專利名稱：一種縱向牽引裝置及帶有該縱向牽引裝置的轉向架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種連接機構，特別涉及一種鐵路貨車轉向架用的縱向牽引 裝置，還涉及到一種帶有該縱向牽引裝置的轉向架。
背景技術：
轉向架是鐵路車輛的一個重要部件，鐵路車輛通過轉向架支承在鐵路軌
道上；因此，轉向架的性能直接影響到鐵路車輛的安全和運行性能。
結合圖1和圖2所示，當前，貨車轉向架一般包括輪對1、 一系懸掛系 統(tǒng)2、構架3、 二系中央懸掛系統(tǒng)4、搖枕5。搖枕5上具有與貨車車箱相配 合的下心盤，且通過二系中央懸掛系統(tǒng)4安裝在構架3的中部，構架3通過 一系懸掛系統(tǒng)2安裝在輪對1上，輪對1能夠與軌道相配合，支承在軌道上。 二系中央懸掛系統(tǒng)4位于搖枕5與構架3之間，起到定位連接的功能；該系 統(tǒng)包括縱向牽引裝置6;縱向牽引裝置6能夠在搖枕5與構架3之間傳遞相 應作用力，如縱向牽引力和制動力，因此，縱向牽引裝置6是轉向架的關 鍵部件。
結合圖1和圖2，如圖3所示，縱向牽引裝置6包括拉桿座61、 62，牽 引拉桿60，拉桿座61、 62與牽引拉桿60之間分別通過橡膠墊總成64相連。 如圖3-1所示，橡膠墊總成64包括兩個橡膠墊64-1, 64-2和內筒64-3,拉 桿座61上具有拉桿板，拉桿板上有與牽引拉桿60相配合的套孔；拉桿座61 通過套孔與牽引拉桿60相聯(lián)；套孔孔徑大于牽引拉桿60外徑，使拉桿板能 夠在軸向上，相對于牽引拉桿60運動。橡膠墊64-1和橡"交墊64-2分別位于 拉桿板兩側，將拉桿板夾在中間；橡膠墊64-1和橡膠墊64-2外側又分別通 過螺母65固定。為了便于橡膠墊64-l、 64-2的固定和保證橡膠墊彈性的穩(wěn) 定，橡膠墊64-l、 64-2分別包括彈性體和位于彈性體外側的壓板。為了減輕 橡膠墊64-1 、 64-2彈性變性時與牽引拉桿60之間的磨損，在橡膠墊64-1 、 64-2與牽引拉桿60之間還設有內筒64-3,內筒64-3與牽引拉桿60之間為間 隙配合，以減小相對運動產(chǎn)生的磨損。
在傳遞縱向牽引力時，來自車箱的縱向牽引力通過下心盤傳遞到搖枕5 ，搖枕5通過縱向牽引裝置6將縱向牽引力傳遞給構架3。在傳遞縱向牽引力時，縱向牽引裝置6的橡膠墊總成64能夠產(chǎn)生適當?shù)膹椥宰冃危鸬较鄳木彌_作用；這樣，就能夠保持或提高拉桿座61、 62與牽引拉桿60之間作用力傳遞的穩(wěn)定性；構架3再通過一系懸掛系統(tǒng)2將縱向牽引力傳遞給輪對1,使輪對1在軌道上行走。 一系懸掛系統(tǒng)2和二系中央懸掛系統(tǒng)4產(chǎn)生的彈性變形能夠保持鐵路車輛行駛的穩(wěn)定性。
根據(jù)上述的描述，拉桿座61與牽引拉桿60之間是通過橡膠墊總成64傳遞作用力。然而，在鐵路貨車行駛過程中，轉向架不僅要受到車箱傳遞的縱向牽引力，還會受到車箱傳遞過來的橫向作用力；搖枕5也會通過縱向牽引裝置6將橫向作用力傳遞給構架3。在縱向牽引裝置6傳遞橫向作用力時，橡膠墊64-l、 64-2扭轉，產(chǎn)生壓縮變形，使縱向牽引裝置6橫向剛度增加，使轉向架產(chǎn)生附加橫向剛度。在實際運行中，上述的附加橫向剛度能夠使轉向架的橫向剛度增加30%;如此大的附加橫向剛度使轉向架橫向靜撓度大大減小，導致車輛行駛過程中的震動加劇，致使車輛動力學性能降低。
因此，當前轉向架在傳遞縱向牽引力的同時，存在附加橫向剛度過大的問題。
另外，現(xiàn)有技術中的縱向牽引裝置還存在以下問題第一、在縱向牽引裝置傳遞作用力時，其橡膠墊的變形會改變螺母與橡膠墊之間的位置關系，橡膠墊的反復變形容易引起螺母松動，從而需要定期緊固螺母；第二、橡膠墊的彈性變形也容易使橡膠墊與牽引拉桿之間產(chǎn)生相對滑動，增加橡膠墊和/或牽引拉桿的磨損；即使在增設內筒后，在橡膠墊與內筒之間、內筒與牽引拉桿之間同樣存在磨損；第三，為了固定橡膠墊，需要在牽引拉桿上設與螺母相配合的螺紋，帶有螺紋的牽引拉桿受力時，其應力非常容易過于集中，使其受力性能降低；在存在制造缺陷時，應力集中部位很可能導致牽引拉桿折斷，使縱向牽引裝置存在安全隱患；第四、在安裝縱向牽引裝置時，即要保證橡膠墊具有相應預壓縮量，又要保證搖枕與構架的相對位置，往往需要反復調節(jié)各個螺母與牽引拉桿的位置關系，這就使縱向牽引裝置的安裝過程非常繁瑣和復雜。發(fā)明內容針對上述技術問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠傳遞縱向牽引力，且能夠減小轉向架的附加橫向剛度的縱向牽引裝置。
在提供上述縱向牽引裝置的基礎上，本發(fā)明的另一目的在于，提供了一種帶有上述縱向牽引裝置的轉向架。
本發(fā)明提供的縱向牽引裝置用于連接轉向架的搖枕和構架，該縱向牽引裝置包括牽《1拉桿和兩個拉桿座，所述兩個拉桿座分別能夠與搖枕和構架固定，所述牽引拉桿與拉桿座之間通過球鉸總成相連，所述球鉸總成包括球鉸
軸和球4交套；所述球鉸軸與球鉸套之間通過球形曲面4交接配合。
優(yōu)選地，所述球4交軸上具有外凸曲面，所述球鉸套內具有內凹曲面，所
述外凸曲面與內凹曲面相配合。
優(yōu)選地，所述球鉸軸與拉桿座固定，所述球4交套與牽引拉桿固定。優(yōu)選地，所述球4交軸兩端與拉桿座固定。
優(yōu)選地，所述球鉸軸與拉桿座分別具有固定平板，所述球鉸軸的固定平板與拉桿座的固定平板通過相互配合的螺栓和螺母固定，所述球鉸軸的固定平板與拉桿座的固定平板之間具有調整墊。
優(yōu)選地，所述牽引拉桿通過鑄造或鍛造獲得，且具有安裝孔；所述球鉸套外側面與牽引拉桿的安裝孔之間為過盈配合。
優(yōu)選地，所述球鉸軸與球鉸套鉸接配合面之間具有鉸接中套；所述鉸接中套的材料為橡膠。
本發(fā)明提供的轉向架包括搖枕、構架、輪對，所述搖枕通過二系中央懸掛系統(tǒng)安裝在構架上，所述構架通過一 系懸掛系統(tǒng)安裝在輪對上，還包括上述的縱向牽引裝置。
優(yōu)選地，所述搖枕具有下蓋板，所述與搖枕固定的拉桿座為第一拉桿座，所述第 一拉桿座與下蓋板焊接固定。
優(yōu)選地，所述構架上具有橫梁，所述橫梁兩端伸出構架外側；所述與構架固定的拉桿座為第二拉桿座，所述第二拉桿座具有與橫梁周面相配合的拉桿框，所述拉桿框與橫梁之間通過環(huán)焊焊接固定。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的縱向牽引裝置中，牽引拉桿與拉桿座之間通過球鉸總成相連，球鉸總成分別與牽引拉桿和拉桿座固定；球鉸總成包括球鉸軸和球鉸套，球鉸軸與球鉸套之間通過球曲面鉸接配合。由于球鉸總成的球鉸軸與球鉸套之間能夠相對旋轉，因此，縱向牽引裝置一方面能夠保證傳遞較大縱向牽引力，另一方面能夠使轉向架的附加橫向剛度較小，從而能夠使帶有該縱向牽引裝置的轉向架在保證傳遞縱向牽引力的同時，保持較大的橫向靜撓度，使車輛具有更優(yōu)的運行性能。另外，本發(fā)明提供的縱向牽引裝置中，球鉸總成與拉桿座的固定連接部分，和球鉸總成與牽引拉桿的固定連接部分不存在彈性變形件，球鉸總成產(chǎn)生的彈性變形不會改變緊固件與被緊固件的配合關系，不會由于彈性變形使相應緊固件松動，從而能夠降低
對縱向牽引裝置的維護頻率；同時，由于彈性變形不會改變緊固件與被緊固件之間的配合關系，也就不存在部件與部件之間的相對的、反復的運動，從而能夠避免相應部件的磨損，因此，縱向牽引裝置能夠在保證使用性能的同時，延長使用壽命。另外，采用球鉸總成連接，牽引拉桿上不需要加工螺紋，從而能夠減小或避免牽引拉桿應力集中，進而能夠提高縱向牽引裝置的可靠性。
'在進一步的技術方案中，使球鉸軸上具有外凸曲面，球鉸套內具有內凹曲面，能夠為球鉸總成的加工、安裝提供方便。
在進一步的技術方案中，在拉桿座與球鉸軸連接部分之間設調整墊，選擇不同厚度的調整墊，能夠保證搖枕的安裝位置，使縱向牽引裝置組裝和維護更力口方i更。
在進一步的技術方案中，球鉸套與牽引拉桿之間通過過盈配合關系固定，一方面能夠保證二者固定的可靠；另 一方面能夠簡化球鉸套與牽引拉桿之間安裝過程，方便對縱向牽引裝置的維護。
在進一步的技術方案中，在球鉸軸與球鉸套之間設橡膠材料制成的鉸接中套，能夠4吏球4交總成具有更大的彈性變形量；同時，也為J求鉸總成的維護、更換提供了便利。
由于縱向牽引裝置具有上述的技術效果，提供的帶有上述縱向牽引裝置的轉向架也具備相對應的技術效果。
在進一步的技術方案中，所述搖枕具有下蓋板，通過焊接的方式使第一拉桿座與下蓋板固定，能夠為轉向架的安裝提供便利。
在進一步的技術方案中，使第二拉桿座的拉桿框與構架上的橫梁相配合，再通過環(huán)焊的方式將第二拉桿座與構架固定，能夠保證第二拉桿座與橫梁之間固定的可靠性。
本發(fā)明提供的縱向牽引裝置適用于連接轉向架的搖枕與構架，特別適用連接鐵路貨車轉向架的搖枕與構架。


圖l是現(xiàn)有技術提供的轉向架主視方向結構示意圖2是現(xiàn)有技術提供的轉向架俯視方向結構示意圖3是現(xiàn)有技術提供的縱向牽引裝置主視方向結構示意圖3-1是現(xiàn)有技術提供的縱向牽引裝置中的橡膠墊總成結構示意圖4是本發(fā)明實施例中轉向架主視方向結構示意圖5是本發(fā)明實施例中轉向架俯視方向結構示意圖6是本發(fā)明中，縱向牽引裝置主視方向結構示意圖7是圖6中，A—一A剖視結構示意圖8是本發(fā)明中，球鉸總成結構示意圖。
圖中
輪對l、 一系懸掛系統(tǒng)2、構架3、橫梁31、 二系中央懸掛系統(tǒng)4、搖枕5、下蓋板51、縱向牽引裝置6、牽引拉桿60、(第一拉桿座)拉桿座61、平板61-1、固定平板61-2、(第二拉桿座)拉桿座62、拉桿框62-l、橡膠墊總成64、橡膠墊64-1,橡膠墊64-2、內筒64-3，球4交總成63、球4史軸63-l、固定平板63-11、球鉸套63-2、鉸接中套63-3、調整墊66、螺栓7。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。
應當說明是本部分中，在對轉向架進行描述的同時，對縱向牽引裝置進行描述，對縱向牽引裝置不再單獨描述。
如圖4和圖5所示，實施例提供的轉向架包括輪對1、 一系懸掛系統(tǒng)2、構架3、 二系中央懸掛系統(tǒng)4、搖枕5。其各部分連接關系與現(xiàn)有技術相同，搖枕5上具有與貨車車箱相配合的下心盤，且通過二系中央懸掛系統(tǒng)4安裝在構架3的中部，構架3通過一系懸掛系統(tǒng)2安裝在輪對1上，4侖對1能夠與軌道相配合，支承在軌道上。其中，二系中央懸掛系統(tǒng)4中的縱向牽引裝
置6與現(xiàn)有技術縱向牽51裝置不同。
如圖6和圖7所示，所述縱向牽引裝置6包括牽引拉桿60和兩個拉桿座61、 62，拉桿座61、 62與牽引拉桿60之間分別通過球鉸總成63相連。為了描述的方便，將拉桿座61稱為第一拉桿座，拉桿座62稱為第二拉桿座；第一拉桿座61與搖枕5固定，第二拉桿座62與構架3固定。
再參考圖4和圖5,本例中，搖枕5上具有下蓋板51，第一拉桿座61上方具有與下蓋板51下平面相配合的平板61-1，平板61-1與下蓋板51通過焊接固定。本領域技術人員可以理解，第一拉桿座61與搖枕5的固定還可以采用其他方式實現(xiàn)，比如說可以將平板61-1與下蓋板51通過緊固件連4妄固定。本例中，構架3上具有橫向布置的橫梁31,橫梁31兩端伸出構架3外側；第二拉桿座62上方具有拉桿框62-l，拉桿框62-l內孔與對黃梁31外周面相配合，在安裝時，使拉桿框62-l套在橫梁31上，再以環(huán)焊的方式將拉桿框62-l與橫梁31固定。本領域技術人員可以理解，還可以采用其他方式將第二拉桿62與構架3固定。
以上分別描述了縱向牽引裝置6與搖枕5和構架3之間的連接關系，以下對縱向牽引裝置6的球鉸總成63的結構，及球鉸總成63與第一拉桿座61 、第二拉桿座62和牽引拉桿60之間具體連接關系進行描述。
如圖8,球鉸總成63包括球鉸軸63-1、球鉸套63-2和鉸接中套63-3。球鉸軸63-1和球鉸套63-2的中間分別具有球形曲面。本例中，球鉸軸63-1中間部位的球形曲面為外凸曲面，5求4交套63-2的5求形曲面為內凹曲面，3求4交軸63-1與球鉸套63-2通過相互配合的外凸曲面和內凹曲面鉸接配合。為了使球鉸總成63具有更大的彈性變形量，本例中，在外凸曲面與內凹曲面之間還設有用橡膠材料做成的4交接中套63-3，鉸接中套63-3能夠產(chǎn)生相應的彈性變形，從而能夠緩沖球鉸軸63-1與球鉸套63-2之間的沖擊，保證搖枕5與構架3之間牽引力傳遞的穩(wěn)定性。
球鉸套63-2外側為一個柱形面，在牽引拉桿60兩端分別具有一個安裝孑L;所述柱形面與安裝孔之間為過盈配合，該過盈配合使球鉸套63-2與牽引拉桿60端部固定。采用過盈配合的方式將牽引拉桿60與球鉸套63-2固定，
8一方面能夠為縱向牽引裝置6的安裝提供便利；另一方面能夠增加縱向牽引裝置6的可維護性能，在球鉸總成63損壞后，可以方便地將^求鉸總成63更換。本領域技術人員可以理解，球4交套63-2與牽引拉桿60的固定方式還可以采用其他具體結構，比如說也可以通過焊接的方式將球鉸套63-2與牽引拉桿60固定；牽引拉桿60兩端與球鉸套63-2之間固定結構可以相同，也可以不同。
如圖8,在軸向方向上，球4交軸63-1向兩端分別伸出固定平一反63-11,第一拉桿座61向下伸出兩個固定平板61-2;固定平板63-11與固定平板61-2相互平行，且通過螺栓7固定，這樣使第一拉桿座61與球鉸軸63-l固定在一起。本例中，球鉸軸63-1兩端與第一拉桿座61固定，能夠增加縱向牽引裝置6傳遞作用力的能力。本例中，球鉸軸63-1與第二拉桿座62之間也采用同樣的結構固定在一起。
在將第一拉桿座61和第二拉桿座62與球鉸軸63-1固定后，兩個拉桿座的相對位置就確定了。根據(jù)背景部分的描述，在將第一拉桿座61和第二拉桿座62分別固定在搖枕5與構架3上時，其相對位置并不一定正好使搖枕5處于合適的位置。為了方便縱向牽引裝置6的安裝，可以在固定平板63-11與61-2之間還設有調整墊66;調整墊66厚度不同，第一拉桿座61和第二拉桿座62的相對位置也會隨之改變，因此可以通過選擇不同厚度的調整墊66使第一拉桿座61和第二拉桿座62之間的距離適應構架3與搖枕5之間的相對位置，使搖枕5保持在合適的位置，進而使縱向牽引裝置6的安裝過程更簡單；同時，這也有利于保證轉向架行駛的穩(wěn)定可靠性。與現(xiàn)有技術提供的縱向牽引裝置相比，本例中，鉸接中套63-3產(chǎn)生的彈性變形不會影響螺栓7與兩個固定平板61-2、 63-11之間的配合關系，從而不會引起螺栓7松動；另外，本例中，牽引拉桿60上沒有螺紋，從而也能夠減輕牽引拉桿60上的應力集中；另外，牽引拉桿60可以通過鑄造或鍛造的方式制造，從而能夠增加縱向牽引裝置6結構的可靠性，降低其制造成本。
帶有上述轉向架的鐵路車輛行駛過程中，搖枕5通過第一拉桿座61將縱向牽引力通過球鉸總成63傳遞給牽引拉桿60,牽引拉桿60再將縱向牽引力通過球4交總成63傳遞給第二拉桿座62,第二拉桿座62再將牽引力傳遞給構架3;構架3通過一 系懸掛系統(tǒng)2將牽引力傳遞給輪對1 。由于在縱向方向上， 球鉸總成63具有較大的剛度，從而具有傳遞較大縱向牽引力的功能；在搖枕 5受到橫向作用力，并通過球鉸總成63傳遞橫向作用力時，在橫向方向上， 牽引拉桿60能夠相對于第一拉桿61或/和第二拉桿62旋轉一定的角度，從 而能夠減小縱向牽引裝置6在橫向方向上產(chǎn)生的剪切變形，使轉向架的附加 橫向剛度比較小。在本實施例中，由于轉向架的附加橫向剛度較小，在傳遞 橫向力時，轉向架的橫向剛度的增加量僅為10%，因此，本發(fā)明提供的縱向 牽引裝置能夠減小對轉向架橫向剛度的影響，保證鐵路車輛的穩(wěn)定性，進而 能夠為鐵路車輛速度的提高提供技術支持。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種縱向牽引裝置，所述縱向牽引裝置用于連接轉向架的搖枕和構架，該縱向牽引裝置包括牽引拉桿和兩個拉桿座，所述兩個拉桿座能夠分別與搖枕和構架固定，其特征在于，所述牽引拉桿與拉桿座之間通過球鉸總成相連，所述球鉸總成包括球鉸軸和球鉸套；所述球鉸軸與球鉸套之間通過球形曲面鉸接配合。
2、 根據(jù)權利要求1所述的縱向牽引裝置，其特征在于，所述球鉸軸上具 有外凸曲面，所述球4吏套內具有內凹曲面，所述外凸曲面與內凹曲面相配合。
3、 根據(jù)權利要求1所述的縱向牽引裝置，其特征在于，所述球鉸軸與拉 桿座固定，所述球鉸套與牽引拉桿固定。
4、 根據(jù)權利要求3所述的縱向牽引裝置，其特征在于，所述球鉸軸兩端 與拉桿座固定。
5、 根據(jù)權利要求3所述的縱向牽引裝置，其特征在于，所述J求4交軸與拉 桿座分別具有固定平板，所述球鉸軸的固定平板與拉桿座的固定平板通過相互 配合的螺栓和螺母固定，所述球鉸軸的固定平板與拉桿座的固定平板之間具有 調整墊。
6、 根據(jù)權利要求3所述的縱向牽引裝置，其特征在于，所述牽引拉桿通 過鑄造或鍛造獲得，且具有安裝孔；所述球鉸套外側面與牽引拉桿的安裝孔之 間為過盈配合。
7、 根據(jù)權利要求1-6任一項所述的縱向牽引裝置，其特征在于，所述球 鉸軸與球鉸套鉸接配合面之間具有鉸接中套；所述鉸接中套的材料為橡膠。
8、 一種轉向架，所述轉向架包括搖枕、構架、輪對，所述搖;阮通過二系中央懸掛系統(tǒng)安裝在構架上，所述構架通過一 系懸掛系統(tǒng)安裝在輪對上，其特 征在于，還包括權利要求l-7任一項所述的縱向牽引裝置。
9、 根據(jù)權利要求8所述的轉向架，其特征在于，所述搖枕具有下蓋板， 所述與搖枕固定的拉桿座為第一拉桿座，所述第一拉桿座與下蓋^反焊接固定。
10、 根據(jù)權利要求8或9所述的轉向架，其特征在于，所述構架上具有橫 梁，所述橫梁兩端伸出構架外側；所述與構架固定的拉桿座為第二拉桿座，所 述第二拉桿座具有與橫梁周面相配合的拉桿框，所述拉桿框與橫梁之間通過環(huán) 焊焊接固定。
全文摘要
本發(fā)明公開一種縱向牽引裝置和帶有該縱向牽引裝置的轉向架，公開的縱向牽引裝置用于連接轉向架的搖枕和構架，該縱向牽引裝置包括牽引拉桿和兩個拉桿座，兩個拉桿座能夠分別與搖枕和構架固定，所述牽引拉桿與拉桿座之間通過球鉸總成相連，所述球鉸總成包括球鉸軸和球鉸套；所述球鉸軸與球鉸套之間通過球形曲面鉸接配合。由于本發(fā)明提供的縱向牽引裝置包括球鉸總成，該球鉸總成的球鉸軸與球鉸套之間能夠相對旋轉，因此，該縱向牽引裝置一方面能夠保證傳遞較大縱向牽引力，另一方面能夠使轉向架的附加橫向剛度較小，使帶有該縱向牽引裝置的轉向架在保證傳遞縱向牽引力的同時，保持較大的橫向靜撓度，使鐵路車輛具有更優(yōu)的動力學性能。
文檔編號B61G9/00GK101480960SQ20091011862
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權日2009年2月26日
發(fā)明者呂可維, 徐世峰, 胡海濱, 邢書明 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司