專利名稱：一種平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鐵路車輛轉(zhuǎn)向架配置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的設(shè)置在鐵路車輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與軸箱之間的調(diào)控機(jī)構(gòu)。
眾所周知，當(dāng)機(jī)車牽引運(yùn)行時，由于牽引力的作用，將會產(chǎn)生復(fù)雜的軸重轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。隨著機(jī)車起動、爬坡、下坡和通過曲線所產(chǎn)生的機(jī)車軸重失衡會嚴(yán)重影響機(jī)車粘著重量的利用，并使軌距變形，增大輪對與路軌的磨損，降低車輛運(yùn)行的安全系數(shù)。為解決鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移這一難題，各國都在進(jìn)行積極并富有成效的探索。如中國專利CN1010847B中公開了一種車輛轉(zhuǎn)向架的自行調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)技術(shù)，它由兩根斜向布置的軸箱拉桿將輪對與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架連結(jié)在一起，構(gòu)成空間四連桿機(jī)構(gòu)對輪對進(jìn)行調(diào)控。中國專利CN86100677B公開了美國布德公司提出的在鐵路轉(zhuǎn)向架兩側(cè)梁之間設(shè)置供調(diào)平衡的柔性橫梁技術(shù)，通過橫梁的小幅度彎曲和擺動以供調(diào)平衡。美國G.M公司與德國Siemens公司聯(lián)合開發(fā)的SD60M-AC及SD70M-AC新一代內(nèi)燃機(jī)車，通過采用交流傳動、微機(jī)控制及徑向轉(zhuǎn)向架等技術(shù)，提高了輪軌粘著水平和牽引力。德國AEG公司在推出的12X新型機(jī)車上裝配了一種迫導(dǎo)向徑向轉(zhuǎn)向架，其特點是根據(jù)機(jī)車通過曲線時，轉(zhuǎn)向架相對于車體的轉(zhuǎn)角強(qiáng)迫輪對出于徑向位置，減小沖角，控制平衡。上述這些技術(shù)對控制機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移，提高輪對的粘著力起了重要的作用。但這些技術(shù)均采取強(qiáng)制措施來調(diào)控機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移，由于機(jī)車運(yùn)行中的軸重轉(zhuǎn)移是實際存在的，而單靠利用外力和其它的強(qiáng)制措施來限制這種軸重轉(zhuǎn)移，往往難以達(dá)到理想的調(diào)控效果。同時調(diào)控的手段比較單一，大多數(shù)采用轉(zhuǎn)向架輪對之間的平行調(diào)控措施，所以難以調(diào)控機(jī)車運(yùn)行中由多種因素造成的軸重轉(zhuǎn)移。
本實用新型的目的就在于提供一種利用機(jī)車運(yùn)行中由軸重轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的力來消除機(jī)車自身軸重轉(zhuǎn)移的調(diào)控機(jī)構(gòu)，提高機(jī)車輪對粘著水平和上、下坡時的牽引能力，減少軸重轉(zhuǎn)移帶來的危害。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的利用機(jī)車通過曲線時產(chǎn)生的側(cè)壓力自動調(diào)控機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移?？稍跈C(jī)車兩側(cè)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和軸箱之間設(shè)置一種由一至三個滑塊調(diào)控裝置組成的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)；所說的滑塊調(diào)控裝置包括滑塊、曲桿、調(diào)控桿、力臂、連動板和連桿，滑塊固定在軸箱翼側(cè)的構(gòu)架側(cè)梁上，力臂固定在軸箱的兩側(cè)，曲桿穿入滑塊連接通孔并與力臂鉸接，調(diào)控桿分別與力臂、連桿和構(gòu)架側(cè)梁鉸接，連動板與曲桿、調(diào)控桿鉸接并與力臂平行。
或者利用機(jī)車風(fēng)缸的動力和機(jī)車運(yùn)行中產(chǎn)生的側(cè)壓力，綜合調(diào)控機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移。可將滑塊調(diào)控裝置增設(shè)一至二個風(fēng)缸調(diào)控器，每個風(fēng)缸調(diào)控器由風(fēng)缸、勾貝桿、推力杠桿和力桿組成，風(fēng)缸固定在構(gòu)架側(cè)梁上，其進(jìn)風(fēng)口與總風(fēng)缸的三位四通閥相接，勾貝桿與推力杠桿鉸鏈連接并通過推力杠桿與滑塊調(diào)控裝置的連桿鉸接，力桿固定在構(gòu)架側(cè)梁上并與推力杠桿鉸接。
或者利用機(jī)車風(fēng)缸的動力和機(jī)車運(yùn)行中產(chǎn)生的側(cè)壓力，采用電路控制器實現(xiàn)自動調(diào)控機(jī)車運(yùn)行中的軸重轉(zhuǎn)移?？蓪⒒瑝K調(diào)控裝置在增設(shè)風(fēng)缸調(diào)控器的基礎(chǔ)上再設(shè)置一個電門控制器。所說的電門控制器由行程開關(guān)、連接桿、牽引桿、力臂、活動拐臂和力桿組成，行程開關(guān)固定在構(gòu)架側(cè)梁上，連接桿的兩端分別與行程開關(guān)的擺頭和牽引桿鉸接，活動拐臂的兩端分別與力臂和力桿鉸鏈連接。
本實用新型的優(yōu)點是一是設(shè)計新穎，綜合調(diào)控能力強(qiáng)。在機(jī)車起動或爬坡時，通過操縱風(fēng)缸調(diào)控器，使機(jī)車架體前爬，調(diào)控車體與輪對的位移，增強(qiáng)輪對與路軌的粘著水平，提高機(jī)車的牽引力。當(dāng)機(jī)車通過曲線時，通過電門控制器或滑塊調(diào)控裝置調(diào)控機(jī)車運(yùn)行中的側(cè)壓力和輪緣切向阻力，使機(jī)車通過曲線時相當(dāng)于在平道直線上運(yùn)行。當(dāng)機(jī)車起伏或上下震動時，電門控制器通過滑塊調(diào)控裝置自動進(jìn)行調(diào)控。經(jīng)測算，采用這種調(diào)控機(jī)構(gòu)以后，機(jī)車運(yùn)行中的橫向力、沖角和輪緣磨耗系數(shù)均為零。
二是結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。這套調(diào)控機(jī)構(gòu)，不僅改進(jìn)了輪架結(jié)構(gòu)，降低了輪緣磨損，延長了機(jī)車的使用壽命，而且不需要對現(xiàn)行轉(zhuǎn)向架進(jìn)行大的改造，特別是不會影響機(jī)車原有的機(jī)械性能，且安全可靠。
三是有效地降低了軸重轉(zhuǎn)移，減少了機(jī)車部件的非正常損壞。如ND5型機(jī)車，當(dāng)機(jī)車通過的曲線半徑為300米，時速為70公里，機(jī)車總控噸位約15噸時，該調(diào)控機(jī)構(gòu)可使兩軌之間的重力達(dá)到平衡，時速可在原來的基礎(chǔ)上提高27.62公里，在千分之六的坡道上運(yùn)行時可增加機(jī)車的牽引能力133.76噸，輪緣沖角減少0.855度。同時，安裝上這種調(diào)控機(jī)構(gòu)，由于降低了機(jī)車的非正常破壞，減少了輪緣與路軌的磨損，僅這一項濟(jì)南鐵路機(jī)務(wù)段每年就可以節(jié)省因更換輪對等部件的費用約72萬元，可為國家節(jié)省大量鋼材。
四是用途廣泛，適用性強(qiáng)。既可廣泛地使用在ND5型內(nèi)燃機(jī)車上，又可使用在東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車上，還可在現(xiàn)行鐵路車輛上廣泛應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述


圖1是本實用新型安裝在ND5型內(nèi)燃機(jī)車上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型安裝在東風(fēng)-4型內(nèi)燃機(jī)車上的結(jié)構(gòu)示意圖3是本實用新型安裝在鐵路車輛轉(zhuǎn)向架上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型滑塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是電門控制器的行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型風(fēng)缸調(diào)控原理示意圖；圖7是本實用新型電門調(diào)控原理示意圖。
如
圖1、4、5所示，這是設(shè)在ND5型內(nèi)燃機(jī)車上的一種平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁13和軸箱12之間與輪對數(shù)量相應(yīng)地設(shè)置了三個滑塊調(diào)控裝置、二個風(fēng)缸調(diào)控器和電門控制器。每個滑塊調(diào)控裝置由滑塊14、曲桿15、調(diào)控桿17和21、力臂6和20、連動板16、連桿18組成，滑塊14固定在軸箱12翼側(cè)的構(gòu)架側(cè)梁13上，它由滑床30、滑動塊29和連接軸31組成，滑動塊29鑲嵌在能使其橫向滑動的滑床30內(nèi)，連接軸31采用了活動連接方式設(shè)置在滑動塊29的中心，在連接軸31軸心線上垂直地設(shè)置一個連接通孔7；力臂6和20固定在軸箱12兩側(cè)，曲桿15穿入滑塊連接通孔7并與力臂6鉸接，調(diào)控桿17和21分別與力臂6和20、連桿18、構(gòu)架側(cè)梁13鉸接，連動板16與曲桿15、調(diào)控桿17鉸接并與力臂6平行。同時，在構(gòu)架側(cè)梁13兩端設(shè)置了兩組大小相同、方向相反的風(fēng)缸調(diào)控器3，每個風(fēng)缸調(diào)控器3由風(fēng)缸8、勾貝桿9、推力杠桿10、力桿11組成，風(fēng)缸8為雙向風(fēng)缸，直徑為110mm，其進(jìn)風(fēng)口分別與總風(fēng)缸的減壓閥相接，勾貝桿9與推力杠桿10鉸鏈連接并通過推力杠桿10與滑塊調(diào)控裝置2的連桿18鉸接，力桿11固定在構(gòu)架側(cè)梁13上并與推力杠桿10鉸接。電門控制器1由行程開關(guān)28、連接桿27、牽引桿26、力臂22、活動拐臂23和力桿24組成，行程開關(guān)28固定在構(gòu)架側(cè)梁13上，它包括擺頭34、K1滑動電門33和K2滑動電門35、電門簧32和36、滑槽37以及外殼38，在擺頭34的兩側(cè)分別設(shè)置K1滑動電門33和K2滑動電門35、電門簧32和36并將它們設(shè)置在滑槽37內(nèi)，連接桿27的兩端分別與擺頭29和牽引桿26鉸接，活動拐臂23的兩端分別與力臂22和力桿24鉸鏈連接。
本實用新型的調(diào)控原理和調(diào)控過程是1、滑塊調(diào)控裝置在機(jī)車通過曲線時能自行調(diào)控機(jī)車的軸重轉(zhuǎn)移。
如
圖1、3所示，當(dāng)機(jī)車拐彎車體向外側(cè)滾時，構(gòu)架側(cè)梁下沉使滑動塊向右移動，在曲桿的作用下調(diào)控桿上頂將構(gòu)架側(cè)梁上抬，此時外側(cè)的構(gòu)架上抬。滑動塊向左移動，在曲桿的作用下使構(gòu)架下沉，自行調(diào)控了軸重轉(zhuǎn)移，保持了輪對與構(gòu)架之間的相對平衡，降低輪緣與路軌的磨損。當(dāng)機(jī)車高速運(yùn)行時，滑塊調(diào)控裝置還能有效地控制車體的蛇形運(yùn)動。
2、利用風(fēng)缸調(diào)控器可以增強(qiáng)滑塊調(diào)控裝置的調(diào)控能力。
如
圖1、2、3所示，當(dāng)機(jī)車起動牽引、區(qū)間加速和上坡時，為提高機(jī)車的牽引能力，按下風(fēng)缸開關(guān)1EJ，常閉點2EJ、4EJ斷開，使機(jī)車兩側(cè)8個風(fēng)缸的勾貝桿向前推出，在推力杠桿的作用下使連桿向后移動，帶動調(diào)控桿使構(gòu)架前移下沉，提高輪對的粘著力并控制了機(jī)車起動時的軸重轉(zhuǎn)移；當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到下坡時，按下風(fēng)缸開關(guān)2EJ，常閉點1EJ、3EJ斷開，使機(jī)車兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上8個風(fēng)缸的勾貝桿同時向后推出，在推力杠桿的作用下使連桿向前移動，帶動調(diào)控桿使構(gòu)架后移，調(diào)控機(jī)車下坡時的軸重轉(zhuǎn)移；當(dāng)機(jī)車拐彎時，按下風(fēng)缸開關(guān)3EJ，開關(guān)1EJ、4EJ斷開，或按下風(fēng)缸開關(guān)4EJ，使2EJ、3EJ斷開，使構(gòu)架兩側(cè)的風(fēng)缸作相向運(yùn)動，在兩側(cè)推力杠桿的作用下使構(gòu)架兩側(cè)的連桿向兩個相反方向運(yùn)動，內(nèi)側(cè)沉架，輪對后移，架子前調(diào)；外側(cè)構(gòu)架上抬，輪對前移，架子后調(diào)，控制軸重轉(zhuǎn)移。
3、利用電門控制器，可以通過風(fēng)缸調(diào)控器的電路控制，進(jìn)一步提高滑塊調(diào)控裝置的自控能力。
當(dāng)機(jī)車在運(yùn)行中產(chǎn)生振動，出現(xiàn)構(gòu)架下沉?xí)r，活動拐臂隨力桿下拉，帶動牽引桿并使連接桿右推，行程開關(guān)的擺頭向右打開右側(cè)的K1滑動電門，繼而拉動滑床左移，構(gòu)架升高，使K1滑動電門控制的風(fēng)缸勾貝桿向右推出，通過推力杠桿使連桿向左移動，調(diào)控桿使構(gòu)架上抬，控制構(gòu)架下沉。當(dāng)構(gòu)架不再下沉?xí)r，K1滑動電門失去推力而自動復(fù)位，關(guān)閉風(fēng)缸氣門，恢復(fù)正常狀態(tài)。同樣，當(dāng)機(jī)車振動出現(xiàn)構(gòu)架上抬時，活動拐臂隨力桿上頂，帶動牽引桿并使連接桿左推，行程開關(guān)的擺頭向左打開左側(cè)的K2滑動電門，繼而推動滑床右移，構(gòu)架下沉，使K2滑動電門控制的風(fēng)缸勾貝桿向左推出，通過推力杠桿使連桿向右移動，調(diào)控桿迫使構(gòu)架下沉，控制構(gòu)架上抬。當(dāng)構(gòu)架不再上抬時，K2滑動電門失去推力而自動復(fù)位，關(guān)閉風(fēng)缸氣門，恢復(fù)正常狀態(tài)。
如圖2所示，這是對東風(fēng)-4型內(nèi)燃機(jī)車的軸箱和圓彈簧稍作改造后按裝的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)。根據(jù)需要也可按裝電門控制器。
如圖6所示，這是鐵路車輛轉(zhuǎn)向架上按裝的這種調(diào)控機(jī)構(gòu)，根據(jù)輪對數(shù)量僅設(shè)置了兩個滑塊調(diào)控裝置。
權(quán)利要求1.一種平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)，包括構(gòu)架側(cè)梁(13)、輪對(19)、軸箱(12)，其特征是在構(gòu)架側(cè)梁(13)和軸箱(12)之間設(shè)置一至三個滑塊調(diào)控裝置(2)；所說的滑塊調(diào)控裝置由滑塊(14)、曲桿(15)、調(diào)控桿(17)(21)、力臂(6)(20)、連動板(16)和連桿(18)組成，滑塊(14)固定在軸箱(12)翼側(cè)的構(gòu)架側(cè)梁(13)上，力臂(6)(20)固定在軸箱(12)兩側(cè)，曲桿(15)穿入滑塊連接通孔(7)并與力臂(6)鉸接，調(diào)控桿(17)(21)分別與力臂(6)(20)、連桿(18)和構(gòu)架側(cè)梁(13)鉸接，連動板(16)與曲桿(15)、調(diào)控桿(17)鉸接并與力臂(6)平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的滑塊調(diào)控裝置(2)還設(shè)有一至二個風(fēng)缸調(diào)控器(3)，它由風(fēng)缸(8)、勾貝桿(9)、推力杠桿(10)、力桿(11)組成，風(fēng)缸(8)固定在構(gòu)架側(cè)梁(13)上，其進(jìn)風(fēng)口與總風(fēng)缸的三位四通閥相接，勾貝桿(9)與推力杠桿(10)鉸鏈連接并通過推力杠桿(10)與滑塊調(diào)控裝置(14)的連桿(18)鉸接，力桿(11)固定在構(gòu)架側(cè)梁(13)上并與推力杠桿(10)鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的滑塊調(diào)控裝置(2)還設(shè)有電門控制器(1)，它由行程開關(guān)(28)、連接桿(27)、牽引桿(26)、力臂(22)、活動拐臂(23)和力桿(24)組成，行程開關(guān)(28)固定在構(gòu)架側(cè)梁(13)上，連接桿(27)的兩端分別與行程開關(guān)(28)的擺頭(34)和牽引桿(26)鉸接，活動拐臂(23)的兩端分別與力臂(22)和力桿(24)鉸鏈連接。
專利摘要本實用新型公開了一種平衡鐵路車輛軸重轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)向架調(diào)控機(jī)構(gòu)，它包括構(gòu)架側(cè)梁、輪對、軸箱和滑塊調(diào)控裝置，利用機(jī)車運(yùn)行中由軸重轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的力來消除機(jī)車自身軸重轉(zhuǎn)移。該調(diào)控機(jī)構(gòu)，能有效地減少機(jī)車運(yùn)行中的橫向力、沖角和輪緣磨耗系數(shù)，提高輪對粘著水平和牽引能力，消除軸重轉(zhuǎn)移帶來的危害，機(jī)車通過曲線時相當(dāng)于在直線上運(yùn)行。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，安裝方便，不影響機(jī)車原有的機(jī)械性能，可廣泛應(yīng)用在鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架上。
文檔編號B61F5/00GK2262515SQ9622763
公開日1997年9月17日 申請日期1996年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月17日
發(fā)明者韓傳明, 李廣才, 席善波 申請人:韓傳明