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CN102826099A - 改进的铁路货车转向架 - Google Patents

改进的铁路货车转向架 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改进的铁路车辆转向架，其包括两个侧架以及摇枕。摇枕具有横向相对的端部，每个端部都延伸到侧架开口内且支撑在侧架开口内的弹簧组上。每个侧架在其每一端还具有接收承载鞍组件的轴箱导框开口。该铁路车辆转向架还包括延伸到且支撑在侧架开口内的横梁。在每个横梁端部都支撑有弹簧组。横向阻尼缸连接在摇枕和横梁之间。竖向阻尼缸连接在摇枕和侧架之间。

Description

改进的铁路货车转向架
技术领域
本发明涉及铁路货车转向架，尤其是涉及一种改进的铁路货车转向架，其具有横向和竖向阻尼，并带有容许被动转向的轴箱卡爪装置。
背景技术
在铁路货车转向架中，一对横向间隔的侧架内容纳两个轴轮组，摇枕在侧架之间横向延伸且通过弹簧组支撑在每个侧架上。设置有端部延伸到每个侧架中的开口中的横梁。横梁的端部为弹簧组提供支撑。横梁端部支撑在侧架中心开口的下部部分和横梁支承件上。
两个车轮压入配合在两根轮轴的每一根上，其中，轮轴的端部还安装有滚柱轴承组件。该滚柱轴承组件自身支撑着承载鞍，承载鞍安装在每个侧架纵向端部处的轴箱卡爪开口中。在承载鞍和滚柱轴承组件之间定位有承载鞍衬垫组件。自身安装在轴承组件顶部的承载鞍由铸钢的一体式部件构成。承载鞍衬垫通常由弹性体的一体式结构形成，且安装在承载鞍的顶部。
轴箱卡爪和横梁支承件绕侧架一致地旋转，使横梁产生横向位移。横向阻尼器从横梁向摇枕延伸。横向阻尼器限制摇枕中的横向加速度和位移。
典型的是，摇枕上表面上还设置有两个旁承，帮助支撑作为货车结构的一部分的车辆摇枕。
发明内容
本发明的目标是提供一种改进的火车转向架，其具有改进了的性能。这种改进了的性能由摇枕与侧架之间的竖向阻尼和摇枕与横梁之间的横向阻尼来提供。该性能还通过旋转轴箱卡爪与承载鞍衬垫的连接得到加强。
所谓的“三件式”标准设计的铁路货车转向架由两个横向间隔的铸钢的一体式侧架和横向延伸的也是由铸钢的一体式结构构成的摇枕构成。轴箱卡爪允许承载鞍组件旋转提供了被动转向。设置有端部延伸到每个侧架中的开口中的横梁。自身由侧架支撑的横梁支承件接收并支撑横梁的端部。弹簧组支撑在横梁的顶部上并支撑着摇枕。
为了实现铁路货车转向架的改进的性能，可取的是利用阻尼——通常采用在摇枕底部和横梁之间延伸和连接并向横梁延伸的液压缸的形式。以在侧架的立柱和摇枕之间延伸且连接的液压缸(优选是两个液压缸)的形式提供竖向阻尼也是可取的。
附图说明
在附图中：
图1是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的侧向透视图；
图2是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的局部详细剖视图；
图3是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的侧架的轴箱导框端分解透视图以及旋转轴箱卡爪、承载鞍衬垫和承载鞍的展开图；
图4a是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的摇枕的视图；
图4b是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的侧架的底部透视图；
图4c是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的横梁和横梁杆支承件的底部透视图；
图5a、5b、5c是示出依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的旋转轴箱卡爪通过侧架向横梁旋转的关系的截面视图；
图5d、5e、5f是示出依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的在侧架和摇枕处附连的竖向阻尼器的旋转关系的详细截面视图；
图6a是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的摇枕与横梁关系的前部剖视图，其中带有从摇枕向横梁延伸的横向阻尼器；
图6b是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的横向阻尼器的截面视图；
图7a是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的竖向阻尼器和控制阀的透视图；
图7b是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的竖向阻尼器的详细截面视图；
图7c是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的控制阀的详细分解图；
图8a是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的贮存器的分解图；
图8b是依照本发明的铁路车辆转向架第一实施例的控制阀的详细截面视图。
具体实施方式
现在参考图1，看到的是包括两个横向间隔的侧架2和5以及之间的摇枕3的火车转向架组件1。可看到，摇枕3包括摇枕端部15和16，它们延伸通过侧架开口17。横梁4在摇枕3下面横向延伸并且包括横梁端部18和19。可看到弹簧组8将摇枕端部15支撑在横梁端部18上，横梁端部支撑在杆支承件9上。杆支承件9支撑在侧架开口17的底角处。
侧架2和5中的每一个以及摇枕3通常是铸钢的一体式结构。各种内部肋和支撑件提供了强度，并且对于这种铸钢转向架部件中的每一个而言节省了总重量。横梁4可由可延展的铁或钢铸成。对横梁4来说，由钢制成是可能的，但可延展的铁铸成的横梁是优选的。杆支承件9优选由可延展的铁或钢铸成。
还可看到，摇枕3的上表面上包括摇枕心盘7。摇枕3的上表面上还包括有一对横向间隔的旁承6。
轮轴14和20在侧架2和5之间横向延伸。铁路车轮13压入配合在轮轴14和20的端部上。轮轴14和20的端部分别接收在滚柱轴承11和21中，滚柱轴承11自身支撑着承载鞍12。
现在参考图2，其中示出了火车转向架组件1的局部截面视图以及摇枕3的局部详细视图。横梁4在侧架2和5(未示出)之间横向延伸。横梁端部18支撑在杆支承件9上。杆支承件9支撑在侧架下部支撑件22上。轮轴20的端部接收在滚柱轴承21中。滚柱轴承21支撑承载鞍12和承载鞍衬垫23(未示出)以及旋转轴箱卡爪24和平面支承件(plan bearing)25。
参考图3，承载鞍12支撑承载鞍衬垫23。承载鞍衬垫23典型地由弹性体材料构成。承载鞍衬垫23由旋转轴箱卡爪24竖向支撑。旋转轴箱卡爪(pedestal jaw)24具有支撑在圆柱形平面支承件25上的圆柱形表面。圆柱形平面支承件25由侧架2轴箱卡爪顶板的互补的圆柱形表面(未示出)支撑。
现在参考图4a，摇枕3典型地是铸钢的一体式部件，其具有内部肋和支撑件，为铁路货车转向架组件1的结构部件提供必要的强度，同时提供了大致较低重量的结构。摇枕3包括四个向下延伸的凹座26、27、28、29，每个摇枕端部15和16各两个。摇枕凹座接收竖向阻尼缸56(未示出)并且利用销钉30固定就位。摇枕3具有两个向内定位在摇枕3底表面上的凸耳31和32，用于接收横向阻尼器56(未示出)并利用销钉33附连。
现在参考图4b，还可看到侧架2具有横向间隔的轴箱导框开口34和35。每个轴箱导框开口34和35都适于接收平面支承件25(未示出)和旋转轴箱卡爪24(未示出)。竖向阻尼56(未示出)利用销钉40附连在凸耳39和41处。
现在参考图4c，其中示出了横梁4和杆支承件9的底部透视图。横梁4在圆柱形凹口36内由杆支承件9支撑。横向阻尼43(未示出)在孔38处延伸通过横梁4。横向阻尼缸43(未示出)通过销钉37连接于横梁4。
现在参考图5a、5b和5c，其中示出了通过侧架2和5一致地旋转的旋转轴箱卡爪24和杆支承件9的截面。旋转轴箱卡爪24和杆支承件9的旋转提供了横梁4的横向平移。
现在参考图5d、5e和5f，其中示出了连接到摇枕3与侧架2和5上的竖向阻尼缸56的截面。竖向阻尼缸56通过使用摇枕销26而连接在摇枕凹座26、27和28、29中。竖向阻尼缸56还通过使用侧架销40而连接在侧架2和3的顶部部分103的下表面106中。在绕侧架2和3旋转的过程中，竖向阻尼器56在摇枕26、27和28、29中以有限的范围自由旋转。
竖向阻尼缸提供大约每英寸每秒600磅(每米每秒10715kg)的行程阻尼步幅。
现在参考图6a，其中示出了摇枕3的前视图和横梁4的截面视图。横向阻尼缸43从摇枕3上的凸耳31、32延伸至横梁4上的凸耳44、45。横向阻尼缸43通过销钉33固定于摇枕3。横向阻尼缸43通过销钉37固定于横梁4。
现在参考图6b，其中示出横向阻尼缸43的截面视图。横向阻尼缸43包括前壳体(packing)44、活塞杆45和后壳体46。前壳体44和后壳体46包含密封件47，以将液压流体保留在横向阻尼器43内。前壳体44和后壳体46螺纹连接在圆筒48上。前壳体44和后壳体46由锁定环49来保持。活塞杆45具有孔口50，其限制液压流体从活塞杆45的一侧向另一侧的流动。密封件51防止液压流体在圆筒48和活塞杆45之间流动。前壳体44和后壳体46上提供有液压流体填充口52。后壳体46上的液压流体检视镜提供流体水平指示。球形支承件54压入配合在后壳体46和杆眼55上。
横向阻尼缸提供大约每英寸每秒199磅(每米每秒3559kg)的行程阻尼力。
现在参考图7a，其中示出了竖向阻尼器10的透视图，其包括通过两根软管58连接的竖向阻尼缸56和控制阀57。控制阀57利用减震座59安装在侧架2和3(未示出)上。
现在参考图7b，其中示出竖向阻尼缸56的截面。竖向阻尼缸56包括圆筒60、壳体61、杆62和活塞63。密封件64将液压流体保留在圆筒60和杆62之间。圆筒60固定有球形支承件65。杆62焊接于杆眼66，其也固定有球形支承件65。
现在参考图7c，其中示出了控制阀57的分解图。控制阀57包括贮存器(accumulator)67、止回阀68、线轴(spool)69和70以及弹簧71和72。设置有两个垫片73和74用于调整弹簧刚度的变化。还有两个具有开槽的导引板75和76。在导引板75和76中，开槽的尺寸管控向线轴69和70的端部加压的液压油的流量。贮存器67储存对竖向阻尼缸56从杆侧到盲端侧的容积差异进行补偿的液压油。贮存器还向竖向阻尼器10加压。控制歧管93上有各种不同的垫板、紧固件和密封件，以用于容纳液压流体。
现在参考图8a，其中示出了贮存器67的分解图。贮存器67被填充用于向竖向阻尼器10(未示出)加压的液压流体。当液压流体流向竖向阻尼器10的杆侧时，贮存器67提供区域以储存竖向阻尼器56(未示出)的盲端侧过量液压流体。贮存器67通过夹具91安装在歧管93(未示出)上。贮存器蓄液罐87由聚碳酸酯透明材料构成，以提供可以对竖向阻尼器10(未示出)是否被加压和容纳液压流体进行可视检验的手段。液压流体在活塞89作用下被加压且通过密封件90而被容纳在贮存器蓄液罐87和活塞89之间。贮存器67最初填充储备液压流体。储备液压流体推动活塞89进入贮存器蓄液罐87。活塞89压缩弹簧88。最初填充的液压流体被反作用于活塞89的压缩弹簧88加压。贮存器67的未填充侧的容积通过通气装置86与大气连通。
现在参考图8b，其中示出了控制阀57的截面。该截面是两个压力补偿流动控制器92中的一个。控制阀57中有两个压力补偿流动控制器92。每个压力补偿流动控制器92都控制竖向阻尼缸56的杆侧和盲端侧的液压流体的流动和压力。来自竖向阻尼缸56(未示出)的杆侧或盲端侧的加压液压流体通过软管58流至控制阀57且流至压力补偿流动控制器92中的一个。当在竖向阻尼缸56上施加外力时，从缸56(未示出)的盲端侧或杆侧产生液压流体的压力和流动。加压的液压流体同时进入压力补偿流动控制器92的腔室78、79和导引板76中的开槽中。作用于线轴70的直径区域93上的液压流体压力产生对抗弹簧72的力。弹簧72的刚度是这样的，即：当作用于线轴70的直径区域93的液压流体的压力增加时，促使弹簧72以给定的速度偏移。当弹簧72偏移时，线轴70由于直径区域93上的液压流体压力的原因而跟着偏移。相对于线轴直径，线轴70的环槽(land)81的直径减小。当直径区域93上的压力增加且线轴70偏移时，环槽81移动越过腔室78。当环槽81越过腔室78移动时，该减少的直径增加了容许液压流体从腔室78的前部向腔室84的后部流动的区域。此时，液压流体的压力和流动与止回阀68相遇。止回阀68允许液压流体在一个方向上流动。止回阀68包含由弹簧83保持就位的球体82。腔室84后部的液压流体的压力和流动在球体82的端部上施压。球体82在弹簧83上施压。弹簧83的刚度是这样的，即：由于球体82端部和弹簧83上的压力，实现了用于使液压流体从球体82旁边流过的开口区域。液压流体继续通过止回阀68向开口85流动，液压油在开口85处返回竖向阻尼缸56(未示出)的杆侧或盲端侧。

Claims (13)

1.一种铁路车辆转向架，包括：
两个侧架，每个侧架都具有形成在其纵向相对的端部上的轴箱导框和大体直立的立柱，所述立柱限定了处在轴箱导框之间的侧架开口和位于立柱之间的上部部分，每个轴箱导框都具有轴箱导框开口；
相对于所述侧架横置的摇枕，其具有横向相对的端部，每个端部都延伸到并支撑在侧架开口内，该摇枕包括上表面和下表面，该摇枕还包括在其位于侧架之间的上表面上的两个横向间隔的旁承衬垫；
每个旁承衬垫上的旁承；
相对于侧架横置的横梁，其具有横向间隔的相对的端部，每个横梁端部都进入并支撑在侧架开口内，所述横梁包括下表面；
每个侧架开口中的弹簧组，其支撑摇枕的相应端部，该弹簧组被支撑在横梁的相应端部处；
竖向阻尼缸，连接在摇枕和侧架的上部部分之间；
横向阻尼缸，连接在摇枕的下表面和横梁的下表面之间；以及
接收在每个侧架的每个轴箱导框开口中的承载鞍和弹性体承载鞍衬垫。
2.如权利要求1所述的铁路车辆转向架，其中每个摇枕都包括从摇枕的下表面延伸的摇枕凹座，并且在每个摇枕凹座和侧架的所述上部部分之间都连接有一个竖向阻尼缸。
3.如权利要求1所述的铁路车辆转向架，其中在摇枕的下表面和横梁的下表面之间连接有两个横向阻尼缸。
4.如权利要求2所述的铁路车辆转向架，其中每个摇枕端部都包括两个竖向开口，并且每个摇枕端部竖向开口中都定位有一个竖向阻尼缸。
5.如权利要求2所述的铁路车辆转向架，其中每个竖向阻尼缸都不仅为摇枕相对于侧架的向上移动提供阻尼，并且为摇枕相对于侧架的向下移动提供阻尼。
6.如权利要求3所述的铁路车辆转向架，其中每个横向阻尼缸都提供每英寸每秒199磅(每米每秒3559kg)的行程阻尼力。
7.如权利要求2所述的铁路车辆转向架，其中该两个竖向阻尼缸提供每英寸每秒600磅(每米每秒10715kg)的行程阻尼力。
8.一种铁路车辆转向架，包括：
两个侧架，每个侧架都具有形成在其纵向相对的端部上的轴箱导框和大体直立的立柱，所述立柱限定了处在轴箱导框之间的侧架开口和位于立柱之间的上部部分，每个轴箱导框都具有轴箱导框开口；
相对于所述侧架横置的摇枕，其具有横向相对的端部，每个端部都延伸到并支撑在侧架开口内，该摇枕包括上表面和下表面，该摇枕还包括在其位于侧架之间的上表面上的两个横向间隔的旁承衬垫；
每个旁承衬垫上的旁承；
相对于侧架横置的横梁，其具有横向间隔的相对的端部，每个横梁端部都延伸进入并支撑在侧架开口内，所述横梁包括下表面；
每个侧架开口中的弹簧组，其支撑摇枕的相应端部，该弹簧组被支撑在横梁的相应端部处；
连接在摇枕和每个侧架的所述上部部分之间的两个竖向阻尼缸；
横向阻尼缸，连接在横梁和摇枕的下表面之间；以及
接收在每个侧架的每个轴箱导框开口中的承载鞍和弹性体承载鞍衬垫。
9.如权利要求8所述的铁路车辆转向架，其中在摇枕的下表面和横梁的上表面之间连接有两个横向阻尼缸。
10.如权利要求8所述的铁路车辆转向架，其中每个摇枕端部都包括两个竖向开口，并且每个竖向开口中都定位有一个竖向阻尼缸。
11.如权利要求10所述的铁路车辆转向架，其中每个竖向阻尼缸都不仅为摇枕相对于侧架的向上移动提供阻尼，并且为摇枕相对于侧架的向下移动提供阻尼。
12.如权利要求8所述的铁路车辆转向架，其中每个横向阻尼缸都提供每英寸每秒199磅(每米每秒3559kg)的行程阻尼力。
13.如权利要求8所述的铁路车辆转向架，其中该两个竖向阻尼缸提供每英寸每秒600磅(每米每秒10715kg)的行程阻尼力。
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