CN115303317A - 一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆减振技术领域，具体公开了一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构，包括钢弹簧、连接于钢弹簧上下两端的上部连接件和下部减震件，下部减震件包括与钢弹簧的下端连接的减振上板，减振上板的中部向上延伸至钢弹簧的中部空心内形成中部支座，中部支座的上部包括锁紧台；上部连接件包括与锁紧台对应设置的锁紧腔，在锁紧腔内穿设有延伸至锁紧台内的锁紧件，通过锁紧件、锁紧腔和锁紧台相配合对钢弹簧进行预压缩。本发明的上部连接件可与下部减震件相配合对钢弹簧进行预压缩，以使得叠层弹簧机构适用于多种安装环境，同时本发明中叠层弹簧机构具有良好的横向稳定性。

Description

一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构

技术领域

本发明涉及一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构，属于轨道车辆减振技术领域。

背景技术

在轨道车辆领域中，为了降低车体运行时产生的振动，提高司乘人员乘坐的舒适性和车辆运行的稳定性，通常需在轴箱和转向架构架之间设置一系减振装置。叠层弹簧机构作为一系减振装置中常用的一种，兼具结构简单和减震性能可靠的优点。

传统的叠层弹簧机构通常如图1和图2所示，具体包括钢弹簧1，分别连接于钢弹簧1上下两端的上部连接件17和下部减震件2，当叠层弹簧机构安装好时，下部减震件2位于轴箱上端，上部连接件17位于转向架构架下端。如图1和图2所示的传统的叠层弹簧机构主要存在如下问题：

1、上部连接件17为常规的平直型结构，无法对钢弹簧1进行预压缩，也无法对钢弹簧1进行横向限位，叠层弹簧机构中的钢弹簧1容易横向滑动，从而影响叠层弹簧机构的整体横向稳定性，同时有可能对钢弹簧1的端部造成磨损，影响钢弹簧1的使用寿命。

2、下部减震件2包括减振上板3，减振上板3为平直型结构，当车体运行时，钢弹簧1将形成横向剪切位移量，平直型的减振上板3无法对钢弹簧1的横向位移提供支撑，钢弹簧1存在偏移过多而损坏的风险。

3、钢弹簧1在安装时处于正常压缩状态，即处于使用时所需的正常高度状态，此时叠层弹簧机构的整体高度和整体体积较大，只能在安装空间较大的环境中进行安装操作，无法实现小空间安装。

4、当对叠层弹簧机构进行拆卸时，需将图1和图2中所示的多个安装螺栓4及其他安装部件逐一拆卸后，再将叠层弹簧机构拆出，步骤繁琐，容易在拆卸过程中对钢弹簧1或其他部件造成损坏，同时无法实现小空间拆卸。

综上所述，如何设计一种带预压缩功能且可对钢弹簧进行横向限位的叠层弹簧机构，是当下亟须解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其上部连接件、下部减震件和中部支座可相互配合对叠层弹簧机构进行预压缩，以使得叠层弹簧机构不受安装空间的限制，同时本发明中叠层弹簧机构具有良好的横向稳定性。

为达到上述目的，本发明提出如下技术方案：一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构，包括钢弹簧、连接于钢弹簧上下两端的上部连接件和下部减震件，下部减震件包括与钢弹簧的下端连接的减振上板，减振上板的中部向上延伸至钢弹簧的中部空心内形成中部支座，中部支座的上部包括锁紧台；上部连接件包括与锁紧台对应设置的锁紧腔，在锁紧腔内穿设有延伸至锁紧台内的锁紧件，通过锁紧件、锁紧腔和锁紧台相配合对钢弹簧进行预压缩。

优选地，中部支座包括位于锁紧台下端两侧的侧连接座，锁紧台和侧连接座之间形成空腔一；侧连接座包括与锁紧台连接的上锥形台和位于上锥形台下端且与减振上板连接的下支撑台；上锥形台的外壁为从上至下朝外侧倾斜的锥形壁，下支撑台的外壁为竖直壁。

优选地，减振上板与中部支座为一体成型结构；减振上板的中部设有通孔，中部支座由通孔的内壁向上延伸形成。

优选地，减振上板与中部支座为分体式结构；减振上板的中部朝向空腔一内凸出形成台阶一，中部支座通过下支撑台与减振上板可拆卸连接于台阶一的侧部。

优选地，空腔一处与下支撑台对应的内侧下腔壁为竖直腔壁，以增加下支撑台的厚度。

优选地，减振上板在台阶一的周侧朝上延伸形成高度低于台阶一的台阶二，中部支座通过下支撑台可拆卸连接于台阶二上。

优选地，锁紧腔包括底壁和从底壁外端向上延伸设置的侧壁，底壁上设有锁紧孔一；锁紧台上设有与锁紧孔一对应的锁紧孔二；锁紧件在锁紧腔内穿过锁紧孔一并伸入锁紧孔二内，通过向锁紧件施加向下的锁紧力对钢弹簧进行预压缩。

优选地，锁紧台的上端在锁紧孔二的两侧设有橡胶体一；橡胶体一的宽度为H1，锁紧台的宽度为H2，底壁的宽度为H3，H1＜H2＜H3。

优选地，锁紧台上设有容纳槽一，橡胶体一的下部嵌入容纳槽一内。

优选地，锁紧台的外侧开设有容纳槽二，锁紧台上设有连接片；连接片为侧L型结构，具体包括位于锁紧台上端面上的上连接条和嵌入容纳槽二内的侧连接条；橡胶体一设于上连接条上端。

本发明的有益效果：

1、上部连接件可、下部减震件和中部支座相配合对叠层弹簧机构的钢弹簧进行预压缩，以使得在安装前或拆卸前可以先对其钢弹簧进行预压缩来缩小叠层弹簧机构的整体高度和体积，并使得叠层弹簧机构不受安装空间的限制，可适用于各种装拆工况下，尤其是小空间安装或小空间拆卸工况下叠层弹簧机构在转向架构架与轴箱之间的安装和拆卸。

2、本发明中的中部支座可对钢弹簧的横向位移进行支撑，同时侧壁向上延伸至压缩板的上端，可与转向架构架相配合对钢弹簧的横向位移进行限位，防止车体运行时钢弹簧横向滑动，避免钢弹簧的端部被磨损。

3、锁紧台的上端面上设有橡胶体一，当底壁止挡在中部支座上端面上时，橡胶体一可避免底壁直接与锁紧台的上端面硬接触，橡胶体一可为底壁和锁紧台的上端面之间提供缓冲间隙。

4、中部支座和减振上板可为一体成型结构或分体式结构，一体成型结构的支撑性能稳定，分体式结构便于部件的拆卸和更换，可节约材料成本。

附图说明

图1、图2为现有技术的示意图。

图3为实施例一的示意图。

图4为图3中A-A方向的剖视图。

图5为图3中下部减震件和中部支座的结构示意图。

图6为实施例二中下部减震件和中部支座的结构示意图。

图7为实施例三中下部减震件和中部支座的结构示意图。

图8为实施例四中下部减震件和中部支座的结构示意图。

图9为实施例五中下部减震件和中部支座的结构示意图。

附图标记说明：1、钢弹簧；2、下部减震件；3、减振上板；4、台阶一；5、台阶二；6、减振下板；7、橡胶垫；8、中部支座；9、锁紧台；10、锁紧孔二；11、放置槽；12、侧连接座；13、上锥形台；14、下支撑台；15、内侧下腔壁；16、空腔一；17、上部连接件；18、锁紧腔；19、底壁；20、竖直壁；21、侧壁；22、锁紧件；23、锁紧头；24、锁紧杆；25、橡胶体一；26、上连接条；27、侧连接条；28、安装螺栓；29、弧形面；30、调整垫板；31、压缩板；32、上定位柱；33、下定位柱；35、锁紧螺栓。

具体实施方式

以下结合附图3-9对本发明做进一步详细描述。

实施例一

本实施例如图3-5所示，一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构，包括钢弹簧1、连接于钢弹簧1上下两端的上部连接件17和下部减震件2；下部减震件2包括与钢弹簧1的下端连接的减振上板3、位于轴箱上的减振下板6和连接在减振上板3和减振下板6之间的橡胶垫7，通过橡胶垫7与钢弹簧1相配合形成串联的两级减振结构以共同对车体进行隔振减振。

减振上板3的中部向上延伸至钢弹簧1的中部空心内形成中部支座8，本实施例中减振上板3与中部支座8为一体成型结构，减振上板3的中部设有通孔，中部支座8由通孔的内壁向上延伸形成；中部支座8的上部包括锁紧台9；上部连接件17包括与锁紧台9对应设置的锁紧腔18，锁紧腔18的周侧连接有压缩板31；压缩板31下端设有下定位柱33，钢弹簧1的上端与压缩板31的下端连接并由下定位柱33限定钢弹簧1上端的安装位置；减振上板3的上端设有上定位柱32，钢弹簧1的下端与减振上板3的上端连接并由上定位柱32限定钢弹簧1下端的安装位置。

锁紧腔18内穿设有延伸至锁紧台9内的锁紧件22，通过锁紧件22、锁紧腔18和锁紧台9相配合对钢弹簧1进行预压缩；锁紧腔18包括底壁19和从底壁19外端向上延伸设置的侧壁21，侧壁21向上延伸至压缩板31的上端，以与转向架构架相配合对钢弹簧1的横向位移进行限位，防止车体运行时钢弹簧1横向滑动，避免钢弹簧1的端部被磨损；底壁19上设有锁紧孔一；锁紧台9上设有与锁紧孔一对应的锁紧孔二10；锁紧件22在锁紧腔18内穿过锁紧孔一并伸入锁紧孔二10内，通过向锁紧件22施加向下的锁紧力对钢弹簧1进行预压缩；锁紧孔一为通孔结构，锁紧孔二10为螺纹孔结构，锁紧件22包括锁紧杆24和锁紧头23，锁紧杆24为与锁紧孔二10螺纹配合的螺杆结构，锁紧杆24穿过锁紧孔一并伸入锁紧孔二10内，通过将锁紧杆24向下旋动对钢弹簧1进行预压缩，锁紧头23的外径大于锁紧孔一的内径，在锁紧过程中，锁紧头23的下端抵接在底壁19上。

压缩板31上端设有调整垫板30，调整垫板30为金属软垫片结构或非金属垫片结构，如可为非金属的橡胶结构，本实施例中优选采用橡胶结构的垫板；当钢弹簧1安装好后并恢复到正常高度时，压缩板31将与转向架构架抵接，通过调整垫板30的设置可保护转向架构架与压缩板31之间的接触面，避免压缩板31直接与转向架构架硬接触，避免转向架与压缩板31之间造成磨损，并可防止异响，防腐隔振；同时由于调整垫板30具有一定的弹性，调整垫板30还可作为转向架构架与压缩板31之间的厚度补偿以此调整转向架构架与轴箱之间的整体高度。

中部支座8包括位于锁紧台9下端两侧的侧连接座12，锁紧台9和侧连接座12之间形成空腔一16，锁紧件22向下旋动拧紧时可伸入空腔一16中；锁紧台9的厚度H4根据实际工况中钢弹簧1的压缩量进行设置，当压缩量大时，锁紧台9的锁紧孔二10与锁紧件22之间需要足够大预紧力，此时，需要大尺寸的H4，当钢弹簧1的压缩量较小时，可以将H4相应减小。

侧连接座12包括与锁紧台9连接的上锥形台13和位于上锥形台13下端且与减振下板6连接的下支撑台14；上锥形台13的外壁为从上至下朝外侧倾斜的锥形壁，下支撑台14的外壁为竖直壁20；下定位柱33与下支撑台14的外壁之间为钢弹簧1下端的放置槽11，若下支撑台14的外壁为图5中S处所示的从上至下朝外侧倾斜的锥形壁，将对钢弹簧1的安装进行一定的限制，当钢弹簧1的尺寸有公差时，锥形壁将导致公差大的钢弹簧1无法装入放置槽11中，将下支撑台14的外壁设置为竖直壁20的结构，可增大钢弹簧1的安装空间，降低对钢弹簧1公差的要求；在如图5所示的剖面图中，均布于中部支座8的中轴线L两侧的竖直壁20之间的宽度H5根据钢弹簧1的尺寸进行设定，以保证钢弹簧1可在一定的公差范围内装入放置槽11中为基准进行设置。

锁紧台9的上端在锁紧孔二10的两侧设有橡胶体一25，当底壁19止挡在中部支座5上端面上时，橡胶体一25可避免底壁19直接与锁紧台9的上端面硬接触，橡胶体一25可为底壁19和锁紧台9的上端面之间提供缓冲间隙；如图4所示，橡胶体一25的宽度为H1，锁紧台9的宽度为H2，底壁19的宽度为H3，H1＜H2＜H3；橡胶体一25的宽度H1小于锁紧台9的宽度H2，橡胶体一25位于锁紧台9的上端中部；橡胶体一25与锁紧孔二10的孔壁之间留有形变间隙H6、与锁紧台9的外壁之间留有形变间隙H7，当橡胶体一25被底壁19挤压时，形变间隙H6和H7可为橡胶体一25提供形变容积空间，防止橡胶体一25从锁紧台9的上端面上挤出而被损坏；底壁19的宽度H3大于锁紧台9的宽度H2，可保证锁紧台9对底壁19形成硬止挡以防止钢弹簧1被压缩太多而损坏的同时，使得在车体运行时，当底壁19被压缩在靠近或止挡在锁紧台9上的状态时，压缩板31可以适应钢弹簧1的运动趋势来保证钢弹簧1的减振性能，避免底壁19的宽度为H3小于锁紧台9的宽度H2时使得底壁19完全压实在锁紧台9上端而对钢弹簧1的减振性能造成影响的现象。

当对叠层弹簧机构进行安装时，将锁紧件22从锁紧腔18内穿过锁紧孔一并向下伸入锁紧孔二10内，直到锁紧头23抵接在底壁19上；采用工装夹紧锁紧头23并施加向下旋转的锁紧力，使得锁紧件22在锁紧孔二10内向下螺纹旋动并带动上部连接件17向下移动，进而对钢弹簧1进行预压缩，以降低叠层弹簧机构的整体体积和整体高度；当将钢弹簧1压缩至预定的高度时，取出工装，完成钢弹簧1的预压缩；再将钢弹簧1被预压缩后的叠层弹簧机构整体放入轴箱上部端座与转向架构架之间；在转向架构架上预留与锁紧腔18配合的通孔结构，该通孔结构的内径不小于锁紧腔18上开口端的内径；当叠层弹簧机构放置好后，将工装从转向架构架的通孔中向下伸入锁紧腔18内，通过工装夹紧锁紧件22的锁紧头23并将锁紧件22向上旋动，当锁紧杆24从锁紧孔二10中旋出时，将锁紧件22从锁紧腔18内取出，此时在失去预紧力后的钢弹簧1回弹并恢复到正常高度，完成叠层弹簧机构的安装。

当对叠层弹簧机构进行拆卸时，首先将锁紧件22穿过转向架构架的通孔和锁紧腔18的锁紧孔一，并向下伸入锁紧孔二10内，采用工装对锁紧件22施加锁紧力对钢弹簧1进行预压缩；当钢弹簧1被压缩至设定高度后，停止对锁紧件22施加锁紧力，并从锁紧腔18和转向架构架的通孔中将工装取出；将钢弹簧1被预压缩后的叠层弹簧机构整体从轴箱上部端座和转向架构架之间取出，完成叠层弹簧机构的拆卸。

实施例二

如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于，锁紧台9上设有容纳槽一，橡胶体一25的下部嵌入容纳槽一内；容纳槽一可加强橡胶体一25与锁紧台9的粘结面积，增强橡胶体一25粘结的稳定性，同时可在不改变缓冲间隙大小的情况下，增加橡胶体一25的体积和厚度，增强橡胶体一25的缓冲效果；橡胶体一25包括如图6中E处所示的位于锁紧台9上端面上的上部橡胶，以避免橡胶体一25全部位于容纳槽一内而导致其刚度过大，保证橡胶体一25的缓冲性能。

实施例三

如图7所示，本实施例与实施例一的区别在于，锁紧台9的外侧开设有容纳槽二，锁紧台9上设有连接片；连接片为侧L型结构，具体包括位于锁紧台9上端面上的上连接条26和嵌入容纳槽二内的侧连接条27；橡胶体一25设于上连接条26上端；本实施例中的橡胶体一25便于更换，当橡胶体一25被损坏时，可直接将连接片和橡胶体一25整体拆出并更换。

实施例四

如图8所示，本实施例与实施例一的区别在于，减振上板3与中部支座8为分体式结构；减振上板3的中部朝向空腔一16内凸出形成台阶一4，中部支座8通过下支撑台14与减振上板3可拆卸连接于台阶一4的侧部；本实施例中减振上板3与下支撑台14通过锁紧螺栓35螺纹紧固连接，当中部支座8或减振上板3被损坏或腐蚀需要更换时，可将锁紧螺栓35拆出并根据实际需要来相应更换中部支座8或减振上板3，相对于需同时更换的结构而言，可节省材料成本。

空腔一16处与下支撑台14对应的内侧下腔壁15为竖直腔壁，可增加下支撑台14的整体宽度H8，增强分体式减振上板3和中部支座8之间连接的稳定；台阶一4套接于下支撑台14内，可对下支撑台14提供支撑作用。

实施例五

如图9所示，本实施例与实施例四的区别在于，减振上板3在台阶一4的周侧朝上延伸形成高度低于台阶一4的台阶二5，中部支座8通过下支撑台14可拆卸连接于台阶二5上，台阶二5的外侧面与减振上板3的上端面之间通过弧形面29过渡。

当车体运行时，钢弹簧1将产生横向的剪切位移量，钢弹簧1会发生一定的横向偏移，竖直壁20和弧形面29可避免钢弹簧1在偏移的过程中碰到中部支座8的外侧壁；同时台阶二5可增加减振上板3与下支撑台14连接处的整体厚度H9，进一步增强分体式减振上板3和中部支座8之间连接的稳定性；并且，叠层弹簧机构在使用的过程中，会有雨水、灰尘等脏物堆积在减振上板3与下支撑台14的连接处，阶梯式的台阶一4、台阶二5和减振上板3，便于灰尘和雨水流出，可减少灰尘和雨水等脏物的堆积，避免减振上板3与下支撑台14被腐蚀，增强使用寿命；弧形面29也能便于脏物流出。

以上实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本发明的实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种自带预压缩功能的叠层弹簧机构，包括钢弹簧（1）、连接于钢弹簧（1）上下两端的上部连接件（17）和下部减震件（2），所述下部减震件（2）包括与钢弹簧（1）的下端连接的减振上板（3），其特征在于，所述减振上板（3）的中部向上延伸至钢弹簧（1）的中部空心内形成中部支座（8），中部支座（8）的上部包括锁紧台（9）；上部连接件（17）包括与锁紧台（9）对应设置的锁紧腔（18），在锁紧腔（18）内穿设有延伸至锁紧台（9）内的锁紧件（22），通过锁紧件（22）、锁紧腔（18）和锁紧台（9）相配合对钢弹簧（1）进行预压缩。

2.根据权利要求1所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，中部支座（8）包括位于锁紧台（9）下端两侧的侧连接座（12），锁紧台（9）和侧连接座（12）之间形成空腔一（16）；侧连接座（12）包括与锁紧台（9）连接的上锥形台（13）和位于上锥形台（13）下端且与减振上板（3）连接的下支撑台（14）；上锥形台（13）的外壁为从上至下朝外侧倾斜的锥形壁，下支撑台（14）的外壁为竖直壁（20）。

3.根据权利要求2所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，减振上板（3）与中部支座（8）为一体成型结构；减振上板（3）的中部设有通孔，中部支座（8）由通孔的内壁向上延伸形成。

4.根据权利要求2所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，减振上板（3）与中部支座（8）为分体式结构；减振上板（3）的中部朝向空腔一（16）内凸出形成台阶一（4），中部支座（8）通过下支撑台（14）与减振上板（3）可拆卸连接于台阶一（4）的侧部。

5.根据权利要求4所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，空腔一（16）处与下支撑台（14）对应的内侧下腔壁（15）为竖直腔壁，以增加下支撑台（14）的支撑稳定性。

6.根据权利要求5所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，减振上板（3）在台阶一（4）的周侧朝上延伸形成高度低于台阶一（4）的台阶二（5），中部支座（8）通过下支撑台（14）可拆卸连接于台阶二（5）上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，锁紧腔（18）包括底壁（19）和从底壁（19）外端向上延伸设置的侧壁（21），底壁（19）上设有锁紧孔一；锁紧台（9）上设有与锁紧孔一对应的锁紧孔二（10）；锁紧件（22）在锁紧腔（18）内穿过锁紧孔一并伸入锁紧孔二（10）内，通过向锁紧件（22）施加向下的锁紧力对钢弹簧（1）进行预压缩。

8.根据权利要求7所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，锁紧台（9）的上端在锁紧孔二（10）的两侧设有橡胶体一（25）；所述橡胶体一（25）的宽度为H1，锁紧台（9）的宽度为H2，底壁（19）的宽度为H3，H1＜H2＜H3。

9.根据权利要求8所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，锁紧台（9）上设有容纳槽一，橡胶体一（25）的下部嵌入容纳槽一内。

10.根据权利要求8所述的自带预压缩功能的叠层弹簧机构，其特征在于，锁紧台（9）的外侧开设有容纳槽二，锁紧台（9）上设有连接片；连接片为侧L型结构，具体包括位于锁紧台（9）上端面上的上连接条（26）和嵌入容纳槽二内的侧连接条（27）；橡胶体一（25）设于上连接条（26）上端。

Images