[實用新型]鐵路車輛轉向架軸箱變剛度定位裝置

有效

• 申請號: 201320884852.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203793353U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 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（專利權）人: 南車長江車輛有限公司
• 主分類號: B61F5/30
• 分類號: B61F5/30
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本實用新型涉及鐵路車輛轉向架的設計和制造技術，具體地指一種鐵路車輛轉向架軸箱變剛度定位裝置。

背景技術

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。傳統轉向架大多是包含兩個側架組成和一個搖枕組成的三大件式結構，側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架組成的中央方框內。軸箱承載鞍和軸承裝置是聯系側架組成和輪對組成的活動關節，其使車輪沿軌道線路的滾動轉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。

鐵路車輛在軌道上高速運行時，將伴隨產生復雜的沖擊、振動現象。而傳統軸箱承載鞍與側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各種車況的不同，往往會在鐵路車輛轉向架的側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、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。

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，這對車輛轉向架的質量和性能要求也越來越高。在重載高速狀態下，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能。

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。

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架導框底面之間的垂向彈性裝置，該裝置雖然對轉向架的垂向減振具有一定的作用，但軸箱承載鞍與側架導框的側面之間為剛性硬接觸，沒有任何緩沖裝置，不僅對于轉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架導框的兩側之間設置有縱向彈性裝置，這樣更容易實現對轉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，受這種結構形態的限制，隨著其位移的增大，轉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。

如何有效提升重載高速車輛運行的直線平穩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、保障鐵路車輛的安全性能具有重要的現實意義。

發明內容

本實用新型的目的就是要針對現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向架軸箱變剛度定位裝置。

為實現上述目的，本實用新型所設計的鐵路車輛轉向架軸箱變剛度定位裝置，安裝在車輛轉向架的軸箱承載鞍與車輛轉向架的側架導框之間，其特殊之處在于：

它包括設置在軸箱承載鞍頂面與側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架導框前后側面之間的縱向彈性體。

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F1的作用下與大剛度彈性元件串聯布置。