[發明專利]新型內置高阻尼的高速鐵路列車轉向架一系垂向止擋件

在審

• 申請號: 201710778502.0
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN109249954A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 倪一清;孫強;黎紹佳;袁懋誕;汪瀟;劉曉舟;王俊芳
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: B61F5/50
• 分類號: B61F5/50;B61F5/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;鄭特強

本發明公開了一種新型內置高阻尼的高速鐵路列車轉向架一系垂向止擋件，用于高速鐵路列車上，高速鐵路列車的行進方向為縱向，與該縱向垂直的方向為橫向，同時與該縱向和該橫向垂直的方向為垂向，高速鐵路列車包括軸箱和轉向架。本發明內置高阻尼的一系垂向止擋件包括能與轉向架配合工作的擋止部、能與軸箱連接的固定部以及連接擋止部和固定部的連接部，新型內置高阻尼的一系垂向止擋件沿垂向設置，并設有一條或一條以上沿垂向設置的槽口。本發明內置高阻尼的一系垂向止擋件能避免與軸箱發生共振，并減小振動能量。

技術領域

本發明涉及高速鐵路列車轉向架技術領域，尤其涉及一種新型內置高阻尼的高速鐵路列車轉向架一系垂向止擋件。

背景技術

為了使高鐵列車的轉向架和軸箱之間的相對運動保持在一定范圍內，以提高列車運行的平穩性和安全性，通常需要在列車的軸箱上設置一種限制垂向位移的構件。1950年，Nelsen等人(Safety support for brake beams.US 2,496,015,1950)采用鎖鏈結構將轉向架的制動梁(brake beam)連接到轉向架上，用于限制制動梁的最大垂向位移以及脫落。在客運列車中，普遍采用一種倒U型結構的安全吊來防止軸箱脫落以及限制最大垂向位移。但是轉向架上的板式安全吊座在列車運行過程中由于承受較大交變縱向動應力容易發生斷裂，從而垂向位移的限制失效。

在高速列車方面，CRH5型列車是中國鐵路高速列車的車款之一，適應在中國低溫地區行走，其營運速度最高可達時速250公里。在CRH5型列車轉向架上，設有一系垂向止擋件以避免轉向架與軸箱之間過大的垂向相對位移，如圖1所示。但是這些構件在運行時由于實際路線的影響容易發生橫向斷裂而引起的功能失效。因此，關于一系垂向止擋件的結構優化是高速鐵路列車工程裝備設計中亟待解決的問題，對高速運行中列車的平穩性和安全性具有重大的實際價值和意義。

參見圖1和圖2。圖1示出安裝位置的示意圖；圖2是現有的一系垂向止擋件的立體結構示意圖。CRH5型高速列車轉向架上的一系垂向止擋件采用高碳鋼材S355J2G制成，表面噴涂鍍鋅Fe/Zn。一系垂向止擋件呈一整體塊狀，外形像一個“工”字形狀，包括擋止部91、固定部92和連接部93。其中，連接部93連接于擋止部91和固定部92的中間位置。固定部92的兩端各自設有一個螺栓孔，從而一系垂向止擋件的固定部92能通過連接螺栓緊固到軸箱10的過渡蓋12上。一系垂向止擋件的擋止部91懸浮于轉向架11的上方，并與轉向架11之間留有一定間隙，該間隙為轉向架與軸箱之間的垂向相對位移，當轉向架11的垂向位移超過該間隙時，則會受到擋止部91的阻擋，從而提高列車運行的平穩性和安全性。

現有一系垂向止擋件在設計中能夠有效地限制轉向架與軸箱之間的垂向相對位移。然而一系垂向止擋件或者軸箱的固有頻率(比如，主振頻率和二階自振頻率)均在一個固定水平，是其結構的固有特性。列車的軸箱結構形態和材料決定了軸箱的固有頻率水平。傳統的一系垂向止擋件的結構形態和材料也決定了一系垂向止擋件的固有頻率水平。傳統的一系垂向止擋件的固有振動頻率正好與運行過程中列車轉向架上軸箱的振動頻率相近，容易發生共振現象。共振的產生，使一系垂向止擋件的振動幅度被迅速放大，產生較大動應力，從而會導致一系垂向止擋件突然斷裂。倘若一系垂向止擋件發生橫向彎曲斷裂，服役中的轉向架在沉浮運動過程中產生的垂向相對位移不再受到限制。而且垂向位移限制器和軸箱也可能脫落，造成列車脫軌甚至顛覆事故。劉志遠等人(深圳地鐵2號線一系安全吊改進設計，山東工業技術7(2015):40-40)提出采用增加連接部位的厚度來提升一階固有頻率，來優化安全吊結構以解決共振引起的斷裂問題。但是對于CRH5型高速列車上的一系垂向止擋件，在實際的轉向架結構中，一系垂向止擋件的尺寸大小受到軸箱過渡蓋上的卡槽尺寸限制，厚度的增加將導致該部件無法安裝到轉向架上。

在背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括對本領域普通技術人員并非已知的信息。

發明內容