貨車轉(zhuǎn)向架軸箱定位裝置的制作方法

本發(fā)明屬于軌道車輛貨車轉(zhuǎn)向架的零部件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種貨車轉(zhuǎn)向架軸箱定位裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)鐵路貨運(yùn)的高速發(fā)展，快運(yùn)貨車已成為鐵路貨車的一個(gè)重要發(fā)展方向。然而，隨著運(yùn)行速度的提高，傳統(tǒng)的貨車轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置已不能滿足轉(zhuǎn)向架一系緩解高頻激擾、吸收振動(dòng)能量及提供彈性定位的需求；同時(shí)，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置，其轉(zhuǎn)臂固定端通過(guò)彈性節(jié)點(diǎn)與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架連接，轉(zhuǎn)臂可繞固定端轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)端軸箱分為上下兩半，通過(guò)螺栓連接，將輪對(duì)軸承卡入其中，旋轉(zhuǎn)端頂部有彈性墊板和鋼彈簧，承于構(gòu)架下方，實(shí)現(xiàn)輪對(duì)的彈性定位，旋轉(zhuǎn)端端部與構(gòu)架間使用液壓減振器吸收振動(dòng)能量，然而，由于轉(zhuǎn)臂頂部采用彈性墊板加鋼彈簧，定位裝置垂向剛度為恒定值，無(wú)法有效控制貨車轉(zhuǎn)向架空、重車的撓度差，單獨(dú)的垂向液壓減振器無(wú)法滿足貨車轉(zhuǎn)向架空、重車不同的減振力的需求，且轉(zhuǎn)臂軸箱無(wú)密封結(jié)構(gòu)，難以防止貨車運(yùn)行時(shí)煤渣、粉塵等污染物滲入軸箱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種能滿足高速貨車運(yùn)行要求的貨車轉(zhuǎn)向架軸箱定位裝置，實(shí)現(xiàn)軸箱定位裝置在空車和重車狀態(tài)下的變剛度及變減振力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的貨車轉(zhuǎn)向架軸箱定位裝置，包括由定位轉(zhuǎn)臂和夾緊箍圍合形成的軸箱體、設(shè)置在軸箱體空腔內(nèi)的輪對(duì)軸承、安裝在軸箱體空腔外端的軸箱端蓋、布置在定位轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)端上頂面承臺(tái)與構(gòu)架前端之間的軸箱彈性懸掛系統(tǒng)及位于軸箱 體一側(cè)的構(gòu)架端部與定位轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)端端部之間的垂向液壓減振器；所述軸箱彈性懸掛系統(tǒng)內(nèi)置在所述構(gòu)架端部的軸箱彈簧安裝筒內(nèi)，所述垂向液壓減振器固定安裝在所述構(gòu)架端面的垂向液壓減振器安裝座上，所述定位轉(zhuǎn)臂固定端通過(guò)彈性定位節(jié)點(diǎn)組成與構(gòu)架底部的轉(zhuǎn)臂座連接。

所述軸箱彈性懸掛系統(tǒng)包括設(shè)置于承臺(tái)底面上的環(huán)形橡膠緩沖墊、以并聯(lián)形式抵壓在環(huán)形橡膠緩沖墊上的內(nèi)鋼彈簧和外鋼彈簧，以及內(nèi)襯在內(nèi)鋼彈簧中的一系橡膠彈簧，且所述一系橡膠彈簧的頂部位于內(nèi)鋼彈簧和外鋼彈簧的上端面，所述一系橡膠彈簧的底部穿過(guò)內(nèi)鋼彈簧設(shè)置在環(huán)形橡膠緩沖墊中部圓孔與承臺(tái)底面之間。

進(jìn)一步地，所述一系橡膠彈簧包括位于所述內(nèi)鋼彈簧中央的倒T型錐柱、由多層金屬薄片和多層橡膠片交錯(cuò)布置整體硫化成型的疊拼橡膠層，以及位于疊拼橡膠層外側(cè)的剛性承臺(tái)，所述剛性承臺(tái)的頂部位于內(nèi)鋼彈簧和外鋼彈簧的上端面，所述倒T型錐柱底部插入所述疊拼橡膠層的中間通孔直至設(shè)置在環(huán)形橡膠緩沖墊中部圓孔與承臺(tái)底面之間。

進(jìn)一步地，所述彈性定位節(jié)點(diǎn)組成包括圍合布置在定位轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)端軸孔內(nèi)的兩個(gè)彈性定位套、內(nèi)襯在兩個(gè)彈性定位套圍合形成的彈性腔體內(nèi)的兩個(gè)剛性定位套及一個(gè)定位螺栓；所述彈性定位節(jié)點(diǎn)組成內(nèi)置在所述轉(zhuǎn)臂座的安裝腔內(nèi)，所述定位螺栓依次穿過(guò)所述轉(zhuǎn)臂座一側(cè)吊板的固定孔、彈性腔體、兩個(gè)剛性定位套圍合形成的定位腔體及直至穿過(guò)所述轉(zhuǎn)臂座另一側(cè)吊板的固定孔并通過(guò)螺母固定，兩個(gè)所述剛性定位套的一端均延伸至在彈性腔體的中間部位、且另一端均延伸至所述轉(zhuǎn)臂座另一側(cè)吊板的固定孔內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述吊板的固定孔是由與構(gòu)架相連的上吊板和下卡板圍合形成的固定孔，且通過(guò)螺栓由下往上將所述下卡板與所述上吊板固定連接。

進(jìn)一步地，所述垂向液壓減振器為具有二級(jí)減振力的垂向液壓減振器。

進(jìn)一步地，所述定位轉(zhuǎn)臂和所述夾緊箍與軸承后擋的密封均為迷宮密封結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述定位轉(zhuǎn)臂端面設(shè)置有提吊擋肩，所述垂向液壓減振器安裝座上設(shè)置有與所述提吊擋肩相配合的輪對(duì)提吊。

進(jìn)一步地，所述夾緊箍的中間部位設(shè)置有紅外軸溫探測(cè)孔，且所述紅外軸溫探測(cè)孔與所述輪對(duì)軸承之間襯有橡膠防塵套。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用的軸箱彈性懸掛系統(tǒng)有效減小了車輛高速運(yùn)行時(shí)的高頻沖擊，由于增設(shè)了具備承載及減振功能的一系橡膠彈簧，增加了重車工況轉(zhuǎn)向架的一系垂向剛度，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架軸箱體的變剛度；

2、采用具有二級(jí)減振功能的垂向液壓減振器，配合轉(zhuǎn)向架重車工況中介入的一系橡膠彈簧，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架軸箱彈性懸掛系統(tǒng)的減振力；

3、夾緊箍的中間部位設(shè)置有紅外軸溫探測(cè)孔，解決了現(xiàn)有貨車構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架一系軸箱在線路運(yùn)行時(shí)不能采用紅外線測(cè)溫技術(shù)的不足，可實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)下的列車軸承溫度，避免因漏探造成的熱軸故障，保證鐵路運(yùn)輸安全；

4、由于夾緊箍的中間部位設(shè)置有紅外軸溫探測(cè)孔，因此，在紅外軸溫探測(cè)孔與輪對(duì)軸承之間設(shè)置有橡膠防塵套，從而有效防止塵污從夾緊箍中間部位滲入；定位轉(zhuǎn)臂和夾緊箍分別與軸承后擋的密封均為迷宮密封結(jié)構(gòu)，有效提高了軸箱體的防塵防油污能力；

5、提吊擋肩與輪對(duì)提吊相配合，使得在構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架被提起時(shí)防止軸箱體與構(gòu)架分離。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明貨車轉(zhuǎn)向架軸箱定位裝置整體安裝立體結(jié)構(gòu)部分剖視示意圖；

圖2為圖1中軸箱彈性懸掛系統(tǒng)的剖視示意圖；

圖3為圖2中一系橡膠彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中彈性定位節(jié)點(diǎn)組成安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的A-A示意圖；

圖6為圖1中軸箱體的空腔結(jié)構(gòu)密封示意圖。

圖中各部件標(biāo)號(hào)如下：

軸箱體110、軸箱端蓋111、空腔112、輪對(duì)軸承113(其中：軸承后擋113a)、橡膠防塵套114、定位轉(zhuǎn)臂120、承臺(tái)121(其中：底面121a)、提吊擋肩122、軸孔123、彈性定位節(jié)點(diǎn)組成130、定位螺栓131、剛性定位套132、彈性定位套133、彈性腔體134、定位腔體135、迷宮密封結(jié)構(gòu)140、軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150、橡膠緩沖墊151(其中：中部圓孔151a)、內(nèi)鋼彈簧152、外鋼彈簧153、一系橡膠彈簧154(其中：倒T型錐柱154a、金屬薄片154b、橡膠片154c、疊拼橡膠層154d、剛性承臺(tái)154e、中間通孔154f)、夾緊箍160、紅外軸溫探測(cè)孔161、垂向液壓減振器170、垂向液壓減振器安裝座171、構(gòu)架200、轉(zhuǎn)臂座210、吊板211、上吊板212、下卡板213、固定孔214、安裝腔215、軸箱彈簧安裝筒220、輪對(duì)提吊230。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示的貨車轉(zhuǎn)向架軸箱定位裝置，包括軸箱體110、定位轉(zhuǎn)臂120、彈性定位節(jié)點(diǎn)組成130、構(gòu)架200、軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150、夾緊箍160及垂向液壓減振器170。軸箱體110由定位轉(zhuǎn)臂120和夾緊箍160圍合后通過(guò)螺栓固定形成，結(jié)合圖6所示，軸箱體110的空腔112內(nèi)設(shè)置有輪對(duì)軸承113，軸箱體110的空腔112外端安裝有軸箱端蓋111；結(jié)合圖2所示，定位轉(zhuǎn)臂120旋轉(zhuǎn)端的上頂面設(shè)置有承臺(tái)121，軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150布置在承臺(tái)121與構(gòu)架200前端之間，即軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150內(nèi)置在構(gòu)架200端部的軸箱彈簧安裝筒220，軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150下底面抵在承臺(tái)121上；垂向液壓減振器170布置在位于軸箱體110一側(cè)的構(gòu)架200端部與定位轉(zhuǎn)臂120旋轉(zhuǎn)端端部之間，且垂向液壓減振器170固定安裝在構(gòu)架200端面的垂向液壓減振器安裝座171上；定位轉(zhuǎn)臂120固定端通過(guò)彈性定 位節(jié)點(diǎn)組成130與構(gòu)架200底部的轉(zhuǎn)臂座210連接。

本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于：如圖2所示，軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150包括設(shè)置于承臺(tái)121底面上的環(huán)形橡膠緩沖墊151、以并聯(lián)形式抵壓在環(huán)形橡膠緩沖墊151上的內(nèi)鋼彈簧152和外鋼彈簧153，以及內(nèi)襯在內(nèi)鋼彈簧152中的一系橡膠彈簧154，結(jié)合圖3所示，本實(shí)施例中一系橡膠彈簧154包括位于內(nèi)鋼彈簧152中央的倒T型錐柱154a、由多層金屬薄片154b和多層橡膠片154c交錯(cuò)布置整體硫化成型的疊拼橡膠層154d，以及位于疊拼橡膠層154d外側(cè)的剛性承臺(tái)154e，剛性承臺(tái)154e的頂部位于內(nèi)鋼彈簧152和外鋼彈簧153的上端面，倒T型錐柱154a底部插入疊拼橡膠層154d的中間通孔154f直至設(shè)置在環(huán)形橡膠緩沖墊151中部圓孔151a與承臺(tái)121底面121a之間。一系橡膠彈簧154在空車狀態(tài)時(shí)與環(huán)形橡膠緩沖墊151的上端平面松脫分離，一系橡膠彈簧154在重車狀態(tài)時(shí)穿過(guò)與環(huán)形橡膠緩沖墊151的中部圓孔151a抵接承壓在承臺(tái)上平面上。

該軸箱彈性懸掛系統(tǒng)150有效減小了車輛高速運(yùn)行時(shí)的高頻沖擊，由于增設(shè)了具備承載及減振功能的一系橡膠彈簧154，增加了重車工況構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架的一系垂向剛度，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架軸箱體的變剛度。

本發(fā)明的軸箱彈性懸掛系統(tǒng)工作原理如下：

在軸箱定位裝置處于初裝狀態(tài)或空車工況時(shí)，一系橡膠彈簧下端懸空，輪對(duì)的垂向振動(dòng)直接傳遞至定位轉(zhuǎn)臂上，繼而被外鋼彈簧、內(nèi)鋼彈簧和橡膠緩沖墊緩解，沖擊能量最終在振動(dòng)中被橡膠緩沖墊和液壓減振器吸收。

考慮到橡膠緩沖墊垂向剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外鋼彈簧和內(nèi)鋼彈簧的垂向剛度，空車工況軸箱定位裝置的一系垂向剛度K可近似計(jì)算為：

K＝K_外鋼彈簧+K_{內(nèi)鋼彈簧}

在軸箱定位裝置處于重車工況時(shí)，較大的垂向載荷使得外鋼彈簧和內(nèi)鋼彈簧被壓縮，一系橡膠彈簧154向下移動(dòng)直至穿過(guò)與環(huán)形橡膠緩沖墊151的中部圓孔151a抵接承壓在承臺(tái)121底面121a上。 輪對(duì)的垂向振動(dòng)直接傳遞至定位轉(zhuǎn)臂上，繼而被外鋼彈簧、內(nèi)鋼彈簧、一系橡膠彈簧和橡膠緩沖墊緩解，沖擊能量最終在振動(dòng)中被一系橡膠彈簧、橡膠緩沖墊和液壓減振器吸收。

考慮到橡膠緩沖墊垂向剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外鋼彈簧、內(nèi)鋼彈簧和一系橡膠彈簧的垂向剛度，重車工況軸箱定位裝置的一系剛度K可近似計(jì)算為：

K＝K_外鋼彈簧+K_{內(nèi)鋼彈簧}+K_{一系橡膠彈簧}

在重車工況下，由于一系橡膠彈簧剛度較大，使得軸箱定位裝置的垂向剛度大大增加，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架空、重車工況的變剛度，在一定的重車載荷下，由于垂向剛度增加，減小了一系垂向撓度，有效的控制了轉(zhuǎn)向架空、重車撓度差。

同時(shí)，在重車工況下，一系橡膠彈簧154的介入也使得軸箱定位裝置的減振能力增加；另外，本實(shí)施例中垂向液壓減振器170為具有二級(jí)減振力的垂向液壓減振器，具有二級(jí)減振力的垂向液壓減振器被壓縮較大行程后進(jìn)入其二級(jí)減振工況，其二級(jí)減振力遠(yuǎn)大于其一級(jí)減振力，配合轉(zhuǎn)向架重車工況中介入的一系橡膠彈簧，最終使得重車工況減振力增加，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架軸箱體空、重車工況的減振力，解決了傳統(tǒng)的貨車構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置不能滿足構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架一系緩解高頻激擾、吸收振動(dòng)能量及提供彈性定位的需求的難題。

結(jié)合圖4及圖5所示，彈性定位節(jié)點(diǎn)組成130包括兩個(gè)彈性定位套133、兩個(gè)剛性定位套132及一個(gè)定位螺栓131，兩個(gè)彈性定位套133圍合后布置在定位轉(zhuǎn)臂120旋轉(zhuǎn)端的軸孔123內(nèi)，兩個(gè)剛性定位套132圍合后內(nèi)襯在兩個(gè)彈性定位套133圍合形成的彈性腔體134內(nèi)；位于彈性定位節(jié)點(diǎn)組成130位置處的構(gòu)架200底部設(shè)置有轉(zhuǎn)臂座210，彈性定位節(jié)點(diǎn)組成130內(nèi)置在轉(zhuǎn)臂座210的安裝腔215內(nèi)，轉(zhuǎn)臂座200兩側(cè)的吊板211均設(shè)有固定孔214，如圖5所示，本實(shí)施例中轉(zhuǎn)臂座210兩側(cè)吊板211的固定孔214是由與構(gòu)架200相連的上吊板212和下方的下卡板213圍合形成的固定孔214，且螺栓由下 往上將下卡板213與上吊板212固定連接。定位螺栓131依次穿過(guò)轉(zhuǎn)臂座210一側(cè)吊板的固定孔214、彈性腔體134、兩個(gè)剛性定位套132圍合形成的定位腔體135及直至穿過(guò)轉(zhuǎn)臂座210另一側(cè)吊板的固定孔214并通過(guò)螺母固定，并且兩個(gè)剛性定位套132的一端均延伸至在彈性腔體134的中間部位、而另一端均延伸至轉(zhuǎn)臂座210另一側(cè)吊板的固定孔214內(nèi)后，下卡板213通過(guò)螺栓由下而上擰緊上吊板212，使得下卡板213將彈性定位節(jié)點(diǎn)組成130托住固定，方便了定位轉(zhuǎn)臂120旋轉(zhuǎn)端與構(gòu)架200的連接。當(dāng)然吊板211也可以采用整塊板子，在其上開(kāi)固定孔214，也是可行的，即定位螺栓131依次穿過(guò)構(gòu)架200一側(cè)吊板的固定孔214、彈性腔體134、兩個(gè)剛性定位套132圍合形成的定位腔體135及直至穿過(guò)構(gòu)架200另一側(cè)吊板的固定孔214并通過(guò)螺母固定。

另外，再次如圖1所示，定位轉(zhuǎn)臂120端面設(shè)置有提吊擋肩122，垂向液壓減振器安裝座171上設(shè)置有與提吊擋肩122相配合的輪對(duì)提吊230。在轉(zhuǎn)向架被吊起，軸箱體110的內(nèi)外鋼彈簧被釋放時(shí)，輪對(duì)提吊230會(huì)箍住提吊擋肩122，從而防止軸箱體110與構(gòu)架200分離。

如圖6所示，定位轉(zhuǎn)臂120和夾緊箍160之間的間隙填充有密封膠，而定位轉(zhuǎn)臂120和夾緊箍160與軸承后擋113a的密封均為迷宮密封結(jié)構(gòu)140，有效提高了軸箱體110的防塵防油污能力；另外，本實(shí)施例中夾緊箍160的中間部位設(shè)置有紅外軸溫探測(cè)孔161，解決了現(xiàn)有貨車轉(zhuǎn)向架一系軸箱在線路運(yùn)行時(shí)不能采用紅外線測(cè)溫技術(shù)的不足，可實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)下的列車軸承溫度，避免因漏探造成的熱軸故障，保證鐵路運(yùn)輸安全；由于夾緊箍160的中間部位設(shè)置有紅外軸溫探測(cè)孔161，因此，在紅外軸溫探測(cè)孔161與輪對(duì)軸承113之間設(shè)置有橡膠防塵套114，從而有效防止塵污從夾緊箍160中間部位的紅外軸溫探測(cè)孔161滲入。