专利名称：一种单拉杆牵引装置及应用该牵引装置的机车的制作方法
技术领域：
本发明涉及机车车辆转向架的牵引装置，具体涉及一种单拉杆牵引装置及应用该牵引装置的机车。
背景技术：
牵引装置主要用于连接车体和构架，以传递牵引力和制动力，并适应车体相对于转向架的回转。目前，大功 率交流传动机车常用的牵引结构是中央推挽式单拉杆和双拉杆。传统的端部单拉斜杆牵引装置，其单拉杆通过牵引橡胶关节安装在车体和构架端部的牵引座上。这种结构简捷，方便拆卸，但存在如下问题1)单拉杆长度有限，曲线及坡道通过困难；2)构架端部结构强度要求较高，造成构架结构复杂。请参见图1，该图是现有技术一种典型的双拉杆牵引装置，这种牵引装置的拉杆长度可有效克服曲线及坡道通过困难的缺陷。如图I所示，其牵引杆一 10通过牵引橡胶关节20安装到车体牵引座30上，牵引杆一 10通过牵引销60连接牵引杆二 80,牵引杆二 80 —端通过牵引连杆70与构架端梁相连，另一端安装到构架牵引座90上；压盖40用于固定牵引橡胶关节20和车体牵引座30，安全钢丝绳50能防止牵引杆一 10失效情况下脱落到轨面。除可有效克服曲线及坡道通过困难的缺陷外，该牵引装置的牵引点较低，黏着利用率高达94%以上。然而，该双拉杆牵引装置的中间牵引销60为摩擦副，产生磨耗，需定期维护、保养；另外，结构较复杂，零件多，制造精度高，制造成本较高；且安装和拆卸不方便，维修成本高。有鉴于此，亟待另辟蹊径针对牵引装置进行优化设计，以克服上述双拉杆牵引装置所存在的上述缺陷。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种用于机车的单拉杆牵引装置，在确保曲线及坡道通过性能的基础上，具有结构简单可靠、易于拆装的特点，可有效控制制造及维护成本。在此基础上，本发明还提供一种具有该单拉杆牵引装置的机车。本发明提供的单拉杆牵引装置，包括车体牵引座、构架牵引座和牵引杆；其中，所述车体牵引座固定设置于车体上，所述构架牵引座固定设置于转向架的牵引梁上；所述牵引杆的两端通过两个牵引总成构件分别与所述车体牵引座和构架牵引座弹性连接，所述弹性连接沿所述牵引杆的长度方向无间隙。优选地，所述牵引杆与水平面之间的夹角为O. 5° 3°。优选地，每个所述牵引总成构件包括牵引内筒、牵引橡胶筒和牵引外筒；其中，所述牵引内筒套装固定于相应的牵引座上，所述牵引橡胶筒套装于所述牵引内筒上，所述牵引外筒套装于所述牵引橡胶筒上；且所述牵引杆的两端分别与相应的所述牵引外筒固定连接，每个所述牵引橡胶筒沿所述牵引杆的长度方向具有预压形变。优选地，所述牵引内筒与相应的牵引座之间形成上大下小的锥形配合副。
优选地，所述牵引内筒和牵引外筒的上部分别设置有相对伸出的上限位部，所述牵引内筒和牵引外筒的下部分别设置有相对伸出的下限位部，以限制所述牵引橡胶筒的上下位移。优选地，所述牵引外筒的下限位部形成于与所述牵引外筒可拆卸连接的第一盖板上，所述牵引内筒的下限位部形成于与所述牵引内筒可拆卸连接的第二盖板上。优选地，所述预压形变为弹性形变，且变形量为O. Imm 2mm。优选地，每个所述牵引外筒的与所述牵引杆连接的端部均设置有限位凸块，所述牵引杆的两端部开设有开口向下的“U”字形限位槽，以便所述牵引杆的限位槽卡装定位于相应的限位凸块上。本发明提供的机车，包括 车体、设置在所述车体下方的转向架以及拉杆牵引装置，所述拉杆牵引装置具体为如前所述的单拉杆牵引装置。优选地，还包括两条防脱钢丝绳，其中，第一防脱钢丝绳连接设置在所述车体与其下方的所述牵引杆之间，第二防脱钢丝绳连接设置在所述转向架的牵引梁与其下方的所述牵引杆之间。本发明所述单拉杆牵引装置包括车体牵引座、构架牵引座和牵引杆，其中，车体牵引座固定设置于车体上，构架牵引座固定设置于转向架的牵引梁上，由此可有效控制牵引杆的工作角度，确保应用该牵引装置的机车具有较好的曲线及坡道通过性能。与现有双拉杆牵引装置相比，本发明的零部件构成较少，大大减少了该牵引装置的制造及维护保养成本，并且相应减少了组装及拆卸工作量。同时，牵引杆的两端通过两个牵引总成构件分别与车体牵引座和构架牵引座弹性连接，且该弹性连接沿牵引杆的长度方向无间隙，以使得牵引力和制动力的传递均能够可靠传递，并承受一定的冲击，进而确保整车的工作稳定性，具有较高的承载能力和安全系数。在本发明的优选方案中，每个牵引总成构件均具有依次嵌套设置于相应牵引座上的牵引内筒、牵引橡胶筒和牵引外筒，牵引杆的两端分别与相应的牵引外筒固定连接，且每个牵引橡胶筒沿牵引杆的长度方向具有预压形变，以形成沿牵引杆的长度方向无间隙的弹性连接；具有结构简单可靠、组装拆卸的特点。此外，牵引内筒与相应的牵引座之间形成上大下小的锥形配合副，一方面以不同方式实现牵引力和制动力的无间隙传递，进而解决了功能可靠实现与组装拆卸之间的矛盾；与此同时，上大下小的锥形配合副兼具竖向定位牵弓I总成构件的作用，进一步提高组装过程中的工艺性。在本发明的另一优选方案中，每个牵引外筒的与牵引杆连接的端部均设置有限位凸块，相对应的，与其连接的牵引杆的两端部开设有开口向下的“U”字形限位槽，以便牵引杆的限位槽卡装定位于相应的限位凸块上。如此设置，组装牵引杆时，可以首先将其两端的“U”字形限位槽与相应的限位凸块对正，并卡装定位于限位凸块上后，再进行固定连接的操作。显然，由于在进行固定连接操作之前形成了牵引杆的预定位，一方面，易于实现牵引杆相对于牵引座位置关系的确定，另外还可以降低后续操作的难度。
图I示出了现有技术一种典型的双拉杆牵引装置的整体结构示意图；图2示出了具体实施方式
中所述单位杆牵引装置的整体结构示意图3为图2的俯视图；图4为图2的A — A剖视图；图5示出了具体实施方式
中所述牵引外筒的剖面图；图6是图5的B向半部视图；图7是具体实施方式
中所述牵引杆的整体结构示意图；图8是图7的C向视图；图9为图7的D — D剖视图。 图2 —图 9 中车体牵引座I、构架牵引座2、牵引杆3、端部法兰座31、“U”字形限位槽311、杆体32、牵引总成构件4、牵引内筒41、内筒上限位部411、内筒下限位部412、牵引橡胶筒42、牵引外筒43、外筒上限位部431、外筒下限位部432、限位凸块433 ；电机5、牵引梁61、端梁62、车体7、第一盖板81、第二盖板82、第一防脱钢丝绳91、第二防脱钢丝绳92。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种单拉杆牵引装置，通过结构优化设计，该单拉杆牵引装置具有结构简单可靠、易于拆装的特点，可有效控制制造及维护成本。下面结合说明书附图详细说明本实施方式。请参见图2和图3，其中，图2是本实施方式所述单拉杆牵引装置的整体结构示意图，图3是图2的俯视图。如图2和图3所示，该牵引装置为单拉杆式结构，杆体位于电机5的下方，安装于构架第一横梁(即转向架的牵引梁61)与车体7之间。其中，车体牵引座I固定设置于车体7上，构架牵引座2固定设置于转向架的牵引梁61上；与背景技术部分述及的双拉杆牵引装置相比，本方案只采用一根牵引杆，由此可略去了连接双牵引杆的牵引销等构件，零部件构成较少，大大减少了该牵引装置的制造及维护保养成本，并且相应减少了组装及拆卸工作量。其中，牵引杆3两端通过两个牵引总成构件4分别与车体牵引座I和构架牵引座2弹性连接，该弹性连接沿牵引杆3的长度方向无间隙，以使得牵引力和制动力的传递均能够可靠传递，并能承受一定的冲击。此外，由于转向架的端梁62不参与分配，构架牵引座2安装点具有极低的高度，一方面可以获得高黏着利用率，且能完全规避与电机5干涉的可能性，具有较好的可适应性。应当理解，根据不同车型的实际情况，牵引杆3的实际工作姿态应当相应调整，较为理想的状态如图中所示，车体牵引座I安装点高于构件牵引座2牵引点，可以获得相对较低的牵引点高度，优选地，牵引杆3与水平面之间的夹角为0.5° 3°，可以使得应用该单拉杆式牵引装置的机车具有较佳的曲线及坡道通过性能。本方案中，用于实现牵引力和制动力可靠传递的牵引总成构件4，可以采用现有技术实现，也可以依据结构简单、工作可靠的设计原则采用不同的结构形式实现。例如，牵引总成构件主要由依次嵌套设置于相应牵引座上的牵引内筒、牵引橡胶筒和牵引外筒构成。具体请一并参见图4，该图为图2的A — A剖视图。每个牵引总成构件4的牵引内筒41套装固定于相应的牵引座(车体牵引座I、构架牵引座2)上，牵引橡胶筒42套装于牵引内筒41上，牵引外筒43套装于牵引橡胶筒42上；且三者之间依次嵌套即可完成组装。其中，牵引杆3的两端分别与相应的牵引外筒43固定连接，每个牵引橡胶筒42沿牵引杆3的长度方向具有预压形变，以确保牵引方向的无间隙连接。其中，牵引内筒41和牵引外筒43的上部分别设置有相对伸出的上限位部内筒上限位部411和外筒上限位部431 ;同样，牵引内筒41和牵引外筒43的下部分别设置有相对伸出的下限位部内筒下限位部412和外筒下限位部432，以限制所述牵引橡胶筒的上下位
移。 进一步地，该牵引内筒41与相应的牵引座(车体牵引座I、构架牵引座2)之间形成上大下小的锥形配合副。如图4所示，牵引内筒41的内壁与牵引座的外周配合表面均呈上大下小的锥台状，如此设置，利于进一步确保能实现牵引力和制动力的无间隙传递，解决了可靠功能的实现与组装拆卸的矛盾；并且，该锥形配合副兼具竖向定位牵引总成构件的作用，进一步提高组装过程中的工艺性。除结构简单功能可靠的基本设计原则外，本方案还可以针对装配工艺性作进一步优化。其中，内筒上限位部411和外筒上限位部431可分别与相应的筒体一体成型，而牵引外筒43的外筒下限位部432形成于与牵引外筒43可拆卸连接的第一盖板81上，牵引内筒41的内筒下限位部412形成于与牵引内筒41可拆卸连接的第二盖板82上；这样，组装完成后，通过螺纹紧固件实现第一盖板81和第二盖板82的可拆卸固定连接，即可将牵引橡胶筒42限制在牵引外筒43和牵引内筒41之间的空腔内，更加利于安装和维护。具体地，各限位部可以周向间隔设置，也可以周向连续设置，显然，为减轻整机自重，第一盖板81和第二盖板82均可以采用圆环形。其中，牵引橡胶筒42需要具有较大的径向刚度、轴向刚度和扭转刚度，工作状态下，其外边界相对内边界的扭转角为1°时具有较优的上述性能，具体可以根据承载需求在耐油、耐高温的橡胶材料中进行选择。为便于进行组装，组装后预压变形为弹性形变，如此设计，还可拆卸后重复应用。优选地，该弹性形变的变形量为O. Imm 2_。其中，每个牵引外筒43的与牵引杆3连接的端部均设置有限位凸块433，请一并参见图5和图6，其中，图5示出了牵引外筒的剖面图，图6为图5的B向半部视图；相应地，该牵引杆3的两端部开设有开口向下的“U”字形限位槽311，以便牵引杆3的限位槽311卡装定位于相应的限位凸块433上，具体请一并参见图7和图8，其中，图7是牵引杆3的整体结构示意图(左部以剖面图形式示出)，图8是图7的C向视图。如此设置，组装牵引杆3时，可以首先将其两端的“U”字形限位槽311与相应的限位凸块433对正，下移卡装定位于限位凸块433上后，再通过螺纹紧固件进行固定连接的操作。由于在进行固定连接操作之前形成了牵引杆3的预定位，一方面，易于实现牵引杆3相对于牵引座位置关系的确定，另外还可以降低后续操作的难度。此外，牵引杆3的杆体32为圆环截面,请一并参见图9,该图为图7的D — D剖视图；以提升其耐扭曲性能，这样的结构能够进一步优化承载，增加抗弯能力，可适应大功率交流传动机车大牵引力传递和大变形运动的双重要求。基于此，在杆体32的两端固定设置端部法兰座31，前述“U”字形限位槽311可以设置在端部法兰座31上。
除上述单拉杆牵弓I装置外，本实施方式还提供一种机车。与现有技术相同，该机车的车体与设置在车体下方的转向架之间，设置有如前所述的单拉杆牵引装置。需要说明的是，由于车体、转向架等其他功能部件均可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。如图2所示，该方案还包括两条防脱钢丝绳，其中，第一防脱钢丝绳91连接设置在车体7与其下方的牵引杆32之间，第二防脱钢丝绳92连接设置在转向架的牵引梁61与其下方的牵引杆32之间。当牵引装置松落时，这两条钢丝绳能承受转向架纵向的3倍左右加速度冲击，以增强可靠性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。·
权利要求
1.一种单拉杆牵引装置，其特征在于，包括 车体牵引座，固定设置于车体上； 构架牵引座，固定设置于转向架的牵引梁上； 牵引杆，其两端通过两个牵引总成构件分别与所述车体牵引座和构架牵引座弹性连接，所述弹性连接沿所述牵弓丨杆的长度方向无间隙。
2.根据权利要求I所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，所述牵引杆与水平面之间的夹角为O. 5° 3°。
3.根据权利要求I或2所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，每个所述牵引总成构件包括 牵引内筒，套装固定于相应的牵引座上； 牵引橡胶筒，套装于所述牵引内筒上；和 牵引外筒，套装于所述牵引橡胶筒上；且 所述牵引杆的两端分别与相应的所述牵引外筒固定连接，每个所述牵引橡胶筒沿所述牵引杆的长度方向具有预压形变。
4.根据权利要求3所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，所述牵引内筒与相应的牵引座之间形成上大下小的锥形配合副。
5.根据权利要求4所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，所述牵引内筒和牵引外筒的上部分别设置有相对伸出的上限位部，所述牵引内筒和牵引外筒的下部分别设置有相对伸出的下限位部，以限制所述牵引橡胶筒的上下位移。
6.根据权利要求5所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，所述牵引外筒的下限位部形成于与所述牵引外筒可拆卸连接的第一盖板上，所述牵引内筒的下限位部形成于与所述牵弓I内筒可拆卸连接的第二盖板上。
7.根据权利要求6所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，所述预压形变为弹性形变，且变形量为O. Imm 2mm。
8.根据权利要求3所述的单拉杆牵引装置，其特征在于，每个所述牵引外筒的与所述牵引杆连接的端部均设置有限位凸块，所述牵引杆的两端部开设有开口向下的“U”字形限位槽，以便所述牵引杆的限位槽卡装定位于相应的限位凸块上。
9.一种机车，包括车体、设置在所述车体下方的转向架以及拉杆牵引装置，其特征在于，所述拉杆牵引装置具体为如权利要求I至8中任一项所述的单拉杆牵引装置。
10.根据权利要求9所述的机车，其特征在于，还包括两条防脱钢丝绳，其中，第一防脱钢丝绳连接设置在所述车体与其下方的所述牵引杆之间，第二防脱钢丝绳连接设置在所述转向架的牵引梁与其下方的所述牵引杆之间。
全文摘要
本发明公开一种用于机车的单拉杆牵引装置，包括车体牵引座、构架牵引座和牵引杆；其中，所述车体牵引座固定设置于车体上，所述构架牵引座固定设置于转向架的牵引梁上；所述牵引杆的两端通过两个牵引总成构件分别与所述车体牵引座和构架牵引座弹性连接，所述弹性连接沿所述牵引杆的长度方向无间隙。本发明在确保曲线及坡道通过性能的基础上，具有结构简单可靠、易于拆装的特点，可有效控制制造及维护成本。在此基础上，本发明还提供一种具有该单拉杆牵引装置的机车。
文档编号B61F5/50GK102874270SQ20121040166
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者陈国胜, 段华东, 陈喜红, 颜志军 申请人:南车株洲电力机车有限公司