鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置制造方法
【專利摘要】一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，包括設置在軸箱承載鞍頂面與側(cè)架導框底面之間的垂向彈性體，以及設置在軸箱承載鞍與側(cè)架導框前后側(cè)面之間的縱向彈性體。縱向彈性體至少具有一個小剛度彈性元件和一個大剛度彈性元件，小剛度彈性元件設置在彈性體預壓縮裝置中，并且在預壓縮載荷F1的作用下與大剛度彈性元件串聯(lián)布置。該縱向彈性體在縱向形變位移量很小的時候具有較大的縱向壓縮剛度，能夠確保鐵路車輛在直線上運行時具有較高的蛇行臨界速度，滿足車輛提速運行的需要；而在縱向形變位移量達到設定的數(shù)值時，該縱向彈性體的縱向壓縮剛度開始變小，可以確保鐵路車輛通過曲線時輪軌之間的橫向力不會太大，保障車輛彎道運行的安全。
【專利說明】鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的設計和制造技術，具體地指一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置。
【背景技術】
[0002]鐵路車輛是一種在專設軌道上運行的特殊車輛，其沿專設軌道運行時可自行導向，無需控制方向。轉(zhuǎn)向架屬鐵路車輛上最重要的部件之一，它支承整個貨物重量和車體本身的重量。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架大多是包含兩個側(cè)架組成和一個搖枕組成的三大件式結構，側(cè)架組成的兩端導框通過軸箱承載鞍和軸承裝置安裝在前后輪對組成上，搖枕組成的兩端則通過兩組中央彈簧懸掛裝置安裝在側(cè)架組成的中央方框內(nèi)。軸箱承載鞍和軸承裝置是聯(lián)系側(cè)架組成和輪對組成的活動關節(jié)，其使車輪沿軌道線路的滾動轉(zhuǎn)化為車體沿軌道線路的平動，并能靈活地沿直線線路運行和順利地通過曲線。
[0003]鐵路車輛在軌道上高速運行時，將伴隨產(chǎn)生復雜的沖擊、振動現(xiàn)象。而傳統(tǒng)軸箱承載鞍與側(cè)架組成的兩端導框之間普遍采用的是剛性連接結構，其存在的缺點是軸箱承載鞍與側(cè)架導框之間為干摩擦的剛性定位，摩擦力呈線性增大，不能適應車輛高速運行的需要，且輪軌橫向力較大，增加了列車脫軌的風險。為了減少軌道線路不平順和輪對高速運動對車體的各種動態(tài)影響，如縱向沖擊、垂向振動、橫向振動等，本領域技術人員根據(jù)各種車況的不同，往往會在鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架導框與輪對組成之間增設彈性裝置，該彈性裝置一般稱為軸箱彈性懸掛裝置。軸箱彈性懸掛裝置在車輛直線運行是否平穩(wěn)、能否順利通過曲線、并保證車輛安全運行等方面都起著重要的作用。
[0004]隨著鐵路車輛載荷量的不斷增加，車輛自身軸重在不斷增大，車輛運行速度也在不斷提高，這對車輛轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量和性能要求也越來越高。在重載高速狀態(tài)下，車輛輪對沿軌道運動時就更容易激起車體的搖頭運動，導致車輛運行品質(zhì)大幅降低，嚴重時還會引起車輛脫軌事故。同時，車輛通過曲線時的輪軌橫向力也不能太大，否則車輛也有脫軌的可倉泛。
[0005]而直接影響鐵路車輛在直線上的蛇行臨界運行速度和車輛在曲線上的通過性能的關鍵部件之一就是軸箱彈性懸掛裝置，其結構形狀設計和彈性剛度參數(shù)設計至關重要。為了提高車輛在直線上運行時的蛇行臨界運行速度，必須要求軸箱彈性懸掛裝置的縱向定位剛度大些；為了使車輛在通過曲線時輪軌之間的橫向力不要太大，又要求軸箱彈性懸掛裝置的縱向定位剛度小些。
[0006]目前，提高車輛在直線上的蛇行臨界運行速度和提高車輛在曲線上的通過性能是一對矛盾體，在車輛轉(zhuǎn)向架軸箱彈性懸掛裝置的具體設計中很難兼顧。這是因為，現(xiàn)有兩種主要的軸箱彈性懸掛裝置均無法同時滿足上述要求:一種是設置在軸箱承載鞍頂面與側(cè)架導框底面之間的垂向彈性裝置，該裝置雖然對轉(zhuǎn)向架的垂向減振具有一定的作用，但軸箱承載鞍與側(cè)架導框的側(cè)面之間為剛性硬接觸，沒有任何緩沖裝置，不僅對于轉(zhuǎn)向架的橫向振動和縱向振動抑制效果較差，而且結構設計較為復雜、參數(shù)匹配難度很大，裝配通用性較差，在提速和重載時無法兼顧車輛在直線上的蛇行臨界運行速度和車輛在曲線上的通過性能要求。另一種是既設置有垂向彈性裝置，又在軸箱承載鞍與側(cè)架導框的兩側(cè)之間設置有縱向彈性裝置，這樣更容易實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向架縱向沖擊的減振和控制，但由于前、后縱向彈性裝置的剛度均是固定不變的，受這種結構形態(tài)的限制，隨著其位移的增大，轉(zhuǎn)向架的載荷呈線性或等比例增大，仍無法完全兼顧車輛在直線上的蛇行臨界運行速度和車輛在曲線上的通過性能要求，同時也存在列車脫軌的風險，大大降低了軸箱彈性懸掛裝置的作用。
[0007]如何有效提升重載高速車輛運行的直線平穩(wěn)性能和曲線通過性能，一直是本領域技術人員試圖解決的難題，這對改善鐵路車輛的營運品質(zhì)、保障鐵路車輛的安全性能具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是要針對現(xiàn)有軸箱彈性懸掛裝置所存在的缺陷進行改造，提供一種可同時兼顧車輛直線蛇行臨界運行速度和車輛曲線通過性能要求的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設計的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，安裝在車輛轉(zhuǎn)向架的軸箱承載鞍與車輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架導框之間，其特殊之處在于:
[0010]它包括設置在軸箱承載鞍頂面與側(cè)架導框底面之間的垂向彈性體，還包括分別設置在軸箱承載鞍與側(cè)架導框前后側(cè)面之間的縱向彈性體。
[0011]所述縱向彈性體至少具有一個小剛度彈性元件和一個大剛度彈性元件，所述小剛度彈性元件設置在彈性體預壓縮裝置中、并且在預壓縮載荷Fl的作用下與大剛度彈性元件串聯(lián)布置。
[0012]所述縱向彈性體在其所受工作載荷F2由小至大的過程中滿足如下關系:當F2< Fl時，所述大剛度彈性元件首先被壓縮形變；當F2 = Fl時，所述大剛度彈性元件和被預壓縮的小剛度彈性元件處于臨界狀態(tài)；直至F2 > Fl時，所述小剛度彈性元件才開始被繼續(xù)壓縮形變；從而使縱向彈性體在載荷狀態(tài)下具有先硬后軟的兩級變剛度特性。
[0013]作為優(yōu)選方案之一:
[0014]所述大剛度彈性元件具有彈性橡膠基層，所述彈性橡膠基層夾持在兩塊金屬承載板之間并與它們硫化成為整體。
[0015]所述彈性體預壓縮裝置具有剛性外罩，所述剛性外罩中軸向設置有導向定位螺桿，所述導向定位螺桿一端伸出剛性外罩開口處與所述兩塊金屬承載板中的一塊固定連接，所述導向定位螺桿另一端伸出剛性外罩底面與鎖緊螺母螺紋連接。
[0016]所述小剛度彈性元件則采用以下三種結構中的一種:
[0017]其一，所述小剛度彈性元件具有錐筒形橡膠層，所述錐筒形橡膠層設置在所述剛性外罩內(nèi)壁與所述導向定位螺桿之間并與它們硫化成為整體，所述錐筒形橡膠層在鎖緊螺母擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
[0018]其二，所述小剛度彈性元件具有由多層金屬薄片和多層橡膠片交錯布置整體硫化成型的圓筒形疊拼橡膠層，所述圓筒形疊拼橡膠層套裝在所述導向定位螺桿上，所述圓筒形疊拼橡膠層一端與所述兩塊金屬承載板中的一塊抵接，所述圓筒形疊拼橡膠層另一端與所述剛性外罩底面抵接，所述圓筒形疊拼橡膠層在鎖緊螺母擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。[0019]其三，所述小剛度彈性元件具有金屬螺旋彈簧，所述金屬螺旋彈簧套裝在所述導向定位螺桿上，所述金屬螺旋彈簧一端與所述兩塊金屬承載板中的一塊抵接，所述金屬螺旋彈簧另一端與所述剛性外罩底面抵接，所述金屬螺旋彈簧在鎖緊螺母擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
[0020]以上三種結構的共性是大剛度彈性元件與導向定位螺桿為一體化設計，共同對小剛度彈性元件施加預壓縮載荷Fl。
[0021]作為優(yōu)選方案之二:
[0022]所述大剛度彈性元件具有彈性橡膠基層，所述彈性橡膠基層夾持在兩塊金屬承載板之間并與它們硫化成為整體。
[0023]所述彈性體預壓縮裝置具有剛性外罩，所述剛性外罩中軸向設置有導向定位螺桿，所述導向定位螺桿一端伸出剛性外罩開口處與一塊端面擋板固定連接，所述導向定位螺桿另一端伸出剛性外罩底面與鎖緊螺母螺紋連接，所述端面擋板與所述兩塊金屬承載板中的一塊抵接配合，另一塊金屬承載板的端面則設置有定位凸臺。
[0024]所述小剛度彈性元件具有金屬螺旋彈簧，所述金屬螺旋彈簧套裝在所述導向定位螺桿上，所述金屬螺旋彈簧一端與所述端面擋板抵接，所述金屬螺旋彈簧另一端與所述剛性外罩底面抵接，所述金屬螺旋彈簧在鎖緊螺母擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
[0025]此種結構的特點是大剛度彈性元件與導向定位螺桿為分體式設計，通過端面擋板對小剛度彈性元件施加預壓縮載荷Fl。
[0026]進一步地，所述彈性體預壓縮裝置的剛性外罩嵌置在側(cè)架導框的側(cè)面安裝孔中，所述大剛度彈性元件的另一塊金屬承載板抵接或懸掛在軸箱承載鞍的側(cè)面上。這樣，縱向彈性體設計為可拆卸式結構，對其裝配、維修和更換都十分便捷。
[0027]作為優(yōu)選方案之三:
[0028]所述垂向彈性體包括外壁呈圓錐面的金屬支撐內(nèi)套和內(nèi)壁呈圓錐面的金屬支撐外套，所述金屬支撐內(nèi)套和金屬支撐外套之間設置有與它們硫化成一體的喇叭形橡膠套，從而使垂向彈性體整體上呈圓錐臺形結構。這樣，垂向彈性體不僅結構簡單、通用性強、便于拆裝檢修，而且其喇叭形橡膠套與鉛垂面形成一定的夾角，可以有效發(fā)揮剪切彈性和壓縮組合的優(yōu)勢，使軸箱獲得較大的垂向撓度和適當?shù)目v向、橫向剛度。
[0029]進一步地，所述金屬支撐外套的圓錐面內(nèi)壁上部平滑設置有圓柱面延伸段，所述圓柱面延伸段也與喇叭形橡膠套外壁上部硫化連接，且所述喇叭形橡膠套的上下兩端均呈內(nèi)凹曲面結構。這樣，可以確保喇叭形橡膠套內(nèi)外壁與金屬支撐內(nèi)套和金屬支撐外套連接平滑穩(wěn)定可靠，承受載荷分布均勻，有效延長其使用壽命。
[0030]更進一步地，所述喇叭形橡膠套由多層喇叭形金屬環(huán)和多層喇叭形橡膠環(huán)交錯布置整體硫化成型，所述喇叭形金屬環(huán)和喇叭形橡膠環(huán)的母線與金屬支撐外套的圓錐面內(nèi)壁之間的夾角α=15°?88°。這樣，可根據(jù)需要調(diào)整喇叭形金屬環(huán)和喇叭形橡膠環(huán)的組合數(shù)量、以及設計不同的夾角α值，從而使垂向彈性體能夠滿足軸箱不同彈性和剛度的要求，充分發(fā)揮垂向彈性體緩沖和衰減振動的功能。
[0031]再進一步地，所述金屬支撐外套的上端嵌置在側(cè)架導框的底面安裝孔中，所述金屬支撐內(nèi)套的下端嵌置在軸箱承載鞍的頂面安裝孔中。這樣，垂向彈性體設計為可拆卸式結構，對其裝配、維修和更換都十分便捷。[0032]本發(fā)明的主要工作原理如下:所設計的縱向彈性體由壓縮安裝在彈性體預壓縮裝置中的小剛度彈性元件與大剛度彈性元件串聯(lián)組合而成。當縱向彈性體承受載荷時，由于最初的載荷小于小剛度彈性元件預壓縮設定的載荷，故大剛度彈性元件會首先承受載荷；隨著載荷的逐漸增加，縱向彈性體的形變位移量也會緩慢增加；但是一旦載荷大于之前小剛度彈性元件預壓縮設定的載荷時，小剛度彈性元件將開始承受載荷，由于其剛度較小，承受載荷后其形變位移量會快速增加，從而實現(xiàn)縱向彈性體先硬后軟的兩級變剛度特性。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)點在于:所設計的縱向彈性體在縱向形變位移量很小的時候具有較大的縱向壓縮剛度，能夠確保鐵路車輛在直線上運行時具有較高的蛇行臨界速度，滿足車輛提速運行的需要；而在縱向形變位移量達到設定的數(shù)值時，所述縱向彈性體的縱向壓縮剛度開始變小，可以確保鐵路車輛通過曲線時輪軌之間的橫向力不會太大，保障車輛彎道運行的安全；從而有效解決了車輛直線蛇行臨界速度和車輛曲線通過性能無法兼顧的矛盾。同時，所設計的垂向彈性體既可使軸箱獲得較佳垂向撓度，又可使軸箱獲得較好的橫向剛度，還可與兩側(cè)的縱向彈性體協(xié)同配合，平緩穩(wěn)定地實現(xiàn)縱向彈性體先硬后軟的兩級變剛度特性，從而有效降低轉(zhuǎn)向架簧下質(zhì)量、緩和車輛輪軌沖擊、提高車輛動力學性能、保障車輛運行安全，進而大幅改善鐵路車輛的營運品質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置的主剖視結構示意圖。
[0035]圖2為圖1中選用第一種縱向彈性體的剖視放大結構示意圖。
[0036]圖3為圖1中垂向彈性體的剖視放大結構示意圖。
[0037]圖4為圖3中的A部放大結構示意圖。
[0038]圖5為圖1中選用第二種縱向彈性體的剖視放大結構示意圖。
[0039]圖6為圖1中選用第三種縱向彈性體的剖視放大結構示意圖。
[0040]圖7為另一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置的主剖視結構示意圖。
[0041]圖8為圖7中選用第四種縱向彈性體的剖視放大結構示意圖。
[0042]圖中各部件標號如下:軸箱承載鞍10 ;垂向彈性體20 (其中:金屬支撐內(nèi)套21、喇叭形橡膠套22、內(nèi)凹曲面結構22a、喇叭形金屬環(huán)22b、喇叭形橡膠環(huán)22c、金屬支撐外套23、圓柱面延伸段23a);縱向彈性體30 (其中:小剛度彈性元件31、錐筒形橡膠層31a、圓筒形疊拼橡膠層31b、金屬螺旋彈簧31c、大剛度彈性元件32、彈性橡膠基層32a、金屬承載板32b、彈性體預壓縮裝置33、剛性外罩33a、導向定位螺桿33b、鎖緊螺母33c、端面擋板33d、定位凸臺34);側(cè)架導框40。
【具體實施方式】
[0043]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結合附圖和具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實施例。
[0044]實施例1
[0045]如圖1所示，本發(fā)明的一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，主要由設置在軸箱承載鞍10頂面與側(cè)架導框40底面之間的垂向彈性體20、以及分別設置在軸箱承載鞍10與側(cè)架導框40前后側(cè)面之間的縱向彈性體30組合而成?？v向彈性體30具有一個小剛度彈性元件31和一個大剛度彈性元件32，小剛度彈性元件31設置在彈性體預壓縮裝置33中、并且在預壓縮載荷Fl的作用下與大剛度彈性元件32串聯(lián)布置。
[0046]如圖2所示，大剛度彈性元件32具有彈性橡膠基層32a，彈性橡膠基層32a夾持在兩塊金屬承載板32b之間并與它們硫化成為整體。彈性體預壓縮裝置33具有剛性外罩33a,剛性外罩33a中軸向設置有導向定位螺桿33b,導向定位螺桿33b —端伸出剛性外罩33a開口處與其中一塊金屬承載板32b固定連接，導向定位螺桿33b另一端伸出剛性外罩33a底面與鎖緊螺母33c螺紋連接。小剛度彈性元件31具有錐筒形橡膠層31a，錐筒形橡膠層31a設置在剛性外罩33a內(nèi)壁與導向定位螺桿33b之間并與它們硫化成為整體。錐筒形橡膠層31a在鎖緊螺母33c擰緊后，受預壓縮載荷Fl的作用而處于預壓縮狀態(tài)。
[0047]同時，縱向彈性體30在其所受工作載荷F2由小至大的過程中滿足如下關系:當F2 < Fl時，大剛度彈性元件32首先被壓縮形變；當F2 = Fl時，大剛度彈性元件32和被預壓縮的小剛度彈性元件31處于臨界狀態(tài)；直至F2 > Fl時，小剛度彈性元件31才開始被繼續(xù)壓縮形變；從而使縱向彈性體30在載荷狀態(tài)下具有先硬后軟的兩級變剛度特性。
[0048]如圖3所示，垂向彈性體20包括外壁呈圓錐面的金屬支撐內(nèi)套21和內(nèi)壁呈圓錐面的金屬支撐外套23，金屬支撐內(nèi)套21和金屬支撐外套23之間設置有與它們硫化成一體的喇叭形橡膠套22，從而使垂向彈性體20整體上呈圓錐臺形結構。
[0049]如圖4所示，金屬支撐外套23的圓錐面內(nèi)壁上部平滑設置有圓柱面延伸段23a，圓柱面延伸段23a也與喇叭形橡膠套22的外壁上部硫化連接，且喇叭形橡膠套22的上下兩端均呈內(nèi)凹曲面結構22a。同時，喇叭形橡膠套22由多層喇叭形金屬環(huán)22b和多層喇叭形橡膠環(huán)22c交錯布置整體硫化成型，喇叭形金屬環(huán)22b和喇叭形橡膠環(huán)22c的母線與金屬支撐外套23的圓錐面內(nèi)壁之間的夾角α=35°?65°。
[0050]仍如圖1所示，本發(fā)明的定位裝置在裝配時，針對垂向彈性體20而言，其金屬支撐外套23的上端嵌置在側(cè)架導框40的底面安裝孔中，其金屬支撐內(nèi)套21的下端嵌置在軸箱承載鞍10的頂面安裝孔中。針對縱向彈性體30而言，其彈性體預壓縮裝置33的剛性外罩33a可拆卸式嵌置在側(cè)架導框40的側(cè)面安裝孔中，其大剛度彈性元件32的另一塊金屬承載板32b在小剛度彈性元件31作用下，抵接在軸箱承載鞍10的側(cè)面上。
[0051]上述圖2中的第一種縱向彈性體30也可以用圖5?6所示的其他同類結構替代。
[0052]如圖5所示的第二種縱向彈性體30，其大剛度彈性元件32和彈性體預壓縮裝置33的結構與第一種完全相同，只是其小剛度彈性元件31有所區(qū)別。該小剛度彈性元件31具有由多層金屬薄片和多層橡膠片交錯布置整體硫化成型的圓筒形疊拼橡膠層31b，圓筒形疊拼橡膠層31b套裝在導向定位螺桿33b上，圓筒形疊拼橡膠層31b —端與其中一塊金屬承載板32b抵接，圓筒形疊拼橡膠層31b另一端與剛性外罩33a底面抵接。圓筒形疊拼橡膠層31b在鎖緊螺母33c擰緊后，受預壓縮載荷Fl的作用而處于預壓縮狀態(tài)。
[0053]如圖6所示的第三種縱向彈性體30，其大剛度彈性元件32和彈性體預壓縮裝置33的結構也與第一種完全相同，區(qū)別僅在其小剛度彈性元件31上。該小剛度彈性元件31具有金屬螺旋彈簧31c,金屬螺旋彈簧31c套裝在導向定位螺桿33b上,金屬螺旋彈簧31c一端與其中一塊金屬承載板32b抵接，金屬螺旋彈簧31c另一端與剛性外罩33a底面抵接。金屬螺旋彈簧31c在鎖緊螺母33c擰緊后，受預壓縮載荷Fl的作用而處于預壓縮狀態(tài)。
[0054]本發(fā)明的轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置在鐵路車輛運行過程中，當縱向彈性體30承受載荷時，由于最初的載荷小于小剛度彈性元件31的預壓縮載荷F1，故大剛度彈性元件32會首先承受載荷。這樣，縱向彈性體30在縱向形變位移量很小的時候具有較大的縱向壓縮剛度，能夠確保鐵路車輛在直線上運行時具有較高的蛇行臨界速度，滿足車輛提速運行的需要。隨著載荷的逐漸增加，縱向彈性體30的形變位移量也會緩慢增加。而一旦載荷大于小剛度彈性元件31的預壓縮載荷Fl時，小剛度彈性元件31將開始承受載荷。此時，縱向彈性體30的縱向壓縮剛度開始變小，其形變位移量會快速增加，從而實現(xiàn)縱向彈性體30先硬后軟的兩級變剛度特性，確保鐵路車輛通過曲線時輪軌之間的橫向力不會太大，保障車輛曲線運行的安全。
[0055]實施例2
[0056]如圖7所示，本發(fā)明的另一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其總體結構與實施例1基本相同，不同點仍在由小剛度彈性元件31、大剛度彈性元件32和彈性體預壓縮裝置33組成的第四種縱向彈性體30上。
[0057]如圖8所示，在第四種縱向彈性體30中，其大剛度彈性元件32具有彈性橡膠基層32a，彈性橡膠基層32a夾持在兩塊金屬承載板32b之間并與它們硫化成為整體。
[0058]其彈性體預壓縮裝置33具有剛性外罩33a，剛性外罩33a中軸向設置有導向定位螺桿33b,導向定位螺桿33b —端伸出剛性外罩33a開口處與一塊端面擋板33d固定連接，導向定位螺桿33b另一端伸出剛性外罩33a底面與鎖緊螺母33c螺紋連接，端面擋板33d與其中一塊金屬承載板32b抵接配合，另一塊金屬承載板32b的端面則設置有定位凸臺34。
[0059]其小剛度彈性元件31具有金屬螺旋彈簧31c，金屬螺旋彈簧31c套裝在導向定位螺桿33b上，金屬螺旋彈簧31c —端與端面擋板33d抵接，金屬螺旋彈簧31c另一端與所述剛性外罩33a底面抵接，金屬螺旋彈簧31c在鎖緊螺母33c擰緊后，受預壓縮載荷Fl的作用而處于預壓縮狀態(tài)。
[0060]仍如圖7所示，本發(fā)明的定位裝置在裝配時，針對垂向彈性體20而言，其安裝結構同實施例1相同。針對第四種縱向彈性體30而言，其彈性體預壓縮裝置33的剛性外罩33a可拆卸式嵌置在側(cè)架導框40的側(cè)面安裝孔中，其大剛度彈性元件32的另一塊金屬承載板32b端面上的定位凸臺34懸掛在軸箱承載鞍10的側(cè)面安裝孔中，并通過金屬螺旋彈簧31c和端面擋板33d擠壓定位。其所獲得的效果也與實施例1相同。
【權利要求】
1.一種鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，安裝在車輛轉(zhuǎn)向架的軸箱承載鞍(10)與車輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架導框(40)之間，其特征在于: 它包括設置在軸箱承載鞍(10)頂面與側(cè)架導框(40)底面之間的垂向彈性體(20)，還包括分別設置在軸箱承載鞍(10)與側(cè)架導框(40)前后側(cè)面之間的縱向彈性體(30)； 所述縱向彈性體(30)至少具有一個小剛度彈性元件(31)和一個大剛度彈性元件(32),所述小剛度彈性元件(31)設置在彈性體預壓縮裝置(33)中、并且在預壓縮載荷Fl的作用下與大剛度彈性元件(32)串聯(lián)布置； 所述縱向彈性體(30)在其所受工作載荷F2由小至大的過程中滿足如下關系:當F2< Fl時，所述大剛度彈性元件(32)首先被壓縮形變；當F2 = Fl時，所述大剛度彈性元件(32)和被預壓縮的小剛度彈性元件(31)處于臨界狀態(tài)；直至F2 > Fl時，所述小剛度彈性元件(31)才開始被繼續(xù)壓縮形變；從而使縱向彈性體(30)在載荷狀態(tài)下具有先硬后軟的兩級變剛度特性。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于: 所述大剛度彈性元件(32)具有彈性橡膠基層(32a)，所述彈性橡膠基層(32a)夾持在 兩塊金屬承載板(32b)之間并與它們硫化成為整體； 所述彈性體預壓縮裝置(33)具有剛性外罩(33a)，所述剛性外罩(33a)中軸向設置有導向定位螺桿(33b)，所述導向定位螺桿(33b)—端伸出剛性外罩(33a)開口處與所述兩塊金屬承載板(32b)中的一塊固定連接,所述導向定位螺桿(33b)另一端伸出剛性外罩(33a)底面與鎖緊螺母(33c)螺紋連接； 所述小剛度彈性元件(31)具有錐筒形橡膠層(31a)，所述錐筒形橡膠層(31a)設置在所述剛性外罩(33a)內(nèi)壁與所述導向定位螺桿(33b)之間并與它們硫化成為整體，所述錐筒形橡膠層(31a)在鎖緊螺母(33c)擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于: 所述大剛度彈性元件(32)具有彈性橡膠基層(32a)，所述彈性橡膠基層(32a)夾持在兩塊金屬承載板(32b)之間并與它們硫化成為整體； 所述彈性體預壓縮裝置(33)具有剛性外罩(33a)，所述剛性外罩(33a)中軸向設置有導向定位螺桿(33b)，所述導向定位螺桿(33b)—端伸出剛性外罩(33a)開口處與所述兩塊金屬承載板(32b)中的一塊固定連接,所述導向定位螺桿(33b)另一端伸出剛性外罩(33a)底面與鎖緊螺母(33c)螺紋連接； 所述小剛度彈性元件(31)具有由多層金屬薄片和多層橡膠片交錯布置整體硫化成型的圓筒形疊拼橡膠層(31b)，所述圓筒形疊拼橡膠層(31b)套裝在所述導向定位螺桿(33b)上，所述圓筒形疊拼橡膠層(31b) —端與所述兩塊金屬承載板(32b)中的一塊抵接，所述圓筒形疊拼橡膠層(31b)另一端與所述剛性外罩(33a)底面抵接，所述圓筒形疊拼橡膠層(31b)在鎖緊螺母(33c)擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于: 所述大剛度彈性元件(32)具有彈性橡膠基層(32a)，所述彈性橡膠基層(32a)夾持在兩塊金屬承載板(32b)之間并與它們硫化成為整體； 所述彈性體預壓縮裝置(33)具有剛性外罩(33a)，所述剛性外罩(33a)中軸向設置有導向定位螺桿(33b)，所述導向定位螺桿(33b)—端伸出剛性外罩(33a)開口處與所述兩塊金屬承載板(32b)中的一塊固定連接,所述導向定位螺桿(33b)另一端伸出剛性外罩(33a)底面與鎖緊螺母(33c)螺紋連接； 所述小剛度彈性元件(31)具有金屬螺旋彈簧(31c)，所述金屬螺旋彈簧(31c)套裝在所述導向定位螺桿(33b)上，所述金屬螺旋彈簧(31c)—端與所述兩塊金屬承載板(32b)中的一塊抵接，所述金屬螺旋彈簧(31c)另一端與所述剛性外罩(33a)底面抵接，所述金屬螺旋彈簧(31c)在鎖緊螺母(33c)擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于: 所述大剛度彈性元件(32)具有彈性橡膠基層(32a)，所述彈性橡膠基層(32a)夾持在兩塊金屬承載板(32b)之間并與它們硫化成為整體； 所述彈性體預壓縮裝置(33)具有剛性外罩(33a)，所述剛性外罩(33a)中軸向設置有導向定位螺桿(33b),所述導向定位螺桿(33b) 一端伸出剛性外罩(33a)開口處與一塊端面擋板(33d)固定連接，所述導向定位螺桿(33b)另一端伸出剛性外罩(33a)底面與鎖緊螺母(33c)螺紋連接，所述端面擋板(33d)與所述兩塊金屬承載板(32b)中的一塊抵接配合，另一塊金屬承載板(32b)的端面則設置有定位凸臺(34)； 所述小剛度彈性元件(31)具有金屬螺旋彈簧(31c)，所述金屬螺旋彈簧(31c)套裝在所述導向定位螺桿(33b)上，所述金屬螺旋彈簧(31c)—端與所述端面擋板(33d)抵接，所述金屬螺旋彈簧(31c)另一端與所述剛性外罩(33a)底面抵接，所述金屬螺旋彈簧(31c)在鎖緊螺母(33c)擰緊作用下處于預壓縮狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求2~5中任一項所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于:所述彈性體預壓縮裝置(33)的剛性外罩(33a)嵌置在側(cè)架導框(40)的側(cè)面安裝孔中，所述大剛度彈性元件(32 )的另一塊金屬承載板(32b )抵接或懸掛在軸箱承載鞍(10 )的側(cè)面上。
7.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于:所述垂向彈性體(20)包括外壁呈圓錐面的金屬支撐內(nèi)套(21)和內(nèi)壁呈圓錐面的金屬支撐外套(23)，所述金屬支撐內(nèi)套(21)和金屬支撐外套(23)之間設置有與它們硫化成一體的喇叭形橡膠套(22)，從而使垂向彈性體(20)整體上呈圓錐臺形結構。
8.根據(jù)權利要求7所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于:所述金屬支撐外套(23)的圓錐面內(nèi)壁上部平滑設置有圓柱面延伸段(23a)，所述圓柱面延伸段(23a)也與喇叭形橡膠套(22)的外壁上部硫化連接，且所述喇叭形橡膠套(22)的上下兩端均呈內(nèi)凹曲面結構(22a)。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于:所述喇叭形橡膠套(22)由多層喇叭形金屬環(huán)(22b)和多層喇叭形橡膠環(huán)(22c)交錯布置整體硫化成型，所述喇叭形金屬環(huán)(22b)和喇叭形橡膠環(huán)(22c)的母線與金屬支撐外套(23)的圓錐面內(nèi)壁之間的夾角α =15~88°。
10.根據(jù)權利要求7或8所述的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架軸箱變剛度定位裝置，其特征在于:所述金屬支撐外套(23)的上端嵌置在側(cè)架導框(40)的底面安裝孔中，所述金屬支撐內(nèi)套(21)的下端嵌置在軸箱承載鞍(10)的頂面安裝孔中。
【文檔編號】B61F5/30GK103693063SQ201310746907
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】嚴志雄, 姜瑞金, 張良威, 崔紅, 劉鳳偉, 劉文亮, 伏鐵軍, 淡趙軍, 王平平 申請人:南車長江車輛有限公司