[發(fā)明專利]一種徑向轉(zhuǎn)向架機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610003333.9
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105460040B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史炎;馬衛(wèi)華
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學
• 主分類號: B61F5/38
• 分類號: B61F5/38;B61F5/48;B61F5/22
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機車車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其是機車車輛的轉(zhuǎn)向架設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鐵路機車車輛在曲線區(qū)段運行過程中，輪軌蠕滑力通過徑向調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)輪對在曲線上徑向占位，可以有效的降低輪軌摩擦和磨損，副構(gòu)架形式的徑向轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)比較著名的有南非的Scheffel轉(zhuǎn)向架、美國HTCR徑向轉(zhuǎn)向架，請參考《Unconventional Bogie Designs-Their Practical Basis and Historical Background》一文和中國專利CN03148641.X公開的徑向轉(zhuǎn)向架，這兩種轉(zhuǎn)向架使用方向是不同的。由于我國尚無較好的徑向轉(zhuǎn)向架自主產(chǎn)權(quán)，需要外觀權(quán)利人授權(quán)使用，目前，我國生產(chǎn)的貨車使用Scheffel轉(zhuǎn)向架，機車使用HTCR徑向轉(zhuǎn)向架，參見文獻《我國徑向貨車轉(zhuǎn)向架發(fā)展的思考》和《徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)在電力機車上的推廣運用》。上述兩種徑向轉(zhuǎn)向架工作原理均為對稱結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵技術(shù)是在二個副構(gòu)架之間使用耦合桿(專利CN03148641.X中的軸間連桿58)連接，由于耦合桿安裝座結(jié)構(gòu)復雜并且耦合桿長度或安裝尺寸很難設(shè)計成整數(shù)，因此耦合桿多設(shè)計成長度可調(diào)節(jié)式，另外耦合桿斜向跨越中間軸占用了較多的安裝空間。為了克服現(xiàn)有副構(gòu)架形式的轉(zhuǎn)向架徑向機構(gòu)存在的問題，有必要對貨車和機車轉(zhuǎn)向架的通用徑向機構(gòu)開展研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種徑向轉(zhuǎn)向架機構(gòu)，它能有效地解決現(xiàn)有副構(gòu)架形式的轉(zhuǎn)向架徑向機構(gòu)存在的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種徑向轉(zhuǎn)向架機構(gòu)，包括前軸輪對和后軸輪對通過二系彈簧支撐的構(gòu)架，前軸輪對的左、右兩端分別設(shè)有左前軸箱、右前軸箱，后軸輪對的左、右兩端分別設(shè)有左后軸箱、右后軸箱，前橫梁的左、右兩端分別設(shè)有左前拉桿、右前拉桿，后橫梁的左、右兩端分別設(shè)有左后拉桿、右后拉桿，前橫梁與后橫梁之間設(shè)有的耦合桿；左前拉桿的一端與左前軸箱鉸接，另一端與前橫梁的左端鉸接，右前拉桿的一端與右前軸箱鉸接，另一端與前橫梁的右端鉸接，左后拉桿的一端與左后軸箱鉸接，另一端與后橫梁的左端鉸接，右后拉桿的一端與右后軸箱鉸接，另一端與后橫梁的右端鉸接。耦合桿的兩端分別與前橫梁和后橫梁的中部鉸接。前橫梁和后橫梁通過“┓”形構(gòu)件與構(gòu)架固定，它們的連接點為前左后右設(shè)置，反之亦然。“┓”形構(gòu)件的垂直端與前橫梁上的第一鉸接點鉸接，“┓”形構(gòu)件的水平端與構(gòu)架的左縱向梁的內(nèi)側(cè)固結(jié)，“┓”形構(gòu)件的垂直端與后橫梁上的第二鉸接點鉸接，“┓”形構(gòu)件的水平端與構(gòu)架的右縱向梁的內(nèi)側(cè)固結(jié)。

所述耦合桿與前橫梁和后橫梁之間的水平投影為“工”字形。

所述第一鉸接點位于前橫梁的中心偏左的上表面，第二鉸接點位于后橫梁的中心偏右的上表面。

所述左前拉桿、右前拉桿、左后拉桿、右后拉桿的長度相等，所述前橫梁和后橫梁的長度相等。

本發(fā)明的工作原理是，當前軸輪對向左偏轉(zhuǎn)時，帶動前橫梁做平行運動，由于構(gòu)架上的第一鉸接點與第二鉸接點的非對稱結(jié)構(gòu)的偏心距離在耦合桿作用下產(chǎn)生相反運動，使后橫梁朝反方向運動，帶動后軸輪對向右偏轉(zhuǎn)。故轉(zhuǎn)向架通過曲線時，輪軌間的蠕滑導向力矩使前軸的輪對取得徑向位置，左前拉桿和右前拉桿帶動前橫梁偏轉(zhuǎn)一定角度，前橫梁通過耦合桿帶動后橫梁做相同角度的偏轉(zhuǎn)，后橫梁通過左后拉桿、右后拉桿帶動后軸的輪對偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度與前軸輪對轉(zhuǎn)向相反、大小相等，從而使轉(zhuǎn)向架后軸輪對與轉(zhuǎn)向架前軸輪對在通過曲線時呈“八”字型。在轉(zhuǎn)向架通過曲線時，各輪對趨向于徑向位置，有利于減小輪緣與鋼軌之間的沖角，從而降低輪緣的磨耗，改善曲線上機車車輛的粘著性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架相比較，本發(fā)明轉(zhuǎn)向架的機構(gòu)采用非對稱布局，使得結(jié)構(gòu)大大簡化、力學性能更加可靠，當轉(zhuǎn)向架前、后輪對通過曲線的時，可有效使輪對趨于徑向位置，增加曲線上的粘著利用率，同時減小輪軌磨損。

本發(fā)明的耦合桿以固定直桿代替可調(diào)斜桿，可以從前橫梁、后橫梁之間的空隙穿越，降低了設(shè)計制造、安裝難度，同時改善了轉(zhuǎn)向架曲線通過性能和橫向穩(wěn)定性。

與HTCR轉(zhuǎn)向架相比較，經(jīng)SIMPACK動力學軟件分析、驗證可知，本發(fā)明與HTCR徑向轉(zhuǎn)向架動力學性能不相上下。

調(diào)整本發(fā)明所述的第一鉸接點、第二鉸接點之間的間距可獲得稍好的動力學性能，可以使貨車轉(zhuǎn)向架和機車轉(zhuǎn)向架兩者均可通用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工作原理圖；

圖2為本發(fā)明在曲線區(qū)段運動示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。