专利名称：机车的一种转向架径向机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及机车车辆结构设计领域，具体为机车的一种转向架径向机构，应用于机车车辆转向架上。
背景技术：
我国幅员辽阔，丘陵及山区所占比例很大，山区的铁路弯道多并且弯曲半径小，限 制了铁路车辆的运行速度。发展机车径向转向架技术，可以提高车辆通过弯道曲线上的运 行速度并减轻车轮、钢轨的磨损，降低铁路维护成本。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时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主要有美国、德国、瑞士、南非等国家。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。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。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轮对轴箱通过拉杆与后轮对同 一侧的轮对轴箱连接在一起，实现联动。然而上述二种导向装置结构中仍然不能有效地限制前、中、后轮对间的纵向相对 位移，容易产生前、中、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，轮轨磨损严重。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 拉杆将前轮对的左、右轮对轴箱连接在一起，后转向梁通过拉杆将后轮对的左、右轮对轴箱 连接在一起。两转向梁再通过一根大拉杆(相当于本发明的耦合杆)连接在一起，从而实 现前、后轮对间的联动。中国专利CN03148641.X还公开了一种径向转向架装置，它包括构架，前、后轮对和前、后转向架轴，以及分别通过拉杆与前、后转向架轴相连的前、后转向梁，一中轮对以及 中转向架轴，一根连接前转向梁和后转向梁的轴间拉杆(相当于本发明的耦合杆)。两根转 向梁再通过一根轴间拉杆连接在一起，从而实现前、后轮对间的联动。该专利在一定程度上限制前、后轮对间的纵向相对位移，然而由于只通过一级耦 合，在弯道时前、后轮对之间仍然容易产生较大幅度的相对摇头运动，致使列车在高速运行 时导向机构产生激烈的振动，轮轨磨损严重。
发明内容
为了克服现有机车转向架径向机构不能有效地限制前、中、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，轮轨磨损严重的缺陷，本发明旨在提供机车的一种转向架径向机构，它具有二级耦合 能力，可保证机车车辆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，改善机车在曲线上的粘着性能，提高列 车通过曲线时的速度。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是机车的一种转向架径向机构，包 括构架，装在轮对轴箱上的转向架前轴、转向架中轴、转向架后轴，设在转向架前轴一侧的 前转动梁，设在转向架后轴一侧的后转动梁，一端铰接在前轮对左轴箱上的前轴箱左拉杆， 一端铰接在前轮对右轴箱上的前轴箱右拉杆，一端铰接在后轮对左轴箱上的后轴箱左拉 杆，一端铰接在后轮对右轴箱上的后轴箱右拉杆，其结构特点是，还包括前连杆和后连杆， 连接前连杆后端和后连杆前端的耦合杆；所述前连杆前端与前转动梁右端相连，后连杆后 端与后转动梁右端相连，前转动梁的左端与前轴箱左拉杆的另一端铰接相连，后转动梁左 端与后轴箱左拉杆的另一端铰接相连，前轴箱右拉杆的另一端铰接在前转动梁的右段上， 后轴箱右拉杆的另一端铰接在后转动梁的右段上；所述该前转动梁中端、耦合杆中端和后 转动梁中端均铰接在构架上。所述前轴箱左拉杆、前轴箱右拉杆、后轴箱左拉杆和后轴箱左拉杆的长度相等，前 转动梁和后转动梁长度相等，保证前后轮对的转角相等。所述转向架前轴两端分别装在前轮对右轴箱和前轮对左轴箱上，转向架后轴两端 分别装在后轮对右轴箱和后轮对左轴箱上。藉由上述结构，前转动梁经前轴箱拉杆与转向架前轴相连，后转动梁经后轴箱拉 杆与转向架后轴相连，而前转动梁通过前连杆与耦合杆一端相连，后转动梁通过后连杆与 耦合杆另一端相连，从而实现轮对间的联动。机车通过曲线时，轮轨间的蠕滑导向力矩使转向架前轴的轮对取得径向位置，前 轴箱拉杆，带动前转动梁旋转一定角度，前转动梁通过前连杆带动耦合杆作角度相同，相 位相同的转动，耦合杆通过后连杆带动后转动梁作角度相同，相位相反的转动，后转动梁利 用后轴箱拉杆，带动转向架后轴的轮对，后转动梁相对于构架的转角大小和转向架后轴相 对于构架的转角大小相等，相位相同，实现转向架前轴的轮对与转向架后轴的轮对相对于 构架转角大小相等，相位相反，从而使转向架后轴轮对与转向架前轴轮对在通过曲线时呈 “八”字型。在机车通过曲线时，各轮对趋向于径向位置，有利于减小轮缘与钢轨之间的冲 角，从而降低轮缘的磨耗，改善曲线上机车车辆的粘着性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明所述的机车转向架径向机构具有二级耦合能力，可使转向架前、中、后轴上的轮对通过曲线的时候具有趋于径向位置的能 力，机车在曲线上的粘着性能强，机车曲线通过速度可提高达20%左右，同时减小轮轨磨 损。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是本发明一种实施例的结构示意图。在图中1-转向架前轴； 2-转向架中轴； 3-转向架后轴；11-前轴箱右拉杆；12-前轴箱左拉杆；13-后轴箱右拉杆；14-后轴箱左拉杆；21-前转动梁； 22-后转动梁；31-前连杆；32-后连杆；51-前轮对右轴箱；52-前轮对左轴箱；53-后轮对右轴箱；54-后轮对左轴箱；4-构架；5-耦合杆。
具体实施例方式机车的一种转向架径向机构，参照图1所示，包括构架4，装在轮对轴箱上的转向 架前轴1、转向架中轴2、转向架后轴3，设在转向架前轴1 一侧的前转动梁21，设在转向架 后轴3 —侧的后转动梁22，一端铰接在前轮对左轴箱52上的前轴箱左拉杆12，一端铰接在 前轮对右轴箱51上的前轴箱右拉杆11，一端铰接在后轮对左轴箱54的后轴箱左拉杆14， 一端铰接在后轮对右轴箱53上的后轴箱右拉杆13，还包括前连杆31和后连杆32，连接前 连杆31后端和后连杆32前端的耦合杆5 ；所述前连杆31前端与前转动梁21右端相连，后 连杆32后端与后转动梁22右端相连，前转动梁21的左端与前轴箱左拉杆12的另一端铰 接相连，后转动梁22左端与后轴箱左拉杆14的另一端铰接相连，前轴箱右拉杆11的另一 端铰接在前转动梁21的右段上，后轴箱右拉杆13的另一端铰接在后转动梁22的右段上； 所述该前转动梁21中端、耦合杆5中端和后转动梁22中端均铰接在构架4上。所述前轴箱左拉杆12、前轴箱右拉杆11、后轴箱左拉杆13和后轴箱左拉杆14的 长度相等，前转动梁21和后转动梁22长度相等，保证前后轮对的转角相等。所述转向架前轴1两端分别装在前轮对右轴箱51和前轮对左轴箱52上，转向架 后轴3两端分别装在后轮对右轴箱53和后轮对左轴箱54上。机车通过曲线时，轮轨间的蠕滑导向力矩使转向架前轴1的轮对取得径向位置， 前轴箱拉杆11，12带动前转动梁21旋转一定角度，前转动梁21通过前连杆带动耦合杆5 作角度相同，相位相同的转动，耦合杆5通过后连杆带动后转动梁22作角度相同，相位相反 的转动，后转动梁22利用后轴箱拉杆13，14带动转向架后轴3的轮对，后转动梁23相对于 构架4的转角大小和转向架后轴3相对于构架4的转角大小相等，相位相同，实现转向架前 轴1的轮对与转向架后轴3的轮对相对于构架4转角大小相等，相位相反，从而使转向架后 轴3轮对与转向架前轴1轮对在通过曲线时呈“八”字型。在机车通过曲线时，各轮对趋向 于径向位置，有利于减小轮缘与钢轨之间的冲角，从而降低轮缘的磨耗，改善曲线上机车车辆的粘着性能，曲线增速达20%左右 。
权利要求
机车的一种转向架径向机构，包括构架(4)，装在轮对轴箱上的转向架前轴(1)、转向架中轴(2)、转向架后轴(3)，设在转向架前轴(1)一侧的前转动梁(21)，设在转向架后轴(3)一侧的后转动梁(22)，一端铰接在前轮对左轴箱(52)上的前轴箱左拉杆(12)，一端铰接在前轮对右轴箱(51)上的前轴箱右拉杆(11)，一端铰接在后轮对左轴箱(54)上的后轴箱左拉杆(14)，一端铰接在后轮对右轴箱(53)上的后轴箱右拉杆(13)，其特征在于，还包括前连杆(31)和后连杆(32)，连接前连杆(31)后端和后连杆(32)前端的耦合杆(5)；所述前连杆(31)前端与前转动梁(21)右端相连，后连杆(32)后端与后转动梁(22)右端相连，前转动梁(21)的左端与前轴箱左拉杆(12)的另一端铰接相连，后转动梁(22)左端与后轴箱左拉杆(14)的另一端铰接相连，前轴箱右拉杆(11)的另一端铰接在前转动梁(21)的右段上，后轴箱右拉杆(13)的另一端铰接在后转动梁(22)的右段上；所述该前转动梁(21)中端、耦合杆(5)中端和后转动梁(22)中端均铰接在构架(4)上。
2.根据权利要求1所述的机车转向架径向机构，其特征在于，所述前轴箱左拉杆(12)、前轴箱右拉杆(11)、后轴箱左拉杆(13)和后轴箱左拉杆(14)的长度相等，前转动梁(21) 和后转动梁(22)长度相等。
全文摘要
本发明公开了机车的一种转向架径向机构，涉及机车车辆结构设计领域，它包括构架，转向架轴，转动梁，轴箱拉杆，连杆，耦合杆；前转动梁经前轴箱拉杆与转向架前轴相连，后转动梁经后轴箱拉杆与转向架后轴相连，而前转动梁通过前连杆与耦合杆一端相连，后转动梁通过后连杆与耦合杆另一端相连，从而实现轮对间的联动。机车通过曲线时，轮轨间的蠕滑导向力矩使转向架前轴的轮对取得径向位置，通过转动梁，轴箱拉杆，连杆，耦合杆之间的连接，使转向架后轴轮对与转向架前轴轮对在通过曲线时呈“八”字型，各轮对趋向于径向位置，有利于减小轮缘与钢轨之间的冲角，机车曲线通过速度可提高达20％左右，降低轮缘的磨耗。
文档编号B61F3/00GK101804819SQ201010158259
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者傅成骏, 周建斌, 张红军, 舒方鹏, 钟源, 陈喜红, 陈清明 申请人:南车株洲电力机车有限公司