铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置制造方法
【专利摘要】一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，包括设置在轴箱承载鞍顶面与侧架导框底面之间的垂向弹性体，以及设置在轴箱承载鞍与侧架导框前后侧面之间的纵向弹性体。纵向弹性体至少具有一个小刚度弹性元件和一个大刚度弹性元件，小刚度弹性元件设置在弹性体预压缩装置中，并且在预压缩载荷F1的作用下与大刚度弹性元件串联布置。该纵向弹性体在纵向形变位移量很小的时候具有较大的纵向压缩刚度，能够确保铁路车辆在直线上运行时具有较高的蛇行临界速度，满足车辆提速运行的需要；而在纵向形变位移量达到设定的数值时，该纵向弹性体的纵向压缩刚度开始变小，可以确保铁路车辆通过曲线时轮轨之间的横向力不会太大，保障车辆弯道运行的安全。
【专利说明】铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铁路车辆转向架的设计和制造技术，具体地指一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置。
【背景技术】
[0002]铁路车辆是一种在专设轨道上运行的特殊车辆，其沿专设轨道运行时可自行导向，无需控制方向。转向架属铁路车辆上最重要的部件之一，它支承整个货物重量和车体本身的重量。传统转向架大多是包含两个侧架组成和一个摇枕组成的三大件式结构，侧架组成的两端导框通过轴箱承载鞍和轴承装置安装在前后轮对组成上，摇枕组成的两端则通过两组中央弹簧悬挂装置安装在侧架组成的中央方框内。轴箱承载鞍和轴承装置是联系侧架组成和轮对组成的活动关节，其使车轮沿轨道线路的滚动转化为车体沿轨道线路的平动，并能灵活地沿直线线路运行和顺利地通过曲线。
[0003]铁路车辆在轨道上高速运行时，将伴随产生复杂的冲击、振动现象。而传统轴箱承载鞍与侧架组成的两端导框之间普遍采用的是刚性连接结构，其存在的缺点是轴箱承载鞍与侧架导框之间为干摩擦的刚性定位，摩擦力呈线性增大，不能适应车辆高速运行的需要，且轮轨横向力较大，增加了列车脱轨的风险。为了减少轨道线路不平顺和轮对高速运动对车体的各种动态影响，如纵向冲击、垂向振动、横向振动等，本领域技术人员根据各种车况的不同，往往会在铁路车辆转向架的侧架导框与轮对组成之间增设弹性装置，该弹性装置一般称为轴箱弹性悬挂装置。轴箱弹性悬挂装置在车辆直线运行是否平稳、能否顺利通过曲线、并保证车辆安全运行等方面都起着重要的作用。
[0004]随着铁路车辆载荷量的不断增加，车辆自身轴重在不断增大，车辆运行速度也在不断提高，这对车辆转向架的质量和性能要求也越来越高。在重载高速状态下，车辆轮对沿轨道运动时就更容易激起车体的摇头运动，导致车辆运行品质大幅降低，严重时还会引起车辆脱轨事故。同时，车辆通过曲线时的轮轨横向力也不能太大，否则车辆也有脱轨的可倉泛。
[0005]而直接影响铁路车辆在直线上的蛇行临界运行速度和车辆在曲线上的通过性能的关键部件之一就是轴箱弹性悬挂装置，其结构形状设计和弹性刚度参数设计至关重要。为了提高车辆在直线上运行时的蛇行临界运行速度，必须要求轴箱弹性悬挂装置的纵向定位刚度大些；为了使车辆在通过曲线时轮轨之间的横向力不要太大，又要求轴箱弹性悬挂装置的纵向定位刚度小些。
[0006]目前，提高车辆在直线上的蛇行临界运行速度和提高车辆在曲线上的通过性能是一对矛盾体，在车辆转向架轴箱弹性悬挂装置的具体设计中很难兼顾。这是因为，现有两种主要的轴箱弹性悬挂装置均无法同时满足上述要求:一种是设置在轴箱承载鞍顶面与侧架导框底面之间的垂向弹性装置，该装置虽然对转向架的垂向减振具有一定的作用，但轴箱承载鞍与侧架导框的侧面之间为刚性硬接触，没有任何缓冲装置，不仅对于转向架的横向振动和纵向振动抑制效果较差，而且结构设计较为复杂、参数匹配难度很大，装配通用性较差，在提速和重载时无法兼顾车辆在直线上的蛇行临界运行速度和车辆在曲线上的通过性能要求。另一种是既设置有垂向弹性装置，又在轴箱承载鞍与侧架导框的两侧之间设置有纵向弹性装置，这样更容易实现对转向架纵向冲击的减振和控制，但由于前、后纵向弹性装置的刚度均是固定不变的，受这种结构形态的限制，随着其位移的增大，转向架的载荷呈线性或等比例增大，仍无法完全兼顾车辆在直线上的蛇行临界运行速度和车辆在曲线上的通过性能要求，同时也存在列车脱轨的风险，大大降低了轴箱弹性悬挂装置的作用。
[0007]如何有效提升重载高速车辆运行的直线平稳性能和曲线通过性能，一直是本领域技术人员试图解决的难题，这对改善铁路车辆的营运品质、保障铁路车辆的安全性能具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的就是要针对现有轴箱弹性悬挂装置所存在的缺陷进行改造，提供一种可同时兼顾车辆直线蛇行临界运行速度和车辆曲线通过性能要求的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置。
[0009]为实现上述目的，本实用新型所设计的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，安装在车辆转向架的轴箱承载鞍与车辆转向架的侧架导框之间，其特殊之处在于:
[0010]它包括设置在轴箱承载鞍顶面与侧架导框底面之间的垂向弹性体，还包括分别设置在轴箱承载鞍与侧架导框前后侧面之间的纵向弹性体。
[0011]所述纵向弹性体至少具有一个小刚度弹性元件和一个大刚度弹性元件，所述小刚度弹性元件设置在弹性体预压缩装置中、并且在预压缩载荷Fl的作用下与大刚度弹性元件串联布置。
[0012]所述纵向弹性体在其所受工作载荷F2由小至大的过程中满足如下关系:当F2
<Fl时，所述大刚度弹性元件首先被压缩形变；当F2 = Fl时，所述大刚度弹性元件和被预压缩的小刚度弹性元件处于临界状态；直至F2 > Fl时，所述小刚度弹性元件才开始被继续压缩形变；从而使纵向弹性体在载荷状态下具有先硬后软的两级变刚度特性。
[0013]作为优选方案之一:
[0014]所述大刚度弹性元件具有弹性橡胶基层，所述弹性橡胶基层夹持在两块金属承载板之间并与它们硫化成为整体。
[0015]所述弹性体预压缩装置具有刚性外罩，所述刚性外罩中轴向设置有导向定位螺杆，所述导向定位螺杆一端伸出刚性外罩开口处与所述两块金属承载板中的一块固定连接，所述导向定位螺杆另一端伸出刚性外罩底面与锁紧螺母螺纹连接。
[0016]所述小刚度弹性元件则采用以下三种结构中的一种:
[0017]其一，所述小刚度弹性元件具有锥筒形橡胶层，所述锥筒形橡胶层设置在所述刚性外罩内壁与所述导向定位螺杆之间并与它们硫化成为整体，所述锥筒形橡胶层在锁紧螺母拧紧作用下处于预压缩状态。
[0018]其二，所述小刚度弹性元件具有由多层金属薄片和多层橡胶片交错布置整体硫化成型的圆筒形叠拼橡胶层，所述圆筒形叠拼橡胶层套装在所述导向定位螺杆上，所述圆筒形叠拼橡胶层一端与所述两块金属承载板中的一块抵接，所述圆筒形叠拼橡胶层另一端与所述刚性外罩底面抵接，所述圆筒形叠拼橡胶层在锁紧螺母拧紧作用下处于预压缩状态。[0019]其三，所述小刚度弹性元件具有金属螺旋弹簧，所述金属螺旋弹簧套装在所述导向定位螺杆上，所述金属螺旋弹簧一端与所述两块金属承载板中的一块抵接，所述金属螺旋弹簧另一端与所述刚性外罩底面抵接，所述金属螺旋弹簧在锁紧螺母拧紧作用下处于预压缩状态。
[0020]以上三种结构的共性是大刚度弹性元件与导向定位螺杆为一体化设计，共同对小刚度弹性元件施加预压缩载荷Fl。
[0021]作为优选方案之二:
[0022]所述大刚度弹性元件具有弹性橡胶基层，所述弹性橡胶基层夹持在两块金属承载板之间并与它们硫化成为整体。
[0023]所述弹性体预压缩装置具有刚性外罩，所述刚性外罩中轴向设置有导向定位螺杆，所述导向定位螺杆一端伸出刚性外罩开口处与一块端面挡板固定连接，所述导向定位螺杆另一端伸出刚性外罩底面与锁紧螺母螺纹连接，所述端面挡板与所述两块金属承载板中的一块抵接配合，另一块金属承载板的端面则设置有定位凸台。
[0024]所述小刚度弹性元件具有金属螺旋弹簧，所述金属螺旋弹簧套装在所述导向定位螺杆上，所述金属螺旋弹簧一端与所述端面挡板抵接，所述金属螺旋弹簧另一端与所述刚性外罩底面抵接，所述金属螺旋弹簧在锁紧螺母拧紧作用下处于预压缩状态。
[0025]此种结构的特点是大刚度弹性元件与导向定位螺杆为分体式设计，通过端面挡板对小刚度弹性元件施加预压缩载荷Fl。
[0026]进一步地，所述弹性体预压缩装置的刚性外罩嵌置在侧架导框的侧面安装孔中，所述大刚度弹性元件的另一块金属承载板抵接或悬挂在轴箱承载鞍的侧面上。这样，纵向弹性体设计为可拆卸式结构，对其装配、维修和更换都十分便捷。
[0027]作为优选方案之三:
[0028]所述垂向弹性体包括外壁呈圆锥面的金属支撑内套和内壁呈圆锥面的金属支撑外套，所述金属支撑内套和金属支撑外套之间设置有与它们硫化成一体的喇叭形橡胶套，从而使垂向弹性体整体上呈圆锥台形结构。这样，垂向弹性体不仅结构简单、通用性强、便于拆装检修，而且其喇叭形橡胶套与铅垂面形成一定的夹角，可以有效发挥剪切弹性和压缩组合的优势，使轴箱获得较大的垂向挠度和适当的纵向、横向刚度。
[0029]进一步地，所述金属支撑外套的圆锥面内壁上部平滑设置有圆柱面延伸段，所述圆柱面延伸段也与喇叭形橡胶套外壁上部硫化连接，且所述喇叭形橡胶套的上下两端均呈内凹曲面结构。这样，可以确保喇叭形橡胶套内外壁与金属支撑内套和金属支撑外套连接平滑稳定可靠，承受载荷分布均匀，有效延长其使用寿命。
[0030]更进一步地，所述喇叭形橡胶套由多层喇叭形金属环和多层喇叭形橡胶环交错布置整体硫化成型，所述喇叭形金属环和喇叭形橡胶环的母线与金属支撑外套的圆锥面内壁之间的夹角α=15°?88°。这样，可根据需要调整喇叭形金属环和喇叭形橡胶环的组合数量、以及设计不同的夹角α值，从而使垂向弹性体能够满足轴箱不同弹性和刚度的要求，充分发挥垂向弹性体缓冲和衰减振动的功能。
[0031]再进一步地，所述金属支撑外套的上端嵌置在侧架导框的底面安装孔中，所述金属支撑内套的下端嵌置在轴箱承载鞍的顶面安装孔中。这样，垂向弹性体设计为可拆卸式结构，对其装配、维修和更换都十分便捷。[0032]本实用新型的主要工作原理如下:所设计的纵向弹性体由压缩安装在弹性体预压缩装置中的小刚度弹性元件与大刚度弹性元件串联组合而成。当纵向弹性体承受载荷时，由于最初的载荷小于小刚度弹性元件预压缩设定的载荷，故大刚度弹性元件会首先承受载荷；随着载荷的逐渐增加，纵向弹性体的形变位移量也会缓慢增加；但是一旦载荷大于之前小刚度弹性元件预压缩设定的载荷时，小刚度弹性元件将开始承受载荷，由于其刚度较小，承受载荷后其形变位移量会快速增加，从而实现纵向弹性体先硬后软的两级变刚度特性。
[0033]本实用新型的优点在于:所设计的纵向弹性体在纵向形变位移量很小的时候具有较大的纵向压缩刚度，能够确保铁路车辆在直线上运行时具有较高的蛇行临界速度，满足车辆提速运行的需要；而在纵向形变位移量达到设定的数值时，所述纵向弹性体的纵向压缩刚度开始变小，可以确保铁路车辆通过曲线时轮轨之间的横向力不会太大，保障车辆弯道运行的安全；从而有效解决了车辆直线蛇行临界速度和车辆曲线通过性能无法兼顾的矛盾。同时，所设计的垂向弹性体既可使轴箱获得较佳垂向挠度，又可使轴箱获得较好的横向刚度，还可与两侧的纵向弹性体协同配合，平缓稳定地实现纵向弹性体先硬后软的两级变刚度特性，从而有效降低转向架簧下质量、缓和车辆轮轨冲击、提高车辆动力学性能、保障车辆运行安全，进而大幅改善铁路车辆的营运品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置的主剖视结构示意图。
[0035]图2为图1中选用第一种纵向弹性体的剖视放大结构示意图。
[0036]图3为图1中垂向弹性体的剖视放大结构示意图。
[0037]图4为图3中的A部放大结构示意图。
[0038]图5为图1中选用第二种纵向弹性体的剖视放大结构示意图。
[0039]图6为图1中选用第三种纵向弹性体的剖视放大结构示意图。
[0040]图7为另一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置的主剖视结构示意图。
[0041]图8为图7中选用第四种纵向弹性体的剖视放大结构示意图。
[0042]图中各部件标号如下:轴箱承载鞍10 ;垂向弹性体20 (其中:金属支撑内套21、喇叭形橡胶套22、内凹曲面结构22a、喇叭形金属环22b、喇叭形橡胶环22c、金属支撑外套23、圆柱面延伸段23a);纵向弹性体30 (其中:小刚度弹性元件31、锥筒形橡胶层31a、圆筒形叠拼橡胶层31b、金属螺旋弹簧31c、大刚度弹性元件32、弹性橡胶基层32a、金属承载板32b、弹性体预压缩装置33、刚性外罩33a、导向定位螺杆33b、锁紧螺母33c、端面挡板33d、定位凸台34);侧架导框40。
【具体实施方式】
[0043]为了更好地解释本实用新型，以下结合附图和具体实施例进一步阐明本实用新型的主要内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于以下实施例。
[0044]实施例1
[0045]如图1所示，本实用新型的一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，主要由设置在轴箱承载鞍10顶面与侧架导框40底面之间的垂向弹性体20、以及分别设置在轴箱承载鞍10与侧架导框40前后侧面之间的纵向弹性体30组合而成。纵向弹性体30具有一个小刚度弹性元件31和一个大刚度弹性元件32，小刚度弹性元件31设置在弹性体预压缩装置33中、并且在预压缩载荷Fl的作用下与大刚度弹性元件32串联布置。
[0046]如图2所示，大刚度弹性元件32具有弹性橡胶基层32a，弹性橡胶基层32a夹持在两块金属承载板32b之间并与它们硫化成为整体。弹性体预压缩装置33具有刚性外罩33a,刚性外罩33a中轴向设置有导向定位螺杆33b,导向定位螺杆33b —端伸出刚性外罩33a开口处与其中一块金属承载板32b固定连接，导向定位螺杆33b另一端伸出刚性外罩33a底面与锁紧螺母33c螺纹连接。小刚度弹性元件31具有锥筒形橡胶层31a，锥筒形橡胶层31a设置在刚性外罩33a内壁与导向定位螺杆33b之间并与它们硫化成为整体。锥筒形橡胶层31a在锁紧螺母33c拧紧后，受预压缩载荷Fl的作用而处于预压缩状态。
[0047]同时，纵向弹性体30在其所受工作载荷F2由小至大的过程中满足如下关系:当F2 < Fl时，大刚度弹性元件32首先被压缩形变；当F2 = Fl时，大刚度弹性元件32和被预压缩的小刚度弹性元件31处于临界状态；直至F2 > Fl时，小刚度弹性元件31才开始被继续压缩形变；从而使纵向弹性体30在载荷状态下具有先硬后软的两级变刚度特性。
[0048]如图3所示，垂向弹性体20包括外壁呈圆锥面的金属支撑内套21和内壁呈圆锥面的金属支撑外套23，金属支撑内套21和金属支撑外套23之间设置有与它们硫化成一体的喇叭形橡胶套22，从而使垂向弹性体20整体上呈圆锥台形结构。
[0049]如图4所示，金属支撑外套23的圆锥面内壁上部平滑设置有圆柱面延伸段23a，圆柱面延伸段23a也与喇叭形橡胶套22的外壁上部硫化连接，且喇叭形橡胶套22的上下两端均呈内凹曲面结构22a。同时，喇叭形橡胶套22由多层喇叭形金属环22b和多层喇叭形橡胶环22c交错布置整体硫化成型，喇叭形金属环22b和喇叭形橡胶环22c的母线与金属支撑外套23的圆锥面内壁之间的夹角α=35°?65°。
[0050]仍如图1所示，本实用新型的定位装置在装配时，针对垂向弹性体20而言，其金属支撑外套23的上端嵌置在侧架导框40的底面安装孔中，其金属支撑内套21的下端嵌置在轴箱承载鞍10的顶面安装孔中。针对纵向弹性体30而言，其弹性体预压缩装置33的刚性外罩33a可拆卸式嵌置在侧架导框40的侧面安装孔中，其大刚度弹性元件32的另一块金属承载板32b在小刚度弹性元件31作用下，抵接在轴箱承载鞍10的侧面上。
[0051]上述图2中的第一种纵向弹性体30也可以用图5?6所示的其他同类结构替代。
[0052]如图5所示的第二种纵向弹性体30，其大刚度弹性元件32和弹性体预压缩装置33的结构与第一种完全相同，只是其小刚度弹性元件31有所区别。该小刚度弹性元件31具有由多层金属薄片和多层橡胶片交错布置整体硫化成型的圆筒形叠拼橡胶层31b，圆筒形叠拼橡胶层31b套装在导向定位螺杆33b上，圆筒形叠拼橡胶层31b —端与其中一块金属承载板32b抵接，圆筒形叠拼橡胶层31b另一端与刚性外罩33a底面抵接。圆筒形叠拼橡胶层31b在锁紧螺母33c拧紧后，受预压缩载荷Fl的作用而处于预压缩状态。
[0053]如图6所示的第三种纵向弹性体30，其大刚度弹性元件32和弹性体预压缩装置33的结构也与第一种完全相同，区别仅在其小刚度弹性元件31上。该小刚度弹性元件31具有金属螺旋弹簧31c,金属螺旋弹簧31c套装在导向定位螺杆33b上,金属螺旋弹簧31c一端与其中一块金属承载板32b抵接，金属螺旋弹簧31c另一端与刚性外罩33a底面抵接。金属螺旋弹簧31c在锁紧螺母33c拧紧后，受预压缩载荷Fl的作用而处于预压缩状态。[0054]本实用新型的转向架轴箱变刚度定位装置在铁路车辆运行过程中，当纵向弹性体30承受载荷时，由于最初的载荷小于小刚度弹性元件31的预压缩载荷F1，故大刚度弹性元件32会首先承受载荷。这样，纵向弹性体30在纵向形变位移量很小的时候具有较大的纵向压缩刚度，能够确保铁路车辆在直线上运行时具有较高的蛇行临界速度，满足车辆提速运行的需要。随着载荷的逐渐增加，纵向弹性体30的形变位移量也会缓慢增加。而一旦载荷大于小刚度弹性元件31的预压缩载荷Fl时，小刚度弹性元件31将开始承受载荷。此时，纵向弹性体30的纵向压缩刚度开始变小，其形变位移量会快速增加，从而实现纵向弹性体30先硬后软的两级变刚度特性，确保铁路车辆通过曲线时轮轨之间的横向力不会太大，保障车辆曲线运行的安全。
[0055]实施例2
[0056]如图7所示，本实用新型的另一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其总体结构与实施例1基本相同，不同点仍在由小刚度弹性元件31、大刚度弹性元件32和弹性体预压缩装置33组成的第四种纵向弹性体30上。
[0057]如图8所示，在第四种纵向弹性体30中，其大刚度弹性元件32具有弹性橡胶基层32a，弹性橡胶基层32a夹持在两块金属承载板32b之间并与它们硫化成为整体。
[0058]其弹性体预压缩装置33具有刚性外罩33a，刚性外罩33a中轴向设置有导向定位螺杆33b,导向定位螺杆33b —端伸出刚性外罩33a开口处与一块端面挡板33d固定连接，导向定位螺杆33b另一端伸出刚性外罩33a底面与锁紧螺母33c螺纹连接，端面挡板33d与其中一块金属承载板32b抵接配合，另一块金属承载板32b的端面则设置有定位凸台34。
[0059]其小刚度弹性元件31具有金属螺旋弹簧31c，金属螺旋弹簧31c套装在导向定位螺杆33b上，金属螺旋弹簧31c —端与端面挡板33d抵接，金属螺旋弹簧31c另一端与所述刚性外罩33a底面抵接，金属螺旋弹簧31c在锁紧螺母33c拧紧后，受预压缩载荷Fl的作用而处于预压缩状态。
[0060]仍如图7所示，本实用新型的定位装置在装配时，针对垂向弹性体20而言，其安装结构同实施例1相同。针对第四种纵向弹性体30而言，其弹性体预压缩装置33的刚性外罩33a可拆卸式嵌置在侧架导框40的侧面安装孔中，其大刚度弹性元件32的另一块金属承载板32b端面上的定位凸台34悬挂在轴箱承载鞍10的侧面安装孔中，并通过金属螺旋弹簧31c和端面挡板33d挤压定位。其所获得的效果也与实施例1相同。
【权利要求】
1.一种铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，安装在车辆转向架的轴箱承载鞍(10)与车辆转向架的侧架导框(40)之间，其特征在于: 它包括设置在轴箱承载鞍(10)顶面与侧架导框(40)底面之间的垂向弹性体(20)，还包括分别设置在轴箱承载鞍(10)与侧架导框(40)前后侧面之间的纵向弹性体(30)； 所述纵向弹性体(30)至少具有一个小刚度弹性元件(31)和一个大刚度弹性元件(32)，所述小刚度弹性元件(31)设置在弹性体预压缩装置(33)中、并且在预压缩载荷Fl的作用下与大刚度弹性元件(32)串联布置； 所述纵向弹性体(30)在其所受工作载荷F2由小至大的过程中满足如下关系:当F2<Fl时，所述大刚度弹性元件(32)首先被压缩形变；当F2 = Fl时，所述大刚度弹性元件(32)和被预压缩的小刚度弹性元件(31)处于临界状态；直至F2 >F1时，所述小刚度弹性元件(31)才开始被继续压缩形变；从而使纵向弹性体(30)在载荷状态下具有先硬后软的两级变刚度特性。
2.根据权利要求1所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于: 所述大刚度弹性元件(32)具有弹性橡胶基层(32a)，所述弹性橡胶基层(32a)夹持在两块金属承载板(32b)之间并与它们硫化成为整体； 所述弹性体预压缩 装置(33)具有刚性外罩(33a)，所述刚性外罩(33a)中轴向设置有导向定位螺杆(33b)，所述导向定位螺杆(33b) —端伸出刚性外罩(33a)开口处与所述两块金属承载板(32b)中的一块固定连接，所述导向定位螺杆(33b)另一端伸出刚性外罩(33a)底面与锁紧螺母(33c)螺纹连接； 所述小刚度弹性元件(31)具有锥筒形橡胶层(31a)，所述锥筒形橡胶层(31a)设置在所述刚性外罩(33a)内壁与所述导向定位螺杆(33b)之间并与它们硫化成为整体，所述锥筒形橡胶层(31a)在锁紧螺母(33c)拧紧作用下处于预压缩状态。
3.根据权利要求1所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于: 所述大刚度弹性元件(32)具有弹性橡胶基层(32a)，所述弹性橡胶基层(32a)夹持在两块金属承载板(32b)之间并与它们硫化成为整体； 所述弹性体预压缩装置(33)具有刚性外罩(33a)，所述刚性外罩(33a)中轴向设置有导向定位螺杆(33b)，所述导向定位螺杆(33b) —端伸出刚性外罩(33a)开口处与所述两块金属承载板(32b)中的一块固定连接，所述导向定位螺杆(33b)另一端伸出刚性外罩(33a)底面与锁紧螺母(33c)螺纹连接； 所述小刚度弹性元件(31)具有由多层金属薄片和多层橡胶片交错布置整体硫化成型的圆筒形叠拼橡胶层(31b)，所述圆筒形叠拼橡胶层(31b)套装在所述导向定位螺杆(33b)上，所述圆筒形叠拼橡胶层(31b) —端与所述两块金属承载板(32b)中的一块抵接，所述圆筒形叠拼橡胶层(31b)另一端与所述刚性外罩(33a)底面抵接，所述圆筒形叠拼橡胶层(31b)在锁紧螺母(33c)拧紧作用下处于预压缩状态。
4.根据权利要求1所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于: 所述大刚度弹性元件(32)具有弹性橡胶基层(32a)，所述弹性橡胶基层(32a)夹持在两块金属承载板(32b)之间并与它们硫化成为整体； 所述弹性体预压缩装置(33)具有刚性外罩(33a)，所述刚性外罩(33a)中轴向设置有导向定位螺杆(33b)，所述导向定位螺杆(33b) —端伸出刚性外罩(33a)开口处与所述两块金属承载板(32b)中的一块固定连接，所述导向定位螺杆(33b)另一端伸出刚性外罩(33a)底面与锁紧螺母(33c)螺纹连接； 所述小刚度弹性元件(31)具有金属螺旋弹簧(31c)，所述金属螺旋弹簧(31c)套装在所述导向定位螺杆(33b)上，所述金属螺旋弹簧(31c) —端与所述两块金属承载板(32b)中的一块抵接，所述金属螺旋弹簧(31c)另一端与所述刚性外罩(33a)底面抵接，所述金属螺旋弹簧(31c)在锁紧螺母(33c)拧紧作用下处于预压缩状态。
5.根据权利要求1所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于: 所述大刚度弹性元件(32)具有弹性橡胶基层(32a)，所述弹性橡胶基层(32a)夹持在 两块金属承载板(32b)之间并与它们硫化成为整体； 所述弹性体预压缩装置(33)具有刚性外罩(33a)，所述刚性外罩(33a)中轴向设置有导向定位螺杆(33b),所述导向定位螺杆(33b) —端伸出刚性外罩(33a)开口处与一块端面挡板(33d)固定连接，所述导向定位螺杆(33b)另一端伸出刚性外罩(33a)底面与锁紧螺母(33c)螺纹连接，所述端面挡板(33d)与所述两块金属承载板(32b)中的一块抵接配合，另一块金属承载板(32b)的端面则设置有定位凸台(34)； 所述小刚度弹性元件(31)具有金属螺旋弹簧(31c)，所述金属螺旋弹簧(31c)套装在所述导向定位螺杆(33b)上，所述金属螺旋弹簧(31c) —端与所述端面挡板(33d)抵接，所述金属螺旋弹簧(31c)另一端与所述刚性外罩(33a)底面抵接，所述金属螺旋弹簧(31c)在锁紧螺母(33c)拧紧作用下处于预压缩状态。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于:所述弹性体预压缩装置(33)的刚性外罩(33a)嵌置在侧架导框(40)的侧面安装孔中，所述大刚度弹性元件(32)的另一块金属承载板(32b)抵接或悬挂在轴箱承载鞍(10)的侧面上。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于:所述垂向弹性体(20)包括外壁呈圆锥面的金属支撑内套(21)和内壁呈圆锥面的金属支撑外套(23)，所述金属支撑内套(21)和金属支撑外套(23)之间设置有与它们硫化成一体的喇叭形橡胶套(22)，从而使垂向弹性体(20)整体上呈圆锥台形结构。
8.根据权利要求7所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于:所述金属支撑外套(23)的圆锥面内壁上部平滑设置有圆柱面延伸段(23a)，所述圆柱面延伸段(23a)也与喇叭形橡胶套(22)的外壁上部硫化连接，且所述喇叭形橡胶套(22)的上下两端均呈内凹曲面结构(22a)。
9.根据权利要求8所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于:所述喇叭形橡胶套(22)由多层喇叭形金属环(22b)和多层喇叭形橡胶环(22c)交错布置整体硫化成型，所述喇叭形金属环(22b)和喇叭形橡胶环(22c)的母线与金属支撑外套(23)的圆锥面内壁之间的夹角α = 15~88°。
10.根据权利要求8所述的铁路车辆转向架轴箱变刚度定位装置，其特征在于:所述金属支撑外套(23)的上端嵌置在侧架导框(40)的底面安装孔中，所述金属支撑内套(21)的下端嵌置在轴箱承载鞍(10)的顶面安装孔中。
【文档编号】B61F5/30GK203793353SQ201320884852
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】严志雄, 姜瑞金, 张良威, 崔红, 刘凤伟, 刘文亮, 伏铁军, 淡赵军, 王平平 申请人:南车长江车辆有限公司