專利名稱：一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種軌道交通車輛用部件，特別是指一種軌道交通車輛抗側(cè)滾扭桿，安裝在軌道車輛車體和轉(zhuǎn)向架之間。當(dāng)車輛在做側(cè)滾運(yùn)動(dòng)時(shí)，抗側(cè)滾扭桿與車輛二系懸掛一同提供車輛安全運(yùn)行所需的側(cè)滾剛度，以此來(lái)滿足車輛動(dòng)力學(xué)性能的要求，確保車輛的安全運(yùn)行。
背景技術(shù)：
車輛的振動(dòng)主要有六個(gè)方向的自由度X方向的伸縮振動(dòng)、Y方向的橫擺振動(dòng)、Z方向的浮沉振動(dòng)、繞Y軸的點(diǎn)頭振動(dòng)、繞Z軸的搖頭振動(dòng)、繞X軸的側(cè)滾振動(dòng)。目前的軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架均為兩級(jí)懸掛，抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)起到了調(diào)節(jié)車輛側(cè)滾剛度、控制車輛側(cè)滾振動(dòng)的作用?？箓?cè)滾扭桿系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖如圖1所示，圖中M為車體，E、F為扭桿支撐座組成， 安裝于構(gòu)架上，A、B、C、D為橡膠球鉸或金屬關(guān)節(jié)軸承，可在三個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由圖可見(jiàn)，如果不考慮相對(duì)于系統(tǒng)剛度小得多的支撐座組成和橡膠關(guān)節(jié)的影響，當(dāng)車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架發(fā)生浮沉振動(dòng)時(shí)，兩根連桿同時(shí)往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，整個(gè)裝置繞支撐球鉸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，扭桿并不承受力或扭矩，故并不影響車體的浮沉振動(dòng)，同樣對(duì)除側(cè)滾以外的其它幾個(gè)運(yùn)動(dòng)同樣不提供任何附加的力或扭矩。而當(dāng)車體與構(gòu)架之間發(fā)生繞X軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)即側(cè)滾時(shí)，左右連桿向相反的方向上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)扭轉(zhuǎn)臂(圖中FD、EC)使扭桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，扭桿由于抗扭彈性而產(chǎn)生抗扭反力矩，這一反力矩作用在垂向連桿上表現(xiàn)為一對(duì)大小相等方向相反的垂向力，而這對(duì)垂向力作用在車體上就形成了與車體側(cè)滾方向相反的抗側(cè)滾力矩，抗側(cè)滾力矩的作用將阻止車體相對(duì)于轉(zhuǎn)向架側(cè)滾角度的增加，從而抑制車輛的側(cè)滾，提高車輛的橫向平穩(wěn)性。從附圖1我們可看出，提供側(cè)滾剛度的除了抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)，二系懸掛彈簧K也起著抗側(cè)滾的作用，故抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)是用來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體側(cè)滾剛度的附加組件?，F(xiàn)有軌道交通用抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如附圖2所示，主要由以下幾部分組成扭桿軸1、扭轉(zhuǎn)臂2、支撐座3、垂向連接裝置(用于連接車體和轉(zhuǎn)向架，包括下關(guān)節(jié)軸4、 垂向連桿5和上關(guān)節(jié)軸6)。根據(jù)轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)和工藝裝配要求，目前國(guó)內(nèi)外扭桿軸和扭轉(zhuǎn)臂的集合模式主要有三種1)扭轉(zhuǎn)臂1和扭桿軸2通過(guò)熱套圓柱面過(guò)盈配合(見(jiàn)附圖3)，此種結(jié)構(gòu)裝配后扭桿軸和扭轉(zhuǎn)臂不能拆卸，并此種結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)臂1和扭桿軸2如過(guò)盈量不夠容易在周向打滑，并在大的極限垂向載荷條件下也容易打滑；2)扭轉(zhuǎn)臂1和扭桿軸2通過(guò)花鍵間隙配合(見(jiàn)附圖4)，然后用緊固配件將扭轉(zhuǎn)臂和扭桿軸壓緊防松，此種結(jié)構(gòu)是可拆卸的，但此種結(jié)構(gòu)由于花鍵存在間隙，在使用中存在沖擊載荷，花鍵部分容易失效，只適用于小載荷，并可靠性要求不高的情況；3)扭桿軸和扭轉(zhuǎn)臂采用整體式結(jié)構(gòu)(見(jiàn)附圖5)，即二者不需裝配，直接由一個(gè)零件代替，但也存在著制造困難、安裝受到轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)較多限制，并只適用于小載荷等問(wèn)題。近幾年來(lái)，隨著軌道交通運(yùn)行速度和舒適性的要求越來(lái)越高，抗側(cè)滾扭桿的可靠性要求越來(lái)越高，并且在目前要求的高速動(dòng)車和只有一個(gè)空氣彈簧的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)中，抗側(cè)滾扭桿的可靠性尤其需要保證。而對(duì)整個(gè)抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)，扭轉(zhuǎn)臂和扭桿軸的配合就是影響抗側(cè)滾扭桿可靠性的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)。對(duì)圓柱面過(guò)盈配合扭桿，如過(guò)盈量在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，就極容易存在扭轉(zhuǎn)臂和扭桿軸配合打滑的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響抗側(cè)滾扭桿的可靠性，造成車毀人亡的危險(xiǎn)。而對(duì)漸開(kāi)線花鍵間隙配合，需要增加其余零件來(lái)壓緊防松， 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在較大的困難，并此種結(jié)構(gòu)由于花鍵存在間隙，在使用中存在沖擊載荷，只適用于小載荷，并可靠性要求不高的情況。而對(duì)整體式結(jié)構(gòu)，由于受轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)所限，應(yīng)用較少。因此，為提高抗側(cè)滾扭桿的可靠性，設(shè)計(jì)一種滿足大載荷、高可靠性的新型連接的抗側(cè)滾扭桿就顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)不能適應(yīng)新型軌道交通車輛的要求，提供一種扭轉(zhuǎn)臂和扭桿軸連接更加穩(wěn)定可靠的新型軌道交通車輛抗側(cè)滾扭桿。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿，包括扭桿軸、扭轉(zhuǎn)臂、支撐座、垂向連桿下關(guān)節(jié)軸、垂向連桿、垂向連桿上關(guān)節(jié)軸，其特征在于在扭桿軸與左右扭轉(zhuǎn)臂接觸部位的外圓上設(shè)有花鍵，在左右扭轉(zhuǎn)臂與扭桿軸相配的內(nèi)圓孔的內(nèi)表面設(shè)有與扭桿軸的花鍵相配的內(nèi)花鍵；扭桿軸與左右扭轉(zhuǎn)臂通過(guò)過(guò)盈花鍵配合的連接
在一起。所述的扭桿軸與扭轉(zhuǎn)臂可通過(guò)熱套或直接壓入的方式進(jìn)行裝配，并可通過(guò)壓出力檢測(cè)驗(yàn)證軸向載荷，驗(yàn)證可靠性。所述的扭桿軸的花鍵需經(jīng)過(guò)熱處理和噴丸處理。本實(shí)用新型的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于與現(xiàn)有典型的扭桿類型-圓柱面過(guò)盈配合式和間隙花鍵連接式相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1) 扭桿軸和扭轉(zhuǎn)臂通過(guò)盈花鍵配合，在扭轉(zhuǎn)臂和扭桿軸配合時(shí)保證在受力時(shí)不會(huì)發(fā)生沿周向和軸向產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提供高的可靠性；2) 花鍵配合采用過(guò)盈連接后，避免了在使用過(guò)程中產(chǎn)生花鍵部分受到?jīng)_擊，提高了花鍵部分的疲勞性能；3) 相對(duì)于圓柱過(guò)盈配合后，花鍵過(guò)盈配合可以傳遞更大的載荷。
圖1 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖；圖2 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖；圖3 本實(shí)用新型軌道車輛抗側(cè)滾扭桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 本實(shí)用新型軌道車輛抗側(cè)滾扭桿結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。附圖2-4給出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，從附圖可以看出，本實(shí)用新型涉及一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿，包括扭桿軸1、扭轉(zhuǎn)臂2、支撐座3、垂向連桿下關(guān)節(jié)軸4、垂向連桿 5、垂向連桿上關(guān)節(jié)軸6，其特征在于在扭桿軸1與左右扭轉(zhuǎn)臂2接觸部位的外圓上設(shè)有花鍵7，在左右扭轉(zhuǎn)臂2與扭桿軸1相配的內(nèi)圓孔的內(nèi)表面設(shè)有與扭桿軸1的花鍵7相配的內(nèi)花鍵；扭桿軸1與左右扭轉(zhuǎn)臂2通過(guò)過(guò)盈花鍵配合的連接在一起。所述的扭桿軸與扭轉(zhuǎn)臂可通過(guò)熱套或直接壓入的方式進(jìn)行裝配，并可通過(guò)壓出力檢測(cè)驗(yàn)證軸向載荷，驗(yàn)證可靠性。所述的帶花鍵扭桿軸的需經(jīng)過(guò)熱處理和噴丸處理。
權(quán)利要求1.一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿，包括扭桿軸、扭轉(zhuǎn)臂、支撐座、垂向連桿下關(guān)節(jié)軸、垂向連桿、垂向連桿上關(guān)節(jié)軸，其特征在于在扭桿軸與左右扭轉(zhuǎn)臂接觸部位的外圓上設(shè)有花鍵， 在左右扭轉(zhuǎn)臂與扭桿軸相配的內(nèi)圓孔的內(nèi)表面設(shè)有與扭桿軸的花鍵相配的內(nèi)花鍵；扭桿軸與左右扭轉(zhuǎn)臂通過(guò)過(guò)盈花鍵配合的連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述軌道車輛抗側(cè)滾扭桿，其特征在于所述的扭桿軸與扭轉(zhuǎn)臂通過(guò)熱套或直接壓入的方式進(jìn)行裝配。
3.如權(quán)利要求1所述軌道車輛抗側(cè)滾扭桿，其特征在于所述的扭桿軸的花鍵表面經(jīng)過(guò)熱處理和噴丸處理。
專利摘要一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿，包括扭桿軸、扭轉(zhuǎn)臂、支撐座、垂向連桿下關(guān)節(jié)軸、垂向連桿、垂向連桿上關(guān)節(jié)軸，其特征在于扭桿軸與左右扭轉(zhuǎn)臂采用過(guò)盈花鍵配合的連接。所述的扭桿軸與扭轉(zhuǎn)臂可通過(guò)熱套或直接壓入的方式進(jìn)行裝配，并可通過(guò)壓出力檢測(cè)驗(yàn)證軸向載荷，驗(yàn)證可靠性。所述的扭桿軸的花鍵需經(jīng)過(guò)熱處理和噴丸處理。本實(shí)用新型具有可靠性高、抗疲勞性能好，可傳遞更大的載荷的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B61F5/24GK202022216SQ201020644860
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者劉建勛, 劉文松, 張亞新, 程海濤, 羅斌, 郭春杰 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司