專利名稱：一種軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置。
背景技術(shù)：
軌道交通車輛在運(yùn)行過程中，具有六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)自由度X軸方向的伸縮振動(dòng)、Y軸方向的橫擺運(yùn)動(dòng)、Z軸方向的浮沉運(yùn)動(dòng)、繞Y軸的點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)、繞Z軸的搖頭運(yùn)動(dòng)、繞X軸的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)。如圖I和圖2所示，目前的軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架均為兩級懸掛，抗側(cè)滾扭桿彈簧起到了調(diào)節(jié)車輛側(cè)滾剛度、即抑制繞X軸的側(cè)滾運(yùn)動(dòng)的作用。如圖3所示，抗側(cè)滾扭桿組成裝置通常包括扭桿組件I、連桿組件2和支撐座組件3三部分,其中扭桿組件中扭桿軸在車體側(cè)滾時(shí)通過扭轉(zhuǎn)反作用力，并通過連桿反饋到車體上，提供側(cè)滾剛度，因此扭桿軸是抗側(cè)滾扭桿組成裝置的核心部件?？箓?cè)滾扭桿組成裝置安裝在軌道交通車輛上，提供車輛安全運(yùn)行所需的側(cè)滾剛度，確保車輛的安全運(yùn)行。
在車輛側(cè)滾時(shí)，扭桿軸承受扭轉(zhuǎn)和彎曲的復(fù)合載荷，工況惡劣。扭桿軸在使用過程中因載荷過大，造成疲勞破壞是抗側(cè)滾扭桿組成裝置的最主要失效模式。因此在抗側(cè)滾扭桿組成裝置中通常通過優(yōu)化扭桿軸和其它零部件的結(jié)構(gòu)，來降低扭桿軸的應(yīng)力，提高其疲勞壽命?？箓?cè)滾扭桿組成裝置通過支撐座組件固定在轉(zhuǎn)向架上，通過連桿組件固定在車體上(反裝時(shí)相反)。根據(jù)左右兩端支撐座中心距LI和連桿中心距L2的大小，可將抗側(cè)滾扭桿組成裝置分為內(nèi)置式和外置式兩種，內(nèi)置式的支撐座組件通常由兩瓣式的金屬支撐座，加兩瓣式的金屬橡膠支撐球鉸或高分子耐磨襯套組成，其中金屬橡膠支撐球鉸在扭轉(zhuǎn)時(shí)通過層狀橡膠變形與扭桿軸一起扭轉(zhuǎn)，高分子耐磨襯套在扭轉(zhuǎn)時(shí)，其與扭桿軸連接的圓柱面相對滑動(dòng)以適應(yīng)扭桿軸運(yùn)動(dòng)；外置式的支撐座組件通常由整體式的支撐座，通過多層耐磨的金屬或高分子襯套與扭桿軸連接，在扭桿軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，通過襯套之間的相對滑動(dòng)適應(yīng)扭桿軸運(yùn)動(dòng)。扭桿軸的結(jié)構(gòu)與LI和L2的關(guān)系密切，扭桿軸的彎矩圖和扭矩圖如圖4所示，
扭桿軸所受的扭矩純剪應(yīng)力為，
T 161 ,
" = — = -=~
W ffif3
所受彎應(yīng)力為，
M 16M
Cr = — = ~
W
其中T為扭桿軸所受扭矩，M為彎矩，W為扭桿的抗彎截面系數(shù)，L3為力矩即扭轉(zhuǎn)臂中心孔距。扭桿軸所受的彎扭結(jié)合的載荷，適用于第四強(qiáng)度理論校核材料的強(qiáng)度，根據(jù)該理論的定義，則扭桿軸所受的應(yīng)力為，
ν—φ糊]通過圖4對扭桿軸的受力進(jìn)行分析后可知，扭桿軸的最大應(yīng)力出現(xiàn)在向中間部位過渡的圓弧區(qū)域，此處的彎應(yīng)力較大，且扭桿軸的直徑急劇減小。假設(shè)此處距離扭桿支撐座中心的距離為a，則扭桿軸的最大第四強(qiáng)度應(yīng)力為，
權(quán)利要求
1.一種軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置，包括位于扭桿軸(5)兩端的支撐座，所述支撐座固定安裝在轉(zhuǎn)向架或車體構(gòu)架上，扭桿軸(5)的兩端還連接有連桿(4)且通過連桿(4)與車體構(gòu)架或轉(zhuǎn)向架連接，其特征在于所述支撐座為外置懸臂式結(jié)構(gòu)的懸臂式支撐座(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置，其特征在于所述懸臂式支撐座(6)為L型，其與車體構(gòu)架連接部位采用螺栓自下而上連接，固定在車體構(gòu)架腹板上。
3.如權(quán)利要求I所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置，其特征在于所述懸臂式支撐座￠)為！■型，其與車體構(gòu)架連接部位采用螺栓自內(nèi)向外與車體構(gòu)架連接，固定在車體構(gòu)架側(cè)梁上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置，其特征在于所述懸臂式支撐座￠)與車體構(gòu)架連接部位與扭桿軸支撐部位采用工字型或十字型結(jié)構(gòu)連接過渡，并根據(jù)受力情況采用筋板加強(qiáng)。
5.如權(quán)利要求I所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置，其特征在于位于扭桿軸(5)兩端的懸臂式支撐座出)中心距LI和連桿中心距L2跨距在50-200mm。
6.如權(quán)利要求I所述的軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置，其特征在于在所述懸臂式支撐座￠)中加入高性能的單層高分子耐磨襯套和耐磨端面頂板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能降低抗側(cè)滾扭桿軸的應(yīng)力、提高其使用壽命及可靠性的抗側(cè)滾扭桿組成裝置。所述軌道車輛用抗側(cè)滾扭桿組成裝置包括支撐座、連桿和扭桿軸，支撐座固定在轉(zhuǎn)向架或車體上，扭桿軸的兩端裝入支撐座并連接連桿，通過連桿與車體或轉(zhuǎn)向架連接，所述支撐座為外置懸臂式結(jié)構(gòu)的懸臂式支撐座6。所述懸臂式支撐座優(yōu)選為L型或型，采用上述懸臂式支撐座結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了抗側(cè)滾扭桿組成裝置各零部件之間的受力分布，降低抗側(cè)滾扭桿軸的應(yīng)力，提高其使用壽命及可靠性，特別適用于車體構(gòu)架安裝空間局限，支撐座與連桿跨距較大的場合。
文檔編號(hào)B61F5/50GK102874271SQ20121040341
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者王亞平, 劉文松, 龔紅霞, 倪世鋒, 杜方孟 申請人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司