CN204586906U - 一种用于转向架上的连杆 - Google Patents

Abstract

一种用于转向架上的连杆，包括左关节轴承和右关节轴承，左关节轴承和右关节轴承上均装有关节，其特征在于所述的左关节轴承和右关节轴承分别固定连接在套管的左右两端，所述的左关节轴承与套管过盈连接伸入到套管中，左关节轴承上设有左防滑台阶与套管的左端面紧靠，所述的套管中间部位为薄弱段，所述的薄弱段为套管壁厚最薄的部位。本实用新型提供的一种用于转向架上的连杆，其过载保护功能可靠性和稳定性不受连杆的材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制，提高了连杆的可靠性和适用性。

Description

一种用于转向架上的连杆

技术领域

本实用新型涉及安装在转向架上的连杆类部件，特别涉及具有过载保护功能的一种用于转向转架的连杆。

背景技术

在轨道车辆的运行过程中，有的连杆除了传递牵引和制动外还要具有过载保护的功能，使得在意外事故发生时，车辆的某些关键部件可以得到保护。这种连杆是机械式过载保护装置的一种。由于空间的限制，转向架上的连杆部件的结构必须紧凑、简单，目前具过载保护功能的连杆设计比较简易，有的是在连杆中设置一段壁厚较薄的薄弱环节，通过薄弱环节的变形或断裂实现过载保护。连杆上薄弱环节的设计必须同时满足两个要求：一是在设计载荷范围内，连杆能够可靠地工作，因此连杆的薄弱环节不能发生塑性变形；二是当承受的载荷大于极限载荷时，连杆要失去传递载荷的功能，因此连杆的薄弱环节必须发生断裂。

假设连杆的设计载荷为T ₁，极限载荷为T ₂；连杆薄弱环节部件的材料的屈服强度为σ ₁，抗拉强度为σ ₂，等效承载面积为S；由于在在设计载荷范围内连杆需要可靠地工作，薄弱环节不能发生塑性变形，因此有

σ ₁ S≥T ₁

实际上，不同批次材料的屈服强度存在一定差异，设材料的最小屈服强度为σ _1min，则设计需要满足

σ _1min  S≥T ₁

又由于当连杆承受的载荷大于极限载荷时，连杆要失去传递载荷的功能，薄弱环节必须发生断裂，因此有

σ ₂ S≤T ₂

同理，考虑到不同批次材料的抗拉强度会存在差异，设σ _2max为材料的最大抗拉强度，则设计需要满足

σ _2max S≤T ₂

因此σ _1min, σ _2max, T ₁, T ₂至少需要满足

为材料的屈强比。由此可见，带薄弱段的连杆的过载保护功能的可靠性和稳定性受到材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制。

有些金属材料的很小，例如20号钢的值仅为0.462，故当的值大于0.462时，用能20号钢进行设计加工的连杆其过载保护功能的可靠性和稳定性无法保障。因此，通过在连杆上设置壁厚较薄的薄弱环节实现过载保护，其过载保护功能的可靠性和稳定性受到连杆的材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制，连杆的可靠性和适用性不高。

实用新型内容

　　本实用新型针对通过薄弱环节实现过载保护功能的连杆其过载保护功能的可靠性和稳定性受到用于加工连杆的材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制的技术问题，提供了一种用于转向架上的连杆，其过载保护功能可靠性和稳定性不受连杆的材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制，提高了连杆的可靠性和适用性。

　　为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于转向架上的连杆，包括左关节轴承和右关节轴承，左关节轴承和右关节轴承上均装有关节，其特征在于所述的左关节轴承和右关节轴承分别固定连接在套管的左右两端，所述的左关节轴承与套管过盈连接伸入到套管中，左关节轴承上设有左防滑台阶与套管的左端面紧靠，所述的套管中间部位为薄弱段，所述的薄弱段为套管壁厚最薄的部位。

　　优选的，在所述的左关节轴承上设有环形的左卸载槽，所述的左卸载槽设置在左防滑台阶的右侧，所述的套管的左端面套在左卸载槽上。

　　优选的，所述的右关节轴承与套管过盈连接伸入到套管中，右关节轴承上设有右防滑台阶与套管的右端面紧靠。

　　优选的，所述的右关节轴承上设有环形的右卸载槽，所述的右卸载槽设置在右防滑台阶左侧，所述的套管的右端面套在右卸载槽上。

　　优选的，所述的右关节轴承与套管为螺纹连接或铆接。

　　优选的，所述的薄弱段的内径与套管其它部位的内径值相等，所述的薄弱段的外径值小于套管其它部位的外径值。

本实用新型现实过载保护的原理是：

在压力作用下，左关节轴承和右关节轴承将作用力传递至套管，当作用力达到极限载荷T2时，套管的薄弱段发生屈服，使得整个连杆发生压杆失稳，从而实现压力作用下的过载保护。在套管上加工薄弱段时，需满足的是设计载荷T1≤薄弱段不发生屈服时所能承受的压力≤极限载荷T2，从而确保在薄弱段受所的压力小于设计载荷时薄弱段不会发生屈服，在薄弱段受所的压力大于极限载荷时薄弱段必发生屈服。

在拉力作用下，左关节轴承和右关节轴承将作用力传递至套管，当作用力达到极限载荷T2时，左关节轴承与套管之间发生相对滑动，使左关节轴承与套管发生分离，从而实现拉力作用下的过载保护。左关节轴承与套管之间的有效过盈配合需满足两个要求：（1）最小有效过盈力≥设计载荷T1，最大过盈力≤极限载荷T2。(2) 关节轴承和套管之间最小过盈量不超过左关节轴承和套管不发生塑性变形所允许的最大过盈量。从而确保轴向拉力小于设计载荷Ｔ1时，左关节轴承不会与套管分离；轴向拉力大于极限载荷T2时，左关节轴承与套管分离。

本实用新型通过设置在套管中间部位的薄弱段受压屈服，实现压力载荷下的过载保护，通过左关节轴承与套管的过盈连接的受拉分离，实现拉力载荷下的过载保护。连杆实现过载保护功能需要考虑套管的屈服强度、套管与左关节轴承间的过盈力，不需要考虑套管材料的屈强比和不同批次材料性能的差异。连杆过载保护功能的可靠性和稳定性不受加工连杆的材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制，选择套管连接形成连杆时，套管的材料选择范围更大，连杆的可靠性和适用性更高。

附图说明

　　图1为本实用新型的结构示意图。

　　图2为左关节轴承的结构示意图。

　　图3为图1中Ａ处的放大示意图。

　　图4为右关节轴承的结构示意图。

　　图5为图1中Ｂ处的放大示意图。

具体实施方式

下面将通过附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1至图5所示，一种用于转向架上的连杆，包括左关节轴承1和右关节轴承2，左关节轴承1和右关节轴承2上均装有关节，所述的左关节轴承1和右关节轴承分别固定连接在套管3的左右两端，所述的套管3中间部位为薄弱段31，所述的薄弱段31为套管3壁厚最薄的部位。所述的薄弱段31的内径与套管3其它部位的内径值相等，所述的薄弱段31的外径值小于套管3其它部位的外径值，方便对套管3的中间部位加工形成薄弱段31。所述的左关节轴承1与套管3过盈连接伸入到套管3中，左关节轴承1上设有左防滑台阶11与套管3的左端面紧靠，在所述的左关节轴承1上设有环形的左卸载槽12，所述的左卸载槽12设置在左防滑台阶11的右侧，所述的套管3的左端面套在左卸载槽12上。所述的右关节轴承2与套管3过盈连接伸入到套管3中，右关节轴承2上设有右防滑台阶21与套管3的右端面紧靠。在所述的右关节轴承2上设有环形的右卸载槽22，所述的右卸载槽22设置在右防滑台阶21左侧，所述的套管3的右端面套在右卸载槽22上。左防滑台阶11防止连杆受压时，左关节轴承1与套管3相对滑动，右防滑台阶21防止连杆受压时，右关节轴承2与套管3相对滑动。左卸载槽12和右卸载槽22可减小套管3左右两端所受的应力，延长套管3的使用寿命。

上述的连杆在压力作用下，左关节轴承1和右关节轴承2将作用力传递至套管3，当作用力达到极限载荷T2时，套管3的薄弱段31发生屈服，使得整个连杆发生压杆失稳，从而实现压力作用下的过载保护。在套管3上加工薄弱段31时，需满足的是设计载荷T1≤薄弱段不发生屈服时所能承受的压力≤极限载荷T2，从而确保在薄弱段31受所的压力小于设计载荷时薄弱段不会发生屈服，在薄弱段受所的压力大于极限载荷时薄弱段必发生屈服。

上述的连杆在拉力作用下，左关节轴承1和右关节轴承2将作用力传递至套管3，当作用力达到极限载荷T2时，左关节轴承1和右关节轴承2与套管3之间发生相对滑动，使左关节轴承1及右关节轴承2均与套管3发生分离，从而实现拉力作用下的过载保护。设计过盈连接时，左关节轴承1与套管3之间的有效过盈力和右关节轴承2与套管3之间的有效过盈配合需满足两个要求：（1）最小有效过盈力≥设计载荷T1，最大过盈力≤极限载荷T2。(2)左关节轴承与右关节轴承和套管之间最小过盈量不超过左关节轴承1、右关节轴承2和套管3不发生塑性变形所允许的最大过盈量。从而确保在轴向拉力小于设计载荷Ｔ1时，左关节轴承和右关节轴承均不会与套管分离；在轴向拉力大于极限载荷Ｔ2时，左关节轴承和右关节轴承均与套管分离。

　　上述的连杆实现过载保护功能需要考虑套管的屈服强度、套管与左关节轴承及右关节轴承间的过盈力，不需要考虑套管材料的屈强比和不同批次材料性能的差异。连杆过载保护功能的可靠性和稳定性不受加工连杆的材料的屈强比和不同批次材料性能差异的限制，选择套管连接形成连杆时，套管的材料选择范围更大，连杆的可靠性和适用性更高。

以上结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，使基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。例如当左关节轴承1与套管3为过盈连接时，右关节轴承2与套管3也可以为螺纹连接或铆接即左关节轴承1与套管3的分离就可以现实拉力作用下的过载保护。

Claims (6)

1.一种用于转向架上的连杆，包括左关节轴承（1）和右关节轴承（2），左关节轴承（1）和右关节轴承（2）上均装有关节，其特征在于所述的左关节轴承（1）和右关节轴承分别固定连接在套管（3）的左右两端，所述的左关节轴承（1）与套管（3）过盈连接伸入到套管（3）中，左关节轴承（1）上设有左防滑台阶（11）与套管（3）的左端面紧靠，所述的套管（3）中间部位为薄弱段（31），所述的薄弱段（31）为套管（3）壁厚最薄的部位。

2.根据权利要求1所述的用于转向架上的连杆，其特征在于在所述的左关节轴承（1）上设有环形的左卸载槽（12），所述的左卸载槽（12）设置在左防滑台阶（11）的右侧，所述的套管（3）的左端面套在左卸载槽（12）上。

3.根据权利要求2所述的用于转向架上的连杆，其特征在于所述的右关节轴承（2）与套管（3）过盈连接伸入到套管（3）中，右关节轴承（2）上设有右防滑台阶（21）与套管（3）的右端面紧靠。

4.根据权利要求3所述的用于转向架上的连杆，其特征在于所述的右关节轴承上设有环形的右卸载槽（22），所述的右卸载槽（22）设置在右防滑台阶（21）左侧，所述的套管（3）的右端面套在右卸载槽（22）上。

5.根据权利要求1的所述的用于转向架上的连杆，其特征在于所述的右关节轴承（2）与套管（3）为螺纹连接或铆接。

6.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的用于转向架上的连杆，其特征在于所述的薄弱段（31）的内径与套管（3）其它部位的内径值相等，所述的薄弱段（31）的外径值小于套管（3）其它部位的外径值。