CN201613904U - 一种径向转向架扭杆式自导向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铁道机车车辆转向架领域，具体为一种径向转向架扭杆式自导向机构，它包括布置于构架两侧的四根导向杆，每根导向杆与相应的轴箱相连，安装在构架中心的中央扭杆，布置在构架两侧且分别与中央扭杆两端联接的第一、第二转臂；所述第一、第二导向杆分别铰接在第一转臂两端，第三、第四导向杆分别铰接在第二转臂两端，且第一、第二导向杆和第一转臂组成的机构与第三、第四导向杆和第二转臂组成的机构相对于构架对称。本实用新型结构简单，操作简便，将构架两侧的导向杆通过中央扭杆连接起来，可有效地限制前后轮对间的纵向相对位移，避免了列车高速运行时导向机构产生激烈的振动，使得机车车辆在直线和曲线上均具有良好的运行平稳性。

Description

一种径向转向架扭杆式自导向机构

技术领域

本实用新型涉及铁道机车车辆结构设计领域，应用于机车车辆转向架上，具体为一种径向转向架扭杆式自导向机构。

背景技术

随着铁路重载、高速发展，轮轨磨耗和安全问题更为突出，改善机车车辆曲线通过性能的要求尤为迫切。然而常规机车车辆转向架提高其横向稳定性和改善曲线通过性能一直是相互矛盾的，采用径向转向架则能很好地解决了这一问题。径向转向架能在保证机车直线运行稳定性的同时减少轮缘磨耗和横向力，降低燃料消耗率，同时满足曲线通过性能和横向稳定性两方面的要求，提高列车通过曲线时的速度，改善机车车辆在曲线上的粘着性能。自导向机构是径向转向架的一项关键技术，通过自导向机构的作用可以减少轮对的冲角，从而使轮轨横向力在各轮对之间得到合理的分配，使前后轮对在通过曲线的同时具有趋于曲线的径向位置能力，从而大大提高机车车辆通过曲线时的稳定性。

近年来，各国竞相开展对径向转向架的研究，取得了一定的成效，已开始进入实际应用阶段，这方面发展比较快的国家主要有美国、德国、瑞士、南非等。当前，我国线路上行驶的大部分机车车辆的轮对与构架在纵向上仍采用近于刚性的连接，即前后轮对运行过程中始终保持平行。当机车车辆通过曲线轨道时，轮对在构架中仍保持平行的位置，使得轮对与轨道之间的冲角较大，轮轨间产生较大的横向作用力，从而轮轨磨耗严重，机车车辆在曲线上粘着性能下降。要解决这一矛盾，采用径向转向架技术是一理想途径。它不仅在曲线上有较好的导向性能，而且在直线上，由于有加装在转臂上的液压减振器提供较大的轮对定位刚度，使转向架又有良好的抗蛇行稳定性。

自导向机构转向架是利用前后轮对的导向机构，将前后轮对的摇头运动耦合起来，利用左右轮的纵向蠕滑力差，将前轮对通过曲线时轮对趋于径向位置的趋势反向传送给后轮对，使前后轮对在通过曲线时均趋于曲线径向位置，以达到减小轮轨横向作用力，减小轮对冲角及轮轨磨耗的目的。

中国专利CN200720129909.2公开了一种客车转向架径向导向装置，其组成包括：两根导向杆、安装座、导向阻尼器、导向阻尼器座。

中国专利CN03148641.X公开了一种径向转向架装置，其结构如下：前转向梁通过连杆将前轮对的左、右轴箱连接在一起，后转向梁通过连杆将后轮对的左、右轴箱连接在一起。两转向梁再通过大连杆连接在一起，从而实现前、后轮对间的联动。

美国专利US4679506公开了一种改进的转向系统、可拆卸悬架和牵引电动机制动的机车(Railway truck with improved steering linkage，detachablesuspension and traction motor mounted brake)，其结构为：前轮对的一侧轴箱通过拉杆与后轮对同一侧的轴箱连接在一起，实现联动。

然而上述三种导向装置结构中没有中央扭杆结构，仍然不能有效地限制前后轮对间的纵向相对位移，容易产生前后轮对之间相对摇头运动，致使列车在高速运行时导向机构产生激烈的振动。

实用新型内容

针对现有机车在高速运行时导向机构会产生激烈的振动的缺陷，本实用新型旨在提供一种径向转向架扭杆式自导向机构，它可有效地抑制前后轮对之间纵向相对位移，同时当前后轮对之间有相对摇头运动时，保持前后轮对尽可能同时趋于曲线的径向位置，使得机车车辆在直线和曲线上均具有良好的运行平稳性。

本实用新型所采用的技术方案：一种用于铁路车辆的径向转向架扭杆式自导向机构，包括布置于构架两侧的第一导向杆、第二导向杆、第三导向杆和第四导向杆，第一导向杆的一端与第一轴箱相连，第二导向杆的一端与第二轴箱相连，第三导向杆的一端与第三轴箱相连，第四导向杆的一端与第四轴箱相连，其结构特点是，该机构还包括安装在构架中心的中央扭杆，以及布置在构架两侧且分别与中央扭杆两端联接的第一转臂和第二转臂；所述第一导向杆和第二导向杆分别铰接在第一转臂两端，所述第三导向杆和第四导向杆分别铰接在第二转臂两端，且该第一导向杆、第二导向杆和第一转臂组成的机构与该第三导向杆、第四导向杆和第二转臂组成的机构相对于构架对称。

所述第一转臂一端与第一液压减振器的一端相连，第二转臂一端与第二液压减振器的一端相连，该第一液压减振器和第二液压减振器的另一端固定在构架上，可衰减前后轮对的纵向高频振动和高频摇头运动。

所述第一导向杆、第二导向杆、第三导向杆和第四导向杆中间均设有可调节其长度的螺纹连接，用于调节其长度，使构架左右的导向杆长度一致。

所述中央扭杆与构架之间，第一导向杆、第二导向杆与第一转臂之间、第三导向杆、第四导向杆与第二转臂之间，第一导向杆与第一轴箱之间，第二导向杆与第二轴箱之间，第三导向杆与第三轴箱之间，第四导向杆与第四轴箱之间，第一转臂与第一液压减振器之间，第二转臂与第二液压减振器之间皆均设有柔性关节。其中中央扭杆与构架之间的柔性关节为扭杆球铰，该扭杆球铰由环形内套，环形外套以及置于环形内套和环形外套之间的橡胶环组成。采用柔性关节连接方式，机构间可具有大的径向刚度和小的扭转刚度，大的径向刚度为轮对提供了大的纵向刚度，使得机车车辆在直线上具有良好的运行平稳性；小的扭转刚度使得轮对与各导向杆、中央扭杆可以自由的转动。

所述第一转臂和第二转臂的旋转角相同，可保持前后轮对尽可能同时趋于曲线的径向位置。

根据本实用新型的实施例，构架两侧的第一导向杆、第二导向杆、第三导向杆和第四导向杆通过中央扭杆和第一转臂、第二转臂连接起来，其中中央扭杆与第一转臂，中央扭杆与第二转臂均通过花键压配方式连接，并由螺母固定在一起，可有效的限制前后轮对间的纵向相对位移，避免了列车高速运行时导向机构产生激烈的振动。

本实用新型的有益效果：1、本实用新型使得前后轮通过曲线的时候具有趋于径向位置的能力，并可衰减了前后轮对的纵向高频振动和高频摇头运动。

2、本实用新型可有效的限制前后轮对间的纵向相对位移，避免了列车高速运行时导向机构产生激烈的振动，同时保持前后轮对尽可能同时趋于曲线的径向位置。

3、结构简单，操作简便。

4、本实用新型使得机车车辆在直线和曲线上均具有良好的运行平稳性。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型所述扭杆球铰的剖视图；

图4为本实用新型所述的转臂剖视图；

图5为本实用新型所述的转臂侧视图。

在图中：

1-中央扭杆，   2-扭杆球铰，   3-第一导向杆，

31-第二导向杆，32-第三导向杆，33-第四导向杆，

4-柔性关节，   5-螺母，       6-第一转臂，

61-第二转臂，7-第一液压减振器，71-第二液压减振器，

83-第一轴箱，8-第二轴箱，      81-第三轴箱，

82-第四轴箱，9-构架，          10-环形内套，

11-环形外套，12-橡胶环，       13-转臂中央通孔，

14-转臂螺纹孔。

具体实施方式

如图1～2所示，一种用于铁路车辆的径向转向架扭杆式自导向机构，包括布置于构架9两侧的第一导向杆3、第二导向杆31、第三导向杆32和第四导向杆33，第一导向杆3的一端与第一轴箱83相连，第二导向杆31的一端与第二轴箱8相连，第三导向杆32的一端与第三轴箱81相连，第四导向杆33的一端与第四轴箱82相连，第一导向杆3、第二导向杆31、第三导向杆32和第四导向杆33中间均设有可调节其长度的螺纹连接，用于调节其长度，使构架9左右的第一导向杆3、第二导向杆31、第三导向杆32和第四导向杆33长度一致。该机构还包括垂直安装在构架9中心的中央扭杆1，以及在垂直布置在构架9两侧且分别与中央扭杆1两端联接的第一转臂6和第二转臂61，该中央扭杆1与第一转臂6通过花键压配方式连接，该中央扭杆1与第二转臂61也通过花键压配方式连接，并用螺母5与中央扭杆1固定在一起。所述第一导向杆3和第二导向杆31分别铰接在第一转臂6两端，所述第三导向杆32和第四导向杆33分别铰接在第二转臂61两端，且该第一导向杆3、第二导向杆31和第一转臂6组成的机构与该第三导向杆32、第四导向杆33和第二转臂61组成的机构相对于构架9对称；构架9两侧的第一导向杆3、第二导向杆31、第三导向杆32和第四导向杆33通过中央扭杆1、第一转臂6和第二转臂61连接起来，可有效的限制前后轮对间的纵向相对位移，避免了列车高速运行时导向机构产生激烈的振动。

所述第一转臂6与第一液压减振器7的一端相连，第二转臂61与第二液压减振器71的一端相连，该第一液压减振器7和第二液压减振器71的另一端固定在构架9上，可衰减前后轮对的纵向高频振动和高频摇头运动。

所述中央扭杆1与构架9之间，第一导向杆3、第二导向杆31与第一转臂6之间，第三导向杆32、第四导向杆33与第二转臂61之间，第一导向杆3与第一轴箱83之间，第二导向杆31与第二轴箱8之间，第三导向杆32与第三轴箱81之间，第四导向杆33与第四轴箱82之间，第一转臂6与第一液压减振器7之间，第二转臂61与第二液压减振器71之间皆均设有柔性关节4。参照图3所示，其中中央扭杆1与构架9之间的柔性关节4为扭杆球铰2，该扭杆球铰2由环形内套10，环形外套11以及置于环形内套10和环形外套11之间的橡胶环12组成。采用柔性关节连接，机构间可具有大的径向刚度和小的扭转刚度，大的径向刚度为轮对提供了大的纵向刚度，使得机车车辆在直线上具有良好的运行平稳性；小的扭转刚度使得轮对与导向杆、中央扭杆可以自由的转动。

如图4所示的第一转臂6和第二转臂61，其中央通孔13用于装配中央扭杆1，每个转臂的两端分别与同一侧的两根导向杆连接，并通过螺钉锁紧。

如图5所示，单头螺栓通过转臂螺纹孔14将第一液压减振器7与第一转臂6连接在一起，将第二液压减振器7与第二转臂61连接在一起。

所述第一转臂6和第二转臂61相对于构架9的旋转角相同，可保持前后轮对尽可能同时趋于曲线的径向位置。

本实用新型可有效地抑制前后轮对之间纵向相对位移，同时当前后轮对之间有相对摇头运动时，保持前后轮对尽可能同时趋于曲线的径向位置，使得机车车辆在直线和曲线上均具有良好的运行平稳性。

Claims (7)

1.一种用于铁路车辆的径向转向架扭杆式自导向机构，包括布置于构架(9)两侧的第一导向杆(3)、第二导向杆(31)、第三导向杆(32)和第四导向杆(33)，第一导向杆(3)的一端与第一轴箱(83)相连，第二导向杆(31)的一端与第二轴箱(8)相连，第三导向杆(32)的一端与第三轴箱(81)相连，第四导向杆(33)的一端与第四轴箱(82)相连，其特征在于，还包括安装在构架(9)中心的中央扭杆(1)，以及布置在构架(9)两侧且分别与中央扭杆(1)两端联接的第一转臂(6)和第二转臂(61)；所述第一导向杆(3)和第二导向杆(31)分别铰接在第一转臂(6)两端，所述第三导向杆(32)和第四导向杆(33)分别铰接在第二转臂(61)两端，且该第一导向杆(3)、第二导向杆(31)和第一转臂(6)组成的机构与该第三导向杆(32)、第四导向杆(33)和第二转臂(61)组成的机构相对于构架(9)对称。

2.根据权利要求1所述的径向转向架扭杆式自导向机构，其特征在于，所述第一转臂(6)一端与第一液压减振器(7)的一端相连，第二转臂(61)一端与第二液压减振器(71)的一端相连，该第一液压减振器(7)和第二液压减振器(71)的另一端固定在构架(9)上。

3.根据权利要求2所述的径向转向架扭杆式自导向机构，其特征在于，所述中央扭杆(1)与构架(9)之间，第一导向杆(3)、第二导向杆(31)与第一转臂(6)之间、第三导向杆(32)、第四导向杆(33)与第二转臂(61)之间，第一导向杆(3)与第一轴箱(83)之间，第二导向杆(31)与第二轴箱(8)之间，第三导向杆(32)与第三轴箱(81)之间，第四导向杆(33)与第四轴箱(82)之间，第一转臂(6)与第一液压减振器(7)之间，第二转臂(61)与第二液压减振器(71)之间均设有柔性关节(4)。

4.根据权利要求3所述的径向转向架扭杆式自导向机构，其特征在于，所述中央扭杆(1)与构架(9)之间的柔性关节为扭杆球铰(2)，该扭杆球铰(2)由环形内套(10)、环形外套(11)以及置于环形内套(10)和环形外套(11)之间的橡胶环(12)组成。

5.根据权利要求1所述的径向转向架扭杆式自导向机构，其特征在于，所述第一转臂(6)和第二转臂(61)的旋转角相同。

6.根据权利要求1所述的径向转向架扭杆式自导向机构，其特征在于，所述第一导向杆(3)、第二导向杆(31)、第三导向杆(32)和第四导向杆(33)中间均设有可调节其长度的螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的径向转向架扭杆式自导向机构，其特征在于，所述中央扭杆(1)与第一转臂(6)，中央扭杆(1)与第二转臂(61)均通过花键压配方式连接，并由螺母(5)固定在一起。

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