專利名稱:一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,具體為一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),應(yīng)用于機(jī) 車車輛轉(zhuǎn)向架上。
背景技術(shù):
我國幅員遼闊,丘陵及山區(qū)所占比例很大,山區(qū)的鐵路彎道多并且彎曲半徑小,限 制了鐵路車輛的運(yùn)行速度。發(fā)展機(jī)車徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù),可以提高車輛通過彎道曲線上的運(yùn) 行速度并減輕車輪、鋼軌的磨損,降低鐵路維護(hù)成本。自導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是徑向轉(zhuǎn)向架的一項(xiàng)關(guān)鍵 技術(shù),通過自導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用可以減少輪對(duì)的沖角,從而使輪軌橫向力在各輪對(duì)之間得到 合理的分配,使前后輪對(duì)在通過曲線時(shí)同時(shí)具有趨于曲線的徑向位置能力,從而大大提高 機(jī)車車輛通過曲線時(shí)的穩(wěn)定性。近年來,各國競(jìng)相開展對(duì)徑向轉(zhuǎn)向架的研究,取得了一定的成效,已開始進(jìn)入實(shí)際 應(yīng)用階段,這方面發(fā)展比較快的主要有美國、德國、瑞士、南非等國家。當(dāng)前,我國線路上行駛的大部分機(jī)車車輛的輪對(duì)與構(gòu)架在縱向上仍采用近于剛性 的連接,即前后輪對(duì)運(yùn)行過程中始終保持平行。當(dāng)機(jī)車車輛通過曲線軌道時(shí),輪對(duì)在構(gòu)架中 仍保持平行的位置,使得輪對(duì)與軌道之間的沖角較大,輪軌間產(chǎn)生較大的橫向力,從而輪軌 磨耗嚴(yán)重,機(jī)車車輛在曲線上粘著性能下降。要解決這一矛盾,采用徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)是一理 想途徑。自導(dǎo)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向架是利用前后輪對(duì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu),將前后輪對(duì)的搖頭運(yùn)動(dòng)耦合起 來,利用左右輪的縱向蠕滑力差,將前輪對(duì)通過曲線時(shí)輪對(duì)趨于徑向位置的趨勢(shì)反向傳送 給后輪對(duì),使前后輪對(duì)在通過曲線時(shí)均趨于曲線徑向位置,以達(dá)到減小輪軌橫向作用力,減 小輪對(duì)沖角及輪軌磨耗的目的。中國專利CN200720129909. 2公開了一種客車轉(zhuǎn)向架徑向?qū)蜓b置,其組成包括 兩根導(dǎo)向桿、安裝座、導(dǎo)向阻尼器、導(dǎo)向阻尼器座。美國專利US4679506公開了一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、可拆卸懸架和牽引電動(dòng)機(jī)制動(dòng) 的機(jī)車(Railway truck with improved steering linkage, detachablesuspension and traction motor mounted brake),其結(jié)構(gòu)為前輪對(duì)的一側(cè)輪對(duì)軸箱通過拉桿與后輪對(duì)同 一側(cè)的輪對(duì)軸箱連接在一起,實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。然而上述二種導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)中仍然不能有效地限制前、中、后輪對(duì)間的縱向相對(duì) 位移,容易產(chǎn)生前、中、后輪對(duì)之間相對(duì)搖頭運(yùn)動(dòng),致使列車在高速運(yùn)行時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生激 烈的振動(dòng),輪軌磨損嚴(yán)重。中國專利CN03148641.X公開了一種徑向轉(zhuǎn)向架裝置,其結(jié)構(gòu)如下前轉(zhuǎn)向梁通過 拉桿將前輪對(duì)的左、右輪對(duì)軸箱連接在一起,后轉(zhuǎn)向梁通過拉桿將后輪對(duì)的左、右輪對(duì)軸箱 連接在一起。兩轉(zhuǎn)向梁再通過一根大拉桿(相當(dāng)于本發(fā)明的耦合桿)連接在一起,從而實(shí) 現(xiàn)前、后輪對(duì)間的聯(lián)動(dòng)。中國專利CN03148641. X還公開了一種徑向轉(zhuǎn)向架裝置,它包括構(gòu)架,前、后輪對(duì)和前、后轉(zhuǎn)向架軸,以及分別通過拉桿與前、后轉(zhuǎn)向架軸相連的前、后轉(zhuǎn)向梁,一中輪對(duì)以及 中轉(zhuǎn)向架軸,一根連接前轉(zhuǎn)向梁和后轉(zhuǎn)向梁的軸間拉桿(相當(dāng)于本發(fā)明的耦合桿)。兩根轉(zhuǎn) 向梁再通過一根軸間拉桿連接在一起,從而實(shí)現(xiàn)前、后輪對(duì)間的聯(lián)動(dòng)。該專利在一定程度上限制前、后輪對(duì)間的縱向相對(duì)位移,然而由于只通過一級(jí)耦 合,在彎道時(shí)前、后輪對(duì)之間仍然容易產(chǎn)生較大幅度的相對(duì)搖頭運(yùn)動(dòng),致使列車在高速運(yùn)行 時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生激烈的振動(dòng),輪軌磨損嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu)在彎道時(shí)容易產(chǎn)生前后輪對(duì)之間相對(duì)搖頭運(yùn) 動(dòng),致使列車在高速運(yùn)行時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生激烈的振動(dòng),輪軌磨損嚴(yán)重的缺陷,本發(fā)明旨在提 供一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),它通過二級(jí)耦合,可保證機(jī)車車輛直線運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)減 少輪緣磨耗和橫向力,降低燃料消耗率,同時(shí)滿足曲線通過性能和橫向穩(wěn)定性兩方面的要 求,改善機(jī)車在曲線上的粘著性能,提高列車通過曲線時(shí)的速度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),包 括構(gòu)架,裝在輪對(duì)軸箱上的轉(zhuǎn)向架前軸、轉(zhuǎn)向架中軸、轉(zhuǎn)向架后軸,設(shè)在轉(zhuǎn)向架前軸一側(cè)的 前轉(zhuǎn)動(dòng)梁,設(shè)在轉(zhuǎn)向架中軸一側(cè)的中轉(zhuǎn)動(dòng)梁,設(shè)在轉(zhuǎn)向架后軸一側(cè)的后轉(zhuǎn)動(dòng)梁,一端鉸接在 前轉(zhuǎn)動(dòng)梁左端的前軸箱左拉桿,一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁右端的前軸箱右拉桿,一端鉸接在后 轉(zhuǎn)動(dòng)梁左端的后軸箱左拉桿,一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁右端的后軸箱右拉桿,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,還 包括連接前轉(zhuǎn)動(dòng)梁和中轉(zhuǎn)動(dòng)梁的前耦合桿,連接后轉(zhuǎn)動(dòng)梁和中轉(zhuǎn)動(dòng)梁的后耦合桿;所述前 軸箱右拉桿的另一端鉸接在前輪對(duì)右軸箱上,前軸箱左拉桿的另一端鉸接在前輪對(duì)左軸箱 上,所述后軸箱左拉桿的另一端鉸接在后輪對(duì)左軸箱上,后軸箱左拉桿的另一端鉸接在后 輪對(duì)右軸箱上;所述前轉(zhuǎn)動(dòng)梁的中端、中轉(zhuǎn)動(dòng)梁中端和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁的中端均鉸接在構(gòu)架上,該 中轉(zhuǎn)動(dòng)梁左端與前耦合桿一端鉸接,前耦合桿的另一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁的右段,該中轉(zhuǎn)動(dòng) 梁右端與后耦合桿一端鉸接,后耦合桿的另一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁的右段。所述前軸箱左拉桿、前軸箱右拉桿、后軸箱左拉桿和后軸箱左拉桿長(zhǎng)度相等,前轉(zhuǎn) 動(dòng)梁和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁長(zhǎng)度相等,保證前后輪對(duì)的轉(zhuǎn)角相等。所述轉(zhuǎn)向架前軸兩端分別裝在前輪對(duì)右軸箱和前輪對(duì)左軸箱上,轉(zhuǎn)向架后軸兩端 分別裝在后輪對(duì)右軸箱和后輪對(duì)左軸箱上。藉由上述結(jié)構(gòu),前轉(zhuǎn)動(dòng)梁經(jīng)前軸箱右拉桿和前軸向左拉桿與轉(zhuǎn)向架前軸相連,后 轉(zhuǎn)動(dòng)梁經(jīng)后軸箱右拉桿和后軸向左拉桿與轉(zhuǎn)向架后軸相連,而前轉(zhuǎn)動(dòng)梁與中轉(zhuǎn)動(dòng)梁通過前 耦合桿相連,中轉(zhuǎn)動(dòng)梁與后轉(zhuǎn)動(dòng)梁通過后耦合桿相連,從而實(shí)現(xiàn)輪對(duì)間的聯(lián)動(dòng)。機(jī)車通過曲線時(shí),輪軌間的蠕滑導(dǎo)向力矩使轉(zhuǎn)向架前軸的輪對(duì)取得徑向位置,前 軸箱右拉桿和前軸向左拉桿帶動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)梁旋轉(zhuǎn)一定角度,前轉(zhuǎn)動(dòng)梁通過前耦合桿使中轉(zhuǎn)動(dòng) 梁相對(duì)于構(gòu)架的轉(zhuǎn)角與前轉(zhuǎn)動(dòng)梁相對(duì)于構(gòu)架的轉(zhuǎn)角大小相等,相位相反。中轉(zhuǎn)動(dòng)梁通過后 耦合桿帶動(dòng)后轉(zhuǎn)動(dòng)梁,該中轉(zhuǎn)動(dòng)梁相對(duì)于構(gòu)架的轉(zhuǎn)角大小和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁相對(duì)于構(gòu)架的轉(zhuǎn)角大 小相等,相位相同,后轉(zhuǎn)動(dòng)梁利用后軸箱右拉桿和后軸向左拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架后軸的輪對(duì),后 轉(zhuǎn)動(dòng)梁相對(duì)于構(gòu)架的轉(zhuǎn)角大小和轉(zhuǎn)向架后軸相對(duì)于構(gòu)架的轉(zhuǎn)角大小相等,相位相同,實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)向架前軸的輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架后軸的輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架轉(zhuǎn)角大小相等,相位相反,從而使轉(zhuǎn)向 架后軸輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架前軸輪對(duì)在通過曲線時(shí)呈“八”字型。在機(jī)車通過曲線時(shí),各輪對(duì)趨向
4于徑向位置,有利于減小輪緣與鋼軌之間的沖角,從而降低輪緣的磨耗,改善曲線上機(jī)車車 輛的粘著性。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu)具有 兩級(jí)耦合能力,可使轉(zhuǎn)向架前、中、后軸上的輪對(duì)通過曲線的時(shí)候具有趨于徑向位置的能 力,機(jī)車在曲線上的粘著性能強(qiáng),機(jī)車曲線通過速度可提高達(dá)20%左右,同時(shí)減小輪軌磨 損。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中1-轉(zhuǎn)向架前軸; 2-轉(zhuǎn)向架中軸; 3-轉(zhuǎn)向架后軸;11-前軸箱右拉桿;12-前軸箱左拉桿;13-后軸箱右拉桿;14-后軸箱左拉桿;21-前轉(zhuǎn)動(dòng)梁; 22-中轉(zhuǎn)動(dòng)梁;23-后轉(zhuǎn)動(dòng)梁; 31-前耦合桿; 32-后耦合桿。
具體實(shí)施例方式一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),如圖1所示,包括構(gòu)架4,裝在輪對(duì)軸箱上的轉(zhuǎn)向架前 軸1、轉(zhuǎn)向架中軸2、轉(zhuǎn)向架后軸3,設(shè)在轉(zhuǎn)向架前軸1 一側(cè)的前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21,設(shè)在轉(zhuǎn)向架中軸 2 一側(cè)的中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22,設(shè)在轉(zhuǎn)向架后軸3 —側(cè)的后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23,一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21左端 的前軸箱左拉桿12,一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21右端的前軸箱右拉桿11,一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁 23左端的后軸箱左拉桿14,一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23右端的后軸箱右拉桿13,連接前轉(zhuǎn)動(dòng) 梁21和中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22的前耦合桿31,連接后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23和中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22的后耦合桿32 ;所述 前軸箱左拉桿12、前軸箱右拉桿11、后軸箱左拉桿13和后軸箱左拉桿14長(zhǎng)度相等,前轉(zhuǎn)動(dòng) 梁21和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23長(zhǎng)度相等,保證前后輪對(duì)的轉(zhuǎn)角相等。所述前軸箱右拉桿11前端鉸接在前輪對(duì)右軸箱51上,前軸箱左拉桿12前端鉸接 在前輪對(duì)左軸箱52上,所述前軸箱右拉桿11的后端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21的右端,前軸箱左 拉桿12后端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21的左端;所述后軸箱左拉桿14后端鉸接在后輪對(duì)左軸箱 54上,后軸箱左拉桿13后端鉸接在后輪對(duì)右軸箱53上,后軸箱左拉桿14前端鉸接在后轉(zhuǎn) 動(dòng)梁23左端,后軸箱右拉桿13前端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23右端;所述前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21的中端、中 轉(zhuǎn)動(dòng)梁22中端和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23的中端均鉸接在構(gòu)架4上,該中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22左端與前耦合桿31 后端鉸接,前耦合桿31前端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21的右段,該中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22右端與后耦合桿32 前端鉸接,后耦合桿32的后端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23的右段。所述轉(zhuǎn)向架前軸1兩端分別裝在前輪對(duì)右軸箱51和前輪對(duì)左軸箱52上,轉(zhuǎn)向架 后軸3兩端分別裝在后輪對(duì)右軸箱53和后輪對(duì)左軸箱54上。前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21經(jīng)前軸箱右拉桿12和前軸箱左拉桿11與轉(zhuǎn)向架前軸1相連,后轉(zhuǎn)動(dòng) 梁23經(jīng)后軸箱右拉桿13和后軸箱左拉桿14與轉(zhuǎn)向架后軸3相連,而前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21與中轉(zhuǎn) 動(dòng)梁22通過前耦合桿31相連,中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22與后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23通過后耦合桿32相連,從而實(shí) 現(xiàn)輪對(duì)間的聯(lián)動(dòng)。
機(jī)車通過曲線時(shí),輪軌間的蠕滑導(dǎo)向力矩使轉(zhuǎn)向架前軸1的輪對(duì)取得徑向位置, 前軸箱右拉桿11和前軸向左拉桿12帶動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21旋轉(zhuǎn)一定角度,前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21通過前 耦合桿31使中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22相對(duì)于構(gòu)架4的轉(zhuǎn)角與前轉(zhuǎn)動(dòng)梁21相對(duì)于構(gòu)架4的轉(zhuǎn)角大小相 等,相位相反。中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22通過后耦合桿32帶動(dòng)后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23,該中轉(zhuǎn)動(dòng)梁22相對(duì)于構(gòu)架 4的轉(zhuǎn)角大小和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23相對(duì)于構(gòu)架4的轉(zhuǎn)角大小相等,相位相同。后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23利用后 軸箱右拉桿13和后軸向左拉桿14帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架后軸3的輪對(duì),后轉(zhuǎn)動(dòng)梁23相對(duì)于構(gòu)架4的 轉(zhuǎn)角大小和轉(zhuǎn)向架后軸3相對(duì)于構(gòu)架4的轉(zhuǎn)角大小相等,相位相同,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架前軸1的輪 對(duì)與轉(zhuǎn)向架后軸3的輪對(duì)相對(duì)于構(gòu)架4轉(zhuǎn)角大小相等,相位相反,從而使轉(zhuǎn)向架后軸3輪對(duì) 與轉(zhuǎn)向架前軸1輪對(duì)在通過曲線時(shí)呈“八”字型。在機(jī)車通過曲線時(shí),各輪對(duì)趨向于徑向位 置,有利于減小輪緣與鋼軌之間的沖角,從而降低輪緣的磨耗,改善曲線上機(jī)車車輛的粘著 性。
權(quán)利要求
一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),包括構(gòu)架(4),裝在輪對(duì)軸箱上的轉(zhuǎn)向架前軸(1)、轉(zhuǎn)向架中軸(2)、轉(zhuǎn)向架后軸(3),設(shè)在轉(zhuǎn)向架前軸(1)一側(cè)的前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21),設(shè)在轉(zhuǎn)向架中軸(2)一側(cè)的中轉(zhuǎn)動(dòng)梁(22),設(shè)在轉(zhuǎn)向架后軸(3)一側(cè)的后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23),一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21)左端的前軸箱左拉桿(12),一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21)右端的前軸箱右拉桿(11),一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23)左端的后軸箱左拉桿(14),一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23)右端的后軸箱右拉桿(13),其特征在于,還包括連接前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21)和中轉(zhuǎn)動(dòng)梁(22)的前耦合桿(31),連接后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23)和中轉(zhuǎn)動(dòng)梁(22)的后耦合桿(32);所述前軸箱右拉桿(11)的另一端鉸接在前輪對(duì)右軸箱(51)上,前軸箱左拉桿(12)的另一端鉸接在前輪對(duì)左軸箱(52)上,所述后軸箱左拉桿(14)的另一端鉸接在后輪對(duì)左軸箱(54)上,后軸箱左拉桿(13)的另一端鉸接在后輪對(duì)右軸箱(53)上;所述前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21)的中端、中轉(zhuǎn)動(dòng)梁(22)中端和后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23)的中端均鉸接在構(gòu)架(4)上,該中轉(zhuǎn)動(dòng)梁(22)左端與前耦合桿(31)一端鉸接,前耦合桿(31)的另一端鉸接在前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21)的右段,該中轉(zhuǎn)動(dòng)梁(22)右端與后耦合桿(32)一端鉸接,后耦合桿(32)的另一端鉸接在后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23)的右段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),其特征在于,所述前軸箱左拉桿(12)、 前軸箱右拉桿(11)、后軸箱左拉桿(13)和后軸箱左拉桿(14)長(zhǎng)度相等,前轉(zhuǎn)動(dòng)梁(21)和 后轉(zhuǎn)動(dòng)梁(23)長(zhǎng)度相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)車轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu),涉及機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,它包括轉(zhuǎn)向架軸,轉(zhuǎn)動(dòng)梁,軸箱拉桿,耦合桿;前轉(zhuǎn)動(dòng)梁經(jīng)前軸箱拉桿與轉(zhuǎn)向架前軸相連,后轉(zhuǎn)動(dòng)梁經(jīng)后軸箱拉桿與轉(zhuǎn)向架后軸相連,而前轉(zhuǎn)動(dòng)梁與中轉(zhuǎn)動(dòng)梁通過前耦合桿相連,中轉(zhuǎn)動(dòng)梁與后轉(zhuǎn)動(dòng)梁通過后耦合桿相連,從而實(shí)現(xiàn)輪對(duì)間的聯(lián)動(dòng)。機(jī)車通過曲線時(shí),輪軌間的蠕滑導(dǎo)向力矩使轉(zhuǎn)向架前軸的輪對(duì)取得徑向位置,通過轉(zhuǎn)動(dòng)梁,軸箱拉桿,耦合桿之間的連接,使轉(zhuǎn)向架后軸輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架前軸輪對(duì)在通過曲線時(shí)呈“八”字型,各輪對(duì)趨向于徑向位置,有利于減小輪緣與鋼軌之間的沖角,機(jī)車曲線通過速度可提高達(dá)20%左右,降低輪緣的磨耗,改善曲線上機(jī)車車輛的粘著性。
文檔編號(hào)B61F5/38GK101850777SQ20101015827
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者傅成駿, 周建斌, 張紅軍, 舒方鵬, 鐘源, 陳喜紅, 陳清明 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車有限公司