專利名稱：：鐵路貨車軸箱彈性懸掛裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架軸箱彈性懸掛裝置，該裝置用于實(shí)現(xiàn)軸箱的彈性定位，進(jìn)一步改善車輛的動(dòng)力學(xué)性能，更有效地提高車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性，達(dá)到延長車輛零部件及鋼軌使用壽命的目的。屬于提高鐵路貨車運(yùn)行性能的技術(shù)措施之一。貨車運(yùn)行中，車輛的載荷是通過搖枕→枕簧→側(cè)架→承載鞍→軸承傳至輪對(duì)。用來約束輪對(duì)、構(gòu)架之間相對(duì)位置的軸箱懸掛裝置，其形狀、構(gòu)造對(duì)輪對(duì)的定位，輪對(duì)的約束控制和抑制輪對(duì)的蛇形運(yùn)動(dòng)均有重要作用。我國鐵路貨車側(cè)架與承載鞍之間多數(shù)為剛性軸箱懸掛。由于這種剛性懸掛不設(shè)置彈性墊，車輛運(yùn)行中易產(chǎn)生兩側(cè)架之間的菱形錯(cuò)位，這種菱形錯(cuò)位將導(dǎo)致車輛的臨界速度降低，易發(fā)生車輛共振，從而使輪軌之間的橫向作用力加大導(dǎo)致輪軌間的磨耗加劇。特別是車輛在曲線上運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)向架的菱形錯(cuò)位將使輪對(duì)與軌道之間產(chǎn)生較大的沖角及較大的導(dǎo)向力，不僅加速輪軌的磨耗，甚至?xí)疖囕v脫軌。中國專利“貨車轉(zhuǎn)向架側(cè)架彈性中支撐及彈性剪切墊”(ZL942209699)公開了一種軸箱彈性懸掛裝置，該裝置設(shè)計(jì)了一種園錐形橡膠堆作為實(shí)現(xiàn)軸箱彈性懸掛的關(guān)鍵部件之一，這種園錐形的橡膠堆，由于復(fù)原力矩小，不能更有效地滿足車輛對(duì)橫向穩(wěn)定性的要求。本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種比ZL942209699公開的軸箱彈性懸掛裝置能更有效地滿足車輛對(duì)橫向穩(wěn)定性要求的軸箱彈性懸掛裝置，使車輛保持良好的運(yùn)行品質(zhì)。本實(shí)用新型技術(shù)方案是對(duì)ZL942209699公開的園錐形彈性橡膠堆進(jìn)行改進(jìn)即在貨車轉(zhuǎn)向架中保留原有的側(cè)架彈性交叉支撐的同時(shí)，將側(cè)架與支承鞍之間的園錐形橡膠堆改為八字形彈性橡膠墊，這樣，原設(shè)置的側(cè)架彈性交叉支撐仍起增加轉(zhuǎn)向架抗菱形錯(cuò)位的作用，而采用八字形橡膠墊的軸箱彈性懸掛裝置聯(lián)接能更有效地緩和輪軌之間的沖擊，改善車輛的動(dòng)力性能，順利通過曲線和減小輪軌的磨耗。選擇設(shè)計(jì)適宜的軸箱縱、橫剛度是本實(shí)用新型能否達(dá)到滿意效果的關(guān)鍵。這要求本實(shí)用新型能方便地選擇垂直剛度以滿足對(duì)垂直撓度的要求；要求動(dòng)力性能有關(guān)參數(shù)應(yīng)容易調(diào)整，來獲取需求的縱向、橫向剛度；要求彈性定位結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且具有較大的旋轉(zhuǎn)復(fù)原力矩。即為了實(shí)施低輪軌作用力，軸箱彈性懸掛裝置用的橡膠件不但要求定位好，而且要求有一定的垂直靜撓度值及合適的縱向、橫向定位剛度。設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)采用平面橡膠墊，要得到較大的橫向剛度，垂直撓度就很小，要想得到大撓度，厚度加厚，橫向剛度就降低，因此很難達(dá)到既增加垂直撓度又提高縱、橫剛度的要求。若選用錐形橡膠堆，其繞軸承主軸旋轉(zhuǎn)復(fù)原力矩較小，車輛的橫向穩(wěn)定性差。故本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種八字形的橡膠墊。這種八字形橡膠墊具有較大的垂直撓度、橫向剛度、縱向剛度和繞X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)復(fù)原力矩，可更好地實(shí)現(xiàn)軸箱的彈性聯(lián)接能更有效地緩和輪軌之間的沖擊，改善車輛的動(dòng)力性能和抑制輪對(duì)的蛇形運(yùn)動(dòng)，利于車輛順利地通過曲線、減少輪軌的磨耗。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1本實(shí)用新型正視裝配示意圖；圖2本實(shí)用新型俯視裝配示意圖；圖3本實(shí)用新型A-A剖視圖；圖4本實(shí)用新型橡膠墊結(jié)構(gòu)圖；圖5本實(shí)用新型B-B剖視圖；圖6本實(shí)用新型F-F剖視圖；圖7轉(zhuǎn)向架的臨界速度與剪切剛度Ks和彎曲剛度Kb關(guān)系圖。本實(shí)用新型由側(cè)架1、承載鞍、彈性橡膠件和壓裝有輪對(duì)的滾動(dòng)軸承5組成，其特征在于側(cè)架1和軸承5之間的彈性橡膠件3為八字形的橡膠墊；八字形的橡膠墊3由硫化為一體的八字形橡膠體7、上襯板6下襯板8構(gòu)成；上襯板6用普通鋼板壓制成，其上焊有定位銷9用來與上襯板6形狀一樣的上承載鞍2的下表面裝配在一起；下襯板8用普通鋼板壓制成，其上焊有定位銷10，用于與下襯板形狀一樣的下承載鞍4的上表面裝配在一起；下承載鞍4的下表面加工有與軸承5相吻合的弧面使其坐裝在軸承5上，下承載鞍4的兩側(cè)面E通過其上導(dǎo)槽4-1與側(cè)架1導(dǎo)臺(tái)1-1間隙組裝；上承載鞍2的上平面C為凹形與側(cè)架1承臺(tái)面相接觸，C面中央焊有定位銷14與側(cè)架1聯(lián)接裝配，上承載鞍2的兩個(gè)上斜面D與側(cè)架間留有間隙。設(shè)轉(zhuǎn)向架的軸箱定位剛度橫向?yàn)镵x、縱向?yàn)镵y這種聯(lián)接可用兩輪對(duì)之間的彎曲剛度Kb和剪切剛度Ks表示，適當(dāng)選取八字型橡膠墊的縱向和橫向剛度可使轉(zhuǎn)向架的兩輪對(duì)之間產(chǎn)生合適的剪切剛度Ks和彎曲剛度Kb。故本實(shí)用新型可以通過改變彈性橡膠墊3的橡膠體7的硬度、厚度、幾何尺寸，來調(diào)整縱向、橫向剛度和撓度值，滿足對(duì)不同動(dòng)力參數(shù)的要求，使其有較好的曲線通過性能與垂直、水平動(dòng)力性能；如改變八字面與軸承5的包角α，可使橡膠墊3的三個(gè)面的彈性主軸的焦點(diǎn)交于軸承的下方，以保證彈性支承有較大的抗側(cè)滾、抗點(diǎn)頭、抗搖頭振動(dòng)能力和復(fù)原系數(shù)，可更有效地抑制輪對(duì)的蛇形運(yùn)動(dòng)。如果把軸承5作為剛體，且有X，Y，Z三個(gè)方向主軸，橡膠件支承在軸承5上，當(dāng)軸承5沿X，Y，Z軸和繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，橡膠彈性件將產(chǎn)生復(fù)原力和復(fù)原力矩，其復(fù)原系數(shù)有K11、K22、K33、K44、K55、K66，通過公式計(jì)算，平面橡膠墊的K66≈0，K44為負(fù)值。而八字形橡膠墊3復(fù)原系數(shù)繞X軸為正值、繞Z軸有較大的數(shù)值。某軸重23噸轉(zhuǎn)向架用平面橡膠墊、園錐形橡膠堆和八字形橡膠墊，復(fù)原系數(shù)對(duì)比如下表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="531">復(fù)原系數(shù)平面墊八字墊園錐形橡膠墊K11kgf/cm314031902700K22kgf/cm314074002700K33kgf/cm1402302442013000K44kgf/cm-1133540119780-667000K55kgf/cm113354012360667000K66kgf/cm≈0514440≈0撓度(mm)1-25-8約8</table></tables>從表1可知，平面墊雖有較大的縱、橫剛度，但垂直撓度小(一般為1-2mm)，且繞X軸旋轉(zhuǎn)復(fù)原系數(shù)K44為負(fù)值，繞Z軸旋轉(zhuǎn)復(fù)原系數(shù)K66很小(≈0)。圓錐形橡膠堆雖有較大的繞度和縱、橫剛度，但繞X軸旋轉(zhuǎn)復(fù)原系數(shù)K44為負(fù)值，繞Z軸的旋轉(zhuǎn)復(fù)原系數(shù)K66很小(≈0)，只有八字形橡膠墊既具有較大的垂直撓度，又有更大的縱、橫剛度(K22、K11)及繞Y軸和Z軸的回轉(zhuǎn)剛度(K55、K66)。而圓錐形軸箱橡膠堆其防旋轉(zhuǎn)剛度小，不能更好地抑制輪對(duì)的蛇行運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)其臨界速度約為90km/h，橫向性能尚不夠滿意。故平面及圓錐形橡膠件均不能完全有效地抑制輪對(duì)的蛇行運(yùn)行，改善轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力性能、曲線通過性能和降低輪軌的磨耗。而本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的八字型彈性橡膠墊，其垂直撓度值可達(dá)5-8mm，蛇行運(yùn)動(dòng)臨界速度可達(dá)140km/h，能夠有效地改善轉(zhuǎn)向架動(dòng)力性能及減少輪軌磨耗。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的八字形橡膠墊的動(dòng)力性能參數(shù)由橡膠墊的硬度、厚度、幾何參數(shù)、包角α而定，調(diào)整上述因素能得到所需的縱、橫剛度和撓度值。使其既有較好的曲線通過性能，又有較高的臨界速度。如改變八字面與軸承的包角α，可使橡膠墊3的三面彈性主軸焦點(diǎn)交于軸承的下方，以保證有較大的防旋轉(zhuǎn)的復(fù)原力矩，以便更好地抑制輪對(duì)的蛇行運(yùn)動(dòng)。故本實(shí)用新型具有可方便地選擇和調(diào)整其垂直剛度、達(dá)到所需的繞度，以滿足低輪軌力要求的優(yōu)點(diǎn)。權(quán)利要求1.一種鐵路貨車軸箱彈性懸掛裝置，由側(cè)架(1)、承載鞍、彈性橡膠件和壓裝有輪對(duì)的滾動(dòng)軸承(5)組成，其特征在于側(cè)架(1)和軸承(5)之間的彈性橡膠件(3)為八字形的橡膠墊；八字形的橡膠墊(3)由硫化為一體的八字形橡膠體(7)、上襯板(6)下襯板(8)構(gòu)成；上襯板(6)用普通鋼板壓制成，其上焊有定位銷(9)用來與上襯板(6)形狀一樣的上承載鞍(2)的下表面裝配在一起；下襯板(8)用普通鋼壓制成，其上焊有定位銷(10)，用于與下襯板形狀一樣的下承載鞍(4)的上表面裝配在一起；下承載鞍(4)的下表面加工有與軸承(5)相吻合的弧面使其坐裝在軸承(5)上，下承載鞍(4)的兩側(cè)面(E)通過其上導(dǎo)槽(4-1)與側(cè)架(1)導(dǎo)臺(tái)(1-1)間隙組裝；上承載鞍(2)的上平面(C)為凹形與側(cè)架(1)承臺(tái)面相接觸，(C)面中央焊有定位銷(14)與側(cè)架(1)聯(lián)接裝配，上承載鞍(2)的兩個(gè)上斜面(D)與側(cè)架(1)間留有間隙。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架軸箱彈性懸掛裝置；其包括側(cè)架、上承載鞍、八字形彈性橡膠墊、下承載鞍、其上壓裝有輪對(duì)的滾動(dòng)軸承。由于本裝置在側(cè)架與承載鞍之間設(shè)置的彈性橡膠件為八字形，可有效地改善軸箱的彈性定位性能；使軸箱懸掛能獲得比錐形橡膠堆更適宜的垂直撓度和縱、橫剛度。本實(shí)用新型的這種軸箱彈性懸掛，可更有效地降低輪軌的沖擊和抑制輪對(duì)的蛇行運(yùn)動(dòng)，達(dá)到改善轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力性能和曲線通過性能，減小輪軌磨耗的目的。文檔編號(hào)B61F5/08GK2259335SQ9620493公開日1997年8月13日申請(qǐng)日期1996年3月20日優(yōu)先權(quán)日1996年3月20日發(fā)明者朱公然,馬志援,高利民,呂可維,段揚(yáng)名申請(qǐng)人:齊齊哈爾車輛廠