衡側(cè)架懸掛60a、與機(jī)罩62的相關(guān)的零部件的一半。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以明白，另一半的構(gòu)成平衡側(cè)架懸掛60a、與機(jī)罩62的相關(guān)的零部件是幾乎一樣的。
如圖7所示，機(jī)罩62的一半推薦包括一個(gè)后懸掛連接64、彈性單元66、粘性阻尼器68以及一個(gè)彈簧和阻尼器連接70。平衡側(cè)架懸掛60a的一半還有非線性的力平衡器72以及一個(gè)通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74。后懸掛連接64推薦與機(jī)罩62鑄造在一起，并且設(shè)有一孔78，與孔156、孔71、孔73(沒(méi)有顯示在圖7中)形成的孔垂直，并與孔156相通。彈性單元66的一端76與連接64相鄰，這樣連接64將彈性單元66定位。粘性阻尼器68推薦置于彈性單元66內(nèi)。粘性阻尼器68有一柱狀固定器150，通過(guò)孔78進(jìn)入孔156中。柱狀固定器150有一孔152，與孔156、孔71和孔73形成的孔共線。如前所述，圖5A中的柱銷63a和63b，可以置于孔156、孔71、孔73和孔152形成的孔，從而連接搖枕20和平衡側(cè)架懸掛60a及相關(guān)零部件，如圖1所示。
粘性阻尼器68推薦采用可調(diào)的液壓阻尼器。粘性阻尼器68，圖7分解的一部分，設(shè)有一檢查閥154，推薦設(shè)一流量控制機(jī)關(guān)，以便根據(jù)運(yùn)行要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。檢查閥154推薦為延伸外面的流量控制孔的螺絲釘，螺絲釘通過(guò)粘性阻尼器68的活塞155進(jìn)入粘性阻尼器68內(nèi)部的圓柱體部分?？梢愿鶕?jù)車體重量和裝載、速度要求、線路條件以及重心，改變流量控制孔的尺寸適應(yīng)運(yùn)行要求。
粘性阻尼器68的活塞臂153有一孔79。活塞臂153置于彈簧和阻尼器連接70的孔77處。連接70與彈性單元66的第二端75相連。連接70設(shè)有平板160和平板162，其上各有一孔164和孔166?；钊?53的孔79與孔164、孔166共線，形成一孔。非線性的力平衡器72的第一端82設(shè)有一對(duì)孔146、147，并與孔79與孔164、孔166形成的孔共線。一柱銷81通過(guò)孔79、孔164、孔166、孔146及孔147形成的孔，這樣可移動(dòng)地連接粘性阻尼器68、非線性的力平衡器72、彈簧和阻尼器連接70及其相關(guān)零部件。
圖8中將會(huì)更詳細(xì)地顯示，非線性力平衡器72的第二端83推薦設(shè)有圓形鋸齒面830a，以便與相對(duì)的通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74的圓形鋸齒面830b可移動(dòng)地連接，這樣使非線性的力平衡器72與通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74互鎖，并允許滾動(dòng)。通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74的第二端85宜設(shè)有圓形鋸齒面850a與相對(duì)的導(dǎo)框26圓形鋸齒面850b可移動(dòng)地連接，這樣通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74與導(dǎo)框26互鎖，并允許滾動(dòng)。
如圖7所示，非線性力平衡器72設(shè)有一孔170與機(jī)罩62的孔172共線形成一孔。一柱銷174通過(guò)此孔，將非線性的力平衡器72和機(jī)罩62可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接起來(lái)。平衡側(cè)架懸掛60a的這一結(jié)構(gòu)使作用于與導(dǎo)框26、27連接的輪13a、13b的載荷得以充分平衡，此外，也使輪13a、13b、15a、15b及導(dǎo)框26、27、28、29經(jīng)受的垂向沖擊能量得到吸收，如圖1所示。
在如圖8所示的推薦實(shí)施例中，通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74由一頂部86、底部87、中部88和彈性組成89構(gòu)成。中部88設(shè)有一齒輪面880a，與頂部86對(duì)應(yīng)的齒輪面880b形成一互鎖連接。另外，中部88設(shè)有一齒輪面870a，與底部87對(duì)應(yīng)的齒輪面870b形成一互鎖連接。這種互鎖連接允許通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74的橫向運(yùn)動(dòng)。彈性組成89推薦采用彈簧，將頂部86和底部87連接在一起。如圖8所示，頂部86與非線性的力平衡器72的第二端83的圓形互鎖連接，及通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74的第二端85與導(dǎo)框26對(duì)應(yīng)的圓形鋸齒面850a形成的圓形互鎖連接，使得通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74允許縱向運(yùn)動(dòng)。在推薦實(shí)施例中，機(jī)罩62、后懸掛連接64、彈簧和阻尼器連接70、非線性的力平衡器72、通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)74推薦采用高強(qiáng)度鑄鋼制造，雖然其它類似的高強(qiáng)度材料也可采用。
如圖4C所示，完成車體導(dǎo)向的推薦方式是采用一對(duì)導(dǎo)向部件90a、90b。圖9更詳細(xì)地描述了導(dǎo)向部件90。為了方便討論，僅導(dǎo)向部件90將被論及。導(dǎo)向部件90推薦設(shè)如圖2所示的一反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91及齒輪齒條導(dǎo)向部件92。如圖9所示，齒輪齒條導(dǎo)向部件92由一齒輪盤94、小齒輪96、惰輪98及若干齒條100、101、102組成，齒輪盤94推薦與搖枕20一體。惰輪98繞小齒輪96的凹槽106滑動(dòng)。惰輪98與小齒輪96結(jié)合，置于齒輪盤94上，其中，惰輪98置于凹槽104中。這一結(jié)構(gòu)使得惰輪98可以自由地繞凹槽106轉(zhuǎn)動(dòng)。惰輪98的孔隙980提供了相對(duì)小齒輪96的凹槽106運(yùn)動(dòng)的自由度。
如圖2和圖9所示，齒條100連接于齒輪盤94處，齒條101連接于小齒輪96處，齒條102連接于惰輪98處。齒條100、101、102分別連接于齒輪盤94、小齒輪96、惰輪98的齒200、201、202處，而運(yùn)行齒間隙是通過(guò)給齒200、201、202間一滾動(dòng)面形成的。在推薦實(shí)施例中，齒輪盤94、小齒輪96、惰輪98及齒條100、101、102推薦采用高強(qiáng)度鑄鋼制造，雖然其它類似的高強(qiáng)度材料也可采用。
如圖4C和圖9所示，一導(dǎo)向部件90可旋轉(zhuǎn)地連接于一對(duì)導(dǎo)框26、27，當(dāng)導(dǎo)框26旋轉(zhuǎn)連上在小齒輪96上的齒條101時(shí)，將允許繞第一導(dǎo)框連上點(diǎn)110a、110b轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)導(dǎo)框27旋轉(zhuǎn)連上在齒輪盤94上的齒條100及在惰輪上的齒條102時(shí)，允許繞第二導(dǎo)框連上點(diǎn)111a、111b和第三導(dǎo)框連上點(diǎn)112a、112b轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)一個(gè)小齒輪96的球形滾子97通過(guò)搖枕20的開口，連上到旁承32的平板33的接納孔180時(shí)，導(dǎo)向部件90轉(zhuǎn)動(dòng)連上到裝置10。
如圖4B所示，當(dāng)軌道11從車體12(未顯示)下轉(zhuǎn)向時(shí)，由于車輪13b、15b和車輪13a、15a的圓錐形，輪對(duì)25和21自然搖頭。同時(shí)，各導(dǎo)向部件90a、90b在轉(zhuǎn)向的方向移動(dòng)，從而精確地導(dǎo)向軸14、16。如圖4C所示，小齒輪96a可以旋轉(zhuǎn)及平移穿過(guò)搖枕20。小齒輪96a的旋轉(zhuǎn)通過(guò)齒條110a拉導(dǎo)框26和輪13a至其控制的進(jìn)曲線導(dǎo)向。小齒輪96a的旋轉(zhuǎn)也使小齒輪96a相對(duì)搖枕20平移。這種平移拉動(dòng)和搖動(dòng)搖枕20。搖枕20連上齒輪盤94和齒條100a，拉動(dòng)導(dǎo)框27和輪13b至其控制的進(jìn)曲線導(dǎo)向。小齒輪96b也在與96a相反的方向旋轉(zhuǎn)和平移。這樣，小齒輪96b的旋轉(zhuǎn)推齒條110b、導(dǎo)框28和輪15a至其控制的進(jìn)曲線導(dǎo)向。小齒輪96b的旋轉(zhuǎn)也使小齒輪96b相對(duì)搖枕20平移。這種平移推動(dòng)和搖動(dòng)搖枕20。通過(guò)齒輪盤94和齒條100b，搖枕20的連上推動(dòng)導(dǎo)框29和輪15b至其控制的進(jìn)曲線導(dǎo)向。這樣，進(jìn)入曲線時(shí)，在一側(cè)導(dǎo)框26、27及對(duì)應(yīng)的輪13a、13b有被拉在一起的效果，其方向由箭頭A和A’表示；而導(dǎo)框28、29及對(duì)應(yīng)的輪15a、15b有被推開的效果，其方向由箭頭B和B’表示。然而，如同將要看到的那樣，雖然各導(dǎo)向部件90a、90b是剛性的，因而延緩了導(dǎo)框26、27、28、29的移動(dòng)量，但各導(dǎo)向部件90a、90b可以使裝置10到達(dá)純滾動(dòng)，同時(shí)減少摩擦的產(chǎn)生。
如同將要看到的那樣，車體質(zhì)量中心位置沿小齒輪96a和小齒輪96b。相對(duì)于軌道11，輪對(duì)21和25比小齒輪96a和小齒輪96b更高。因?yàn)閷?dǎo)框26、27、28、29在這些點(diǎn)連接，并可以搖動(dòng)，導(dǎo)框的作用如同鐘擺一樣，用車體12質(zhì)量的力作用于裝置10，使之在軌道11上恢復(fù)并對(duì)中。這樣，導(dǎo)向部件90a、90b的反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91a、91b，利用這一鐘擺效應(yīng)的恢復(fù)力，總是充分作用于裝置10，使之對(duì)中。如圖11所示，軸14的幾何點(diǎn)與搖枕20上的點(diǎn)111a、111b形成梯形，而軸16的幾何點(diǎn)與搖枕20上的點(diǎn)110a、110b形成平行四邊形。反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91a、91b與導(dǎo)框26、27、28、29可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，這樣作用于軸14的橫向力可以由軸16來(lái)支承。這樣，這個(gè)梯形一旦搖頭偏向一邊，裝置10的軸14將導(dǎo)向軌道中心，不管裝置10哪一端向前。
圖10是反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91的分解透視圖，可以更詳細(xì)地描述。反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91設(shè)有一個(gè)選擇器罩120。推薦采用一柱銷130連接選擇器罩120和搖枕20。柱銷130推薦置于選擇器罩的孔143和搖枕的一個(gè)孔中(未顯示)。如圖10所示，選擇器罩120有一對(duì)選擇器121、122與之相連，選擇器121、122有相對(duì)的齒面123、126，確保選擇器121、122在選擇器罩120中轉(zhuǎn)動(dòng)。選擇器是通過(guò)柱銷140、141，連接選擇器孔137、138與選擇器罩孔142a、142b。反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91還有一對(duì)支架124、125，它們是通過(guò)置于選擇器孔133、134上的球鉸131、132，與選擇器121、122可移動(dòng)地連接。反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91的支架124、125設(shè)有一對(duì)球鉸127、129，它們可移動(dòng)地與支架124、125相連，推薦用球鉸和帽螺絲連接至導(dǎo)框26、27的輪對(duì)支承128上，如圖3所示。在本推薦實(shí)施例中，輪對(duì)支承128位于小齒輪96之上。如前所述，小齒輪96代表了車體質(zhì)量中心，在導(dǎo)框26、27、28、29間作用如鐘擺。選擇器121、122的底部貼在選擇器罩120背部，互鎖住輪對(duì)21、25，限制其橫向運(yùn)動(dòng)，從而給裝置10以剛度。
如上所述，反作用橫向懸掛導(dǎo)向部件91a、90b將導(dǎo)框26、27、28、29當(dāng)成搖動(dòng)的懸臂，使搖枕20象鐘擺一樣作用，這樣使得車體質(zhì)量在輪對(duì)21、25間對(duì)中。車體導(dǎo)向利用導(dǎo)框26、27、28、29檢測(cè)、校正過(guò)超高曲線、欠超高曲線，如單軌垂向曲線，以及與蛇行相關(guān)的輪對(duì)橫向加速度。輪對(duì)21、25與搖枕20間的連接，使得輪對(duì)21、25適應(yīng)欠超高曲線。推薦實(shí)施例中，選擇器罩120、選擇器121、122、支架124、125推薦采用高強(qiáng)度鑄鋼制造，雖然其它類似的高強(qiáng)度材料也可采用。
支架124、125還設(shè)有安放制動(dòng)梁190的制動(dòng)梁滑槽144、145。制動(dòng)梁滑槽145是一種推薦的形式，使得制動(dòng)時(shí)整個(gè)閘瓦貼在車輪上。如圖12所示，制動(dòng)梁190滑入制動(dòng)梁滑槽145。這種定位使得行駛中未連上的閘瓦192可以繞球形關(guān)節(jié)129、132轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12所示。這樣，當(dāng)制動(dòng)時(shí)，閘瓦192沿制動(dòng)梁滑槽145向上滑，并繞球形關(guān)節(jié)129、132轉(zhuǎn)動(dòng)，以便整個(gè)閘瓦192貼在車輪(未顯示)上。這樣，閘瓦托相對(duì)車輪保持一固定位置，因而延長(zhǎng)了閘瓦壽命。
這里介紹的裝置已被證實(shí)可減少能源消耗。已用一載重100t的漏底車進(jìn)行了阻力試驗(yàn)。這一試驗(yàn)是根據(jù)AAR的“能源綱要”制定的列車阻力測(cè)試方法進(jìn)行的。試驗(yàn)重車體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架在直線上的運(yùn)行阻力為每車體重(噸)1.0磅(1磅/噸)，在曲線上，每車體重(噸)、每曲線曲率(度)阻力僅增加0.1磅。軌道變形和道床阻尼產(chǎn)生運(yùn)行阻力0.8-1.0磅/噸。從運(yùn)行阻力中減去軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻力，可以確定車體導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架達(dá)到了純滾動(dòng)的0.2至0.001磅/噸。
車體導(dǎo)向的方法使得輪對(duì)適應(yīng)于直線和所有曲線。導(dǎo)向幾何確定在直線和曲線上，輪軌間的平均沖角小于千分之一弧度(0.057度)。通過(guò)一12度曲線時(shí)，測(cè)量導(dǎo)向輪的位移來(lái)確定沖角。在直線上導(dǎo)向輪的沖角為0。導(dǎo)向輪進(jìn)入緩和曲線時(shí)，位移理想，在園曲線上沖角為0；導(dǎo)向輪出緩和曲線回到直線時(shí)，沖角回復(fù)為0。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)軸位移及導(dǎo)向力。測(cè)試的導(dǎo)向力表明，導(dǎo)向力為沿軌道運(yùn)行所需的最小力，沒(méi)有車輪滑行，也就沒(méi)有踏面擦傷。
如前所述，在推薦實(shí)施例中，裝置10的很多零部件采用高強(qiáng)度鑄鐵消失模法工藝，雖然其它類似強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料也可采用。消失模法工藝的使用使得零部件可以有理想的傳力路線，還使重量最小化。
用這樣的材料和工藝制造裝置10，使得其重量輕、強(qiáng)度高。與傳統(tǒng)的三大件轉(zhuǎn)向架相比，采用高強(qiáng)度鑄鐵，裝置10的重量要輕1000磅/轉(zhuǎn)向架。
雖然本發(fā)明結(jié)合推薦實(shí)施例已經(jīng)介紹，但應(yīng)理解本發(fā)明并不想僅限于推薦實(shí)施例。相反，本發(fā)明應(yīng)覆蓋在其原理、范圍內(nèi)的所有替代、改進(jìn)及等效。
至于本發(fā)明的使用方法和實(shí)施，前面介紹很明白，無(wú)須進(jìn)一步討論。
關(guān)于前面所描述的，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明部件的優(yōu)化尺寸關(guān)系，包括尺寸、形狀、形式、功能、使用方法、裝配及使用的變化，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明白無(wú)誤的。本發(fā)明包含了所有與

及使用說(shuō)明書介紹的等效關(guān)系。
因此，前述內(nèi)容僅是本發(fā)明原理的說(shuō)明。因?yàn)閷?duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很容易做出大量的改進(jìn)和變化，所以不希望將權(quán)利要求局限于前述具體的結(jié)構(gòu)和操作上，相應(yīng)地，所有適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)及等效應(yīng)在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一裝配于鐵道車輛車體的線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置，這種線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置至少有兩根橫向延伸的車軸，并且每一車軸是可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝到鐵道車輛車體，線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置在直線運(yùn)行時(shí)，在其運(yùn)行方向有一縱向延伸的軸線，并且還有一與縱向軸線垂直的橫向延伸的軸線，橫向軸線通過(guò)縱向軸線的中點(diǎn)，其特征在于線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置包括a.有兩端的搖枕組成，搖枕沿橫向軸線布置，與縱向軸線垂直，一般置于橫向車軸之間，并平行于車軸；b.連接線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架與車體的裝置；c.若干導(dǎo)框，一導(dǎo)框連接于一軸承，軸承可旋轉(zhuǎn)安裝于橫向車軸一端，至少一導(dǎo)框與位于平行于縱軸的同一平面內(nèi)的另一導(dǎo)框可移動(dòng)地連上。d.一完成車體導(dǎo)向的裝置，車軸上的幾何點(diǎn)與搖枕形成梯形，另一車軸上的幾何點(diǎn)與搖枕形成平行四邊形，導(dǎo)框可移動(dòng)的連接，所以一軸承受的橫向力可以由另一軸支承，其中，車體質(zhì)量作用如具有回復(fù)力的鐘擺質(zhì)量一樣，當(dāng)梯形搖頭變形后，無(wú)論轉(zhuǎn)向架哪一端向前，裝置被導(dǎo)向軌道中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中連接線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架與車體的裝置包括若干旁承。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于其中旁承要設(shè)置在靠近搖枕的兩端，旁承在搖枕和車體平板間有一滾子，其中，車體置于旁承上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于其中滾子是錐形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中搖枕和導(dǎo)框是由高強(qiáng)度鑄鋼制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中搖枕和導(dǎo)框是由高強(qiáng)度鑄鋼制造，采用消失模法工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中一承載鞍可移動(dòng)的置于一軸承上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于其中承載鞍有一外槽、一彈性組成、一球形軸承組成以及一內(nèi)槽，所述的外槽有一球面和第一互鎖界面，第一互鎖界面與一導(dǎo)框一端的第二互鎖界面可移動(dòng)的連上，所述的球形軸承組成有一上隔離、下隔離、一保持架、若干球形滾子以及裝配扣件組成，裝配扣件組成連接上隔離和下隔離，因而密封保持架和滾子在上下隔離之間，所述的球形軸承組成位于外槽和內(nèi)槽之間，所述的彈性組成連接外槽和內(nèi)槽，所述的內(nèi)槽有一與軸承的接觸面，這一接觸面使導(dǎo)框可旋轉(zhuǎn)地連上軸承，允許搖頭和側(cè)滾的自由度，因此對(duì)于橫向和縱向的載荷，導(dǎo)框只有一法向力作用于軸承，消除了作用于軸承的力矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于其中外槽和內(nèi)槽是由高強(qiáng)度鑄鋼制造。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于外槽和內(nèi)槽是由高強(qiáng)度鑄鋼制造，采用消失模法工藝。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于其中上隔離和下隔離是由高分子材料、高溫聚乙烯制造。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于其中滾子是由直徑1.5英寸的球形滾子組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中一平衡側(cè)架懸掛可移動(dòng)地與至少一導(dǎo)框連上，在沿縱向的同一平面內(nèi)與至少另一導(dǎo)框可移動(dòng)地連上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于其中平衡側(cè)架懸掛設(shè)有一機(jī)罩，機(jī)罩包括一個(gè)后懸掛連接、一彈性單元、一粘性阻尼器以及一個(gè)彈簧和阻尼器連接，平衡側(cè)架懸掛還有一非線性的力平衡器以及一個(gè)通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)，其中，后懸掛連接固定在機(jī)罩上，彈性單元的第一端在后懸掛連接附近，彈性單元的第二端在彈簧和阻尼器連接附近，彈性單元內(nèi)有空間，將粘性阻尼器納入其中，粘性阻尼器的第一端可移動(dòng)地連接于后懸掛連接，粘性阻尼器的第二端可移動(dòng)地連接于彈簧和阻尼器連接，非線性的力平衡器的第一端可移動(dòng)地連接于彈簧和阻尼器連接，非線性的力平衡器的第二端可移動(dòng)地連接于通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)的第一端，通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)的第二端可移動(dòng)地連接于一導(dǎo)框，其中，平衡側(cè)架懸掛給連接于導(dǎo)框的每一車輪以相同的載荷，并吸收車輪和導(dǎo)框所受的垂向沖擊載荷。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于其中通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)可移動(dòng)地連接于一導(dǎo)框，通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)包括頂部、底部和中部，以及一彈性單元組成，中部可移動(dòng)地連接于頂部和底部之間，項(xiàng)部和底部通過(guò)彈性單元組成連接在一起，其中，中部允許通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)的橫向運(yùn)動(dòng)，頂部和底部允許通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)的縱向運(yùn)動(dòng)，其中，平衡側(cè)架懸掛的重量使通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)和導(dǎo)框在一起，因此，避免了通用滾動(dòng)關(guān)節(jié)的彎曲作用力和不均勻磨耗。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于其中機(jī)罩、后懸掛連接以及彈簧和阻尼器連接是由高強(qiáng)度鑄鋼制造。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于其中機(jī)罩、后懸掛連接以及彈簧和阻尼器連接是由高強(qiáng)度鑄鋼制造，采用消失模法工藝。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中完成車體導(dǎo)向的裝置包括一導(dǎo)向部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于其中導(dǎo)向部件有一齒條和齒輪導(dǎo)向部件，包括一齒輪盤、一小齒輪、一惰輪、一組齒條，齒輪盤有一凹槽，小齒輪旋轉(zhuǎn)地連接于齒輪盤凹槽處，小齒輪有一凹槽，惰輪連接于小齒輪的凹槽處，一個(gè)所述的齒條連接于齒輪盤，一個(gè)所述的齒條連接于小齒輪，一個(gè)所述的齒條連接于惰輪，第一個(gè)導(dǎo)框旋轉(zhuǎn)連上小齒輪上的齒條，第二個(gè)導(dǎo)框旋轉(zhuǎn)連上齒輪盤上的齒條及惰輪上的齒條，小齒輪旋轉(zhuǎn)地連上車體平板，因此，當(dāng)軌道在車體下轉(zhuǎn)向時(shí)，輪對(duì)由于車輪的錐形踏面搖頭，一個(gè)車輪的直徑變小而另一個(gè)變大，因此使得導(dǎo)向系統(tǒng)沿轉(zhuǎn)向方向移動(dòng)，從而精確地導(dǎo)向每一車軸，一個(gè)小齒輪的旋轉(zhuǎn)在一側(cè)拉近導(dǎo)框和輪對(duì)，而在另一側(cè)推開導(dǎo)框和輪對(duì)，搖枕在與小齒輪穿過(guò)搖枕平移相反的方向移動(dòng)，作為響應(yīng)，在一側(cè)導(dǎo)框和與在齒輪盤接觸搖枕的車輪被拉近，在另一側(cè)導(dǎo)框和與在齒輪盤接觸搖枕的車輪被推開，因此，允許惰輪自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，支承其它側(cè)的導(dǎo)框。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于其中齒輪盤、小齒輪、惰輪、齒條是由高強(qiáng)度鑄鋼制造。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于其中齒輪盤、小齒輪、惰輪、齒條是由高強(qiáng)度鑄鋼制造，采用消失模法工藝。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于其中導(dǎo)向部件包括了一反作用橫向懸掛，反作用橫向懸掛有一選擇器罩，所述的選擇器罩被固定于搖枕中，選擇器罩設(shè)有一對(duì)選擇器，每一選擇器有相反的齒輪面，使得選擇器可以在選擇器罩中旋轉(zhuǎn)，反作用橫向懸掛還有一對(duì)支架，每一支架可移動(dòng)地連接在一個(gè)選擇器上，反作用橫向懸掛的一支架可移動(dòng)地連接在一個(gè)導(dǎo)框的輪對(duì)支承上，其中輪對(duì)支承位于車體質(zhì)心之上，這樣反作用橫向懸掛通過(guò)將車體導(dǎo)向軌道中心而吸收了很大的能量。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中選擇器罩、選擇器、支架是由高強(qiáng)度鑄鋼制造。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于其中選擇器罩、選擇器、支架是由高強(qiáng)度鑄鋼制造，采用消失模法工藝。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括一種在制動(dòng)時(shí)，保持整個(gè)閘瓦貼上車輪的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于其中在制動(dòng)時(shí)保持整個(gè)閘瓦貼上車輪的裝置包括一個(gè)附于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的支架，支架有關(guān)節(jié)和一制動(dòng)梁滑槽，制動(dòng)梁滑槽能接受一制動(dòng)梁和一閘瓦，所以，當(dāng)制動(dòng)時(shí)，支架繞關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)使得閘瓦保持與車輪的完全接觸。
27.一個(gè)連接導(dǎo)框和輪對(duì)的承載鞍，其特征在于包括a、一個(gè)外槽，至少一個(gè)彈性單元，一個(gè)球形軸承組成和一個(gè)內(nèi)槽；b、所述的外槽有一球面和第一互鎖界面，以便提供垂向?qū)χ校约芭c導(dǎo)框的一端的第二互鎖界面可移動(dòng)地連上。c、所述的球形軸承組成包括一上隔離、下隔離、一保持架、一組球形滾子及至少一個(gè)裝配扣件組成，至少一個(gè)裝配扣件組成連接上下隔離，因此將保持架和滾子密封于上下隔離之間，與外部環(huán)境隔離。d、所述的球形軸承組成位于外槽和內(nèi)槽之間，至少一個(gè)所述的彈性單元連接外槽和內(nèi)槽，因此，在保持承載鞍整體性的同時(shí)，允許搖頭和側(cè)滾的自由度。e、所述的內(nèi)槽有與軸承相連的圓錐面，因此，允許搖頭和側(cè)滾的自由度的同時(shí)，導(dǎo)框可旋轉(zhuǎn)地連上軸承，所以在橫向和縱向載荷情況下，施加給軸承的力是法向力，消除了作用于軸承的力矩。
28.一裝配于鐵道車輛車體的線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置，這種線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置至少有兩根橫向延伸的車軸，并且每一車軸是可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝到鐵道車輛車體，線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置在直線運(yùn)行時(shí)，在其運(yùn)行方向有一縱向延伸的軸線，并且還有一與縱向軸線垂直的橫向延伸的軸線，橫向軸線通過(guò)縱向軸線的中點(diǎn)，其特征在于線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置包括a、一兩端的搖枕組成，搖枕沿橫向軸線布置，與縱向軸線垂直，一般置于橫向車軸之間，并平行于車軸；以及b、一對(duì)旁承，旁承設(shè)在搖枕靠近端部處，搖枕有若干滾子，滾子位于搖枕和車體平板之間，其中車體平板置于盤承之上，由此將轉(zhuǎn)向架與車體聯(lián)系在一起。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于其中搖枕的布置，使得車體的總重通過(guò)搖枕均勻地分布。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于其中搖枕和旁承是由高強(qiáng)度鑄鋼制造。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于其中搖枕和旁承是由高強(qiáng)度鑄鋼制造，采用消失模法工藝。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于其中滾子是圓錐形。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于其中滾子是放射性排列。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架裝置是由以下部分構(gòu)成搖枕組成搖枕有兩端，搖枕沿橫向布置，與縱向垂直，在兩軸之間；車體與線性導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架連接裝置；若干導(dǎo)框?qū)Э蚺c軸承相連，軸承安裝在輪對(duì)的一端，一導(dǎo)框至少與沿縱向同一平面內(nèi)的其它導(dǎo)框可移動(dòng)地連接在一起；車體導(dǎo)向裝置一輪對(duì)的支點(diǎn)與搖枕形成梯形，而另一軸的支點(diǎn)與搖枕形成平行四邊形，導(dǎo)框可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在一起，使得作用于一根軸上的橫向力可以由另一軸來(lái)支承。車體的質(zhì)量猶如具有回復(fù)的鐘擺一樣，無(wú)論轉(zhuǎn)向架哪一端向前，均可導(dǎo)向軌道中心線。
文檔編號(hào)B61F5/00GK1780751SQ200480011700
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月5日
發(fā)明者保羅·S·韋克 申請(qǐng)人:保羅·S·韋克