轨道车辆车钩安装装置的制作方法

本发明涉及一种车钩安装座，尤其是一种轨道车辆车钩安装装置，属于车体结构设计领域。

背景技术：

目前，公铁两用车通常需要满足与机车、城轨列车等标准车钩的连挂要求，因此公铁两用车的车端需配置车钩安装装置，以配合不同钩头型号的简易车钩，实现与地铁、动车、机车等列车的连挂，完成路局段内与车辆厂及铁路上的调车与救援任务。

现有技术中，公铁两用车上的车钩通常采用中心销装置进行刚性连挂，导致连挂车辆在运行过程中无法抵消车钩碰撞产生的纵向冲击，并且作业环境恶劣，可靠性低。另外，公铁两用车通常是采用设置在不同高度的螺栓进行连接并实现车钩高度调节的，人工效率低，并且不能根据车辆轮对磨耗进行精确的车钩高度调整。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种轨道车辆车钩安装装置，能够无级调整车钩的高度，同时缓解车辆行驶中车钩承受的纵向冲击，以提高车钩安装装置的便利性和可靠性。

为了达到以上目的，本发明的轨道车辆车钩安装装置，主要由升降机构和缓冲器组成，升降机构包括滚珠丝杠和驱动滚珠丝杠旋转运动的步进电机，滚珠丝杠的两端分别安装在上、下固定座上，上、下固定座竖直设置在后立板的上下两端，在后立板上设有两个沿其长度方向布置的导轨，两个导轨之间设置缓冲器连接座；缓冲器包括缓冲块，缓冲块的前端通过连接件与缓冲器连接座连接，缓冲块的后端通过连接件与用于连接车钩的钩头连接，在缓冲块的四角位置分别具有贯穿缓冲块前后两端的贯穿孔，贯穿孔中配合设置导力杆，导力杆的前端具有导力杆帽，并且导力杆帽抵触于缓冲块的前端面上，导力杆的后端装有螺母，在导力杆和螺母上均开有销钉孔，销钉孔内配合设置销钉，螺母抵触于缓冲块的后端面上。

本发明采用步进电机驱动滚珠丝杠旋转，进而调节缓冲器连接座在导轨上的位置，与缓冲器连接座连接的缓冲器，由缓冲块贯穿孔中设置的导力杆在缓冲块中运动，由于缓冲块采用橡胶块，能够提供垂向或横向自由度，来保证连挂车辆的转弯或坡度通过，并通过导力杆帽与导力杆后端的螺母的作用，来传递连挂车辆的牵引力或制动力。

优选地，还包括用于安装升降机构的固定座，固定座包括第一立板、两个筋板和底板，第一立板和两个筋板均竖直设置在底板上，两个筋板垂直固定连接在第一立板的左右两侧。

进一步优选地，在后立板上沿其长度方向制有至少一组第三安装孔，在第一立板上沿其长度方向制有至少一组第一安装孔，与第一安装孔配合设有第一螺栓，第一螺栓穿过第一安装孔以及第三安装孔将第一立板与后立板固定连接在一起；在底板的两侧分别制有一组第二安装孔,与第二安装孔配合设有第二螺栓，通过第二螺栓将底板固定安装在轨道车辆的车体上。

优选地，导轨通过导轨安装座固定连接在后立板的左右两侧，导轨、导轨安装座均为长条状，并且导轨的宽度大于导轨安装座的宽度，这样导轨、导轨安装座、后立板相互连接围成沿导轨长度方向的阶梯槽，阶梯槽中设置缓冲器连接座，并且缓冲器连接座在滚珠丝杠的带动下可沿阶梯槽上下移动。

进一步优选地，缓冲器连接座包括竖直布置的第一连接板和自第一连接板的相对两侧垂直向内延伸的侧板，在第一连接板上制有若干个第四安装孔，两个侧板的内侧共同设有一第二立板，第二立板的侧边卡在阶梯槽中，并且第二立板可以沿阶梯槽上下移动，在由第一连接板与两侧侧板围成的凹字型结构中设有上、下盖板，在上、下盖板的中部各制有一螺纹孔，滚珠丝杠通过其身上的外螺纹与上、下盖板的螺纹孔的内螺纹形成配合关系，在滚珠丝杠旋转时，完成缓冲器连接座的上下升降。

再进一步优选地，缓冲块由前、后端板和夹在前、后端板之间的弹性体组成，弹性体为长方体形，在长方体形弹性体的四角位置分别具有贯穿弹性体前后两端的长条形孔，长条形孔的截面为圆形，在前、后端板的四角位置分别具有与长条形孔相对应的孔，孔的截面为椭圆形，长条形孔的直径小于前、后端板孔的短直径；导力杆依次穿过前端板孔、弹性体长条形孔及后端板孔，并且导力杆的导力杆帽与前端板相抵，螺母与后端板相抵。

采用上述缓冲结构，通过导力杆在缓冲块里的运动，提供垂向或横向自由度，保证连挂车辆在曲线或坡度工况下的通过性。另外，通过导力杆帽与导力杆后端的螺母的作用，来传递连挂车辆的牵引力或制动力。

更进一步优选地，前端板的中部装有前连接杆，并且在前端板上位于前连接杆的两侧设有前加强板，前连接杆与第二连接板固定连接，第二连接板上制有若干个第五安装孔，与第五安装孔配合设有第三螺栓，第三螺栓穿过第四安装孔及第五安装孔将第一连接板与第二连接板固定连接在一起；后端板的中部装有后连接杆，并且在后端板上位于后连接杆的两侧设有后加强板，后连接杆与钩头固定连接。这样，通过后连接杆可以根据连挂车辆设置不同的钩头型号与之配合。

优选地，滚珠丝杠的上端穿过设置在上固定座上的通孔，并且通过联轴器与步进电机的输出轴连接。

优选地，在上、下固定座的一侧分别设有竖直连接板，竖直连接板上安装有接近开关。接近开关可以采用光电接近开关，在缓冲器连接座向上运动或向下运动靠近光电接近开关时，步进电机断电，从而避免由于缓冲器连接座沿着导轨的过度运动，导致缓冲器连接座中的第二立板与升降机构的上、下固定座发生干涉碰撞，造成机构损坏。

优选地，缓冲块为橡胶件。

本发明的优点是设计巧妙，拆卸安装方便，不仅能够承受车钩的碰撞冲击，还能根据轮对磨耗及受力情况等要求灵活地调整车钩安装装置的安装位置，同时能够满足连挂车辆的牵引与制动要求，在曲线线路或坡度线路行驶提供足够自由度保证通过性，在车钩连挂时保证钩头的初始姿态，利于挂钩。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明中固定座的结构示意图。

图3为本发明中升降机构的结构示意图。

图4、图5为本发明中缓冲器连接座的结构示意图。

图6为本发明中升降机构的局部结构示意图。

图7为本发明中缓冲器的结构示意图。

图8为图7的B-B剖面图。

图9为图8的A-A剖面图。

图10为本发明轨道车辆车钩安装装置的原始状态及工作状态示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的轨道车辆车钩安装装置，其结构如图1所示，主要由固定座1、升降机构2和缓冲器3组成，固定座1用于安装升降机构2，升降结构2与缓冲器3连接。其中，固定座1包括第一立板1-1、两个筋板1-2和矩形底板1-3，第一立板1-1和两个筋板1-2均竖直设置在底板1-3上，并且两个筋板1-2垂直固定连接在第一立板1-1的左右两侧，在第一立板1-1上沿其长度方向制有两组第一安装孔1-1-1，在底板1-3的两侧分别制有一组第二安装孔1-3-1,与第二安装孔1-3-1配合设有第二螺栓，通过第二螺栓可以将底板1-3固定安装在轨道车辆的车体上（见图2）。

如图3所示，升降机构2包括滚珠丝杠2-8和驱动滚珠丝杠2-8旋转运动的涡轮蜗杆步进电机2-1，滚珠丝杠2-8的两端分别安装在上固定座2-2、下固定座2-6上，滚珠丝杠2-8的上端穿过设置在上固定座2-2上的通孔，并且通过联轴器2-10与涡轮蜗杆步进电机2-1的输出轴连接，在上固定座2-2、下固定座2-6的一侧分别设有竖直连接板，竖直连接板上安装有光电接近开关2-7。上固定座2-2、下固定座2-6竖直设置在后立板2-3的上下两端，在后立板2-3上沿其长度方向制有两组第三安装孔2-3-1，与第一安装孔1-1-1、第三安装孔2-3-1配合设有第一螺栓，第一螺栓穿过第一安装孔1-1-1以及第三安装孔2-3-1将第一立板1-1与后立板2-3固定连接在一起。如图6所示，后立板2-3的横截面为长方形，在后立板2-3的左右两侧均设有沿其长度方向布置的导轨安装座2-4，导轨固定座2-4上设有导轨2-5，后立板2-3、导轨安装座2-4和导轨2-5的具体连接关系为：在导轨2-5上沿其长度方向制有一组孔2-5-1，并且在后立板2-3的左右两侧以及导轨安装座2-4上对应位置也制有一组孔，第四螺栓依次穿过后立板2-3上的孔，孔2-5-1和导轨安装座2-4上的孔将后立板2-3、导轨安装座2-4、导轨2-5连接在一起。另外，导轨2-5、导轨安装座2-4均为长条状，并且导轨2-5的宽度大于导轨安装座2-4的宽度，这样导轨2-5、导轨安装座2-4、后立板2-3相互连接围成沿导轨2-5长度方向的阶梯槽，阶梯槽中卡接有缓冲器连接座2-9的侧边，这样缓冲器连接座2-9设置在两个导轨2-5之间，缓冲器连接座2-9在滚珠丝杠2-8的带动下可沿阶梯槽上下移动。工作时，升降机构2采用滚珠丝杠2-8调节车钩3-8的高度，并使用上、下两个光电接近开关2-7保证车钩3-8的安全行程在660～1000mm的范围内。

如图4和图5所示，缓冲器连接座2-9包括竖直布置的第一连接板2-9-3和自第一连接板2-9-3的相对两侧垂直向内延伸的侧板2-9-2，在第一连接板2-9-3上制有四个第四安装孔2-9-3-1，侧板2-9-2上制有方形孔，两个侧板的内侧共同设有一第二立板2-9-1，并且第二立板2-9-1与第一连接板2-9-3相互平行，第二立板2-9-1的侧边卡在阶梯槽中，并可以上下移动。在由第一连接板2-9-3与两侧侧板2-9-2围成的凹字型结构中设有上盖板2-9-5、下盖板2-9-4，上盖板2-9-5、下盖板2-9-4均垂直于侧板2-9-2、第一连接板2-9-3安装，在上盖板2-9-5、下盖板2-9-4的中部各制有一螺纹孔，滚珠丝杠2-8通过其身上的外螺纹与上盖板2-9-5、下盖板2-9-4的螺纹孔的内螺纹形成配合关系，以便于在滚珠丝杠2-8旋转时，完成缓冲器连接座2-9的上下升降。

如图7和图8所示，缓冲器3包括缓冲块3-3，缓冲块3-3由前端板3-3-1、后端板3-3-3和夹在前端板3-3-1、后端板3-3-3之间的橡胶层3-3-2（选用高弹性橡胶作为弹性体）组成，前端板3-3-1与橡胶层3-3-2、橡胶层3-3-2与后端板3-3-3相互粘结固定在一起，前端板3-3-1的中部装有前连接杆3-2，并且在前端板3-3-1上位于前连接杆3-2的左右两侧分别设有前加强板3-6，前连接杆3-2与第二连接板3-1固定连接，第二连接板3-1上制有四个第五安装孔3-1-1，与第五安装孔3-1-1配合设有第三螺栓，第三螺栓穿过第四安装孔2-9-3-1及第五安装孔3-1-1将第一连接板2-9-3与第二连接板3-1固定连接在一起。后端板3-3-3的中部装有后连接杆3-4，并且在后端板3-3-3上位于后连接杆3-4的左右两侧分别设有后加强板3-7，后连接杆3-4可以与不同型号的钩头3-8焊接固定。橡胶层3-3-2为长方体形，在长方体形橡胶层3-3-2的四角位置分别具有贯穿橡胶层3-3-2前后两端的长条形孔，长条形孔的截面为圆形，在前端板3-3-1、后端板3-3-3的四角位置分别具有与长条形孔相对应的孔，该孔的截面为椭圆形，长条形孔的直径小于前、后端板孔（椭圆形孔）的短直径L1（小径）。导力杆3-5依次穿过前端板孔、橡胶层长条形孔及后端板孔，导力杆3-5的前端具有导力杆帽3-5-3，装配时导力杆帽3-5-3抵触于前端板3-3-1上，导力杆帽3-5-3为圆柱状，其直径要大于前、后端板孔（椭圆形孔）的长直径L2（大径），导力杆3-5的后端装有螺母3-5-1，在导力杆3-5的后端和螺母3-5-1上均开有销钉孔，销钉孔内配合设置销钉3-5-2，装配时螺母3-5-1抵触于后端板3-3-3上。

公铁两用车车钩安装装置的工作过程如图10所示，其中图（c）为车钩安装装置处于原始状态的结构示意图，此时缓冲器3-3的橡胶层3-3-2不被压缩，图（b）为车钩安装装置处于连挂冲击工况的结构示意图，此时缓冲器3-3的橡胶层3-3-2整体被压缩，图（a）为车钩安装装置处于曲线通过工况的结构示意图，此时缓冲器3-3的橡胶层3-3-2一侧被压缩。图（a）中标出了后连接杆3-4的摇头角（或点头角）α，图（b）、（c）中标出了车钩安装装置处于曲线通过工况时，橡胶层3-3-2的压缩量l。

实际使用时，由于椭圆形孔的大径L2能够决定后连接杆3-4的横向摇头角度，小径L1能够决定后连接杆3-4的垂向摇头角度（见图9）。曲线通过工况情况下，当后连接杆3-4左右摇头时，橡胶层3-3-2的左右任一侧被压缩，并且后连接杆3-4向左（右）倾斜产生横向摇头角，导力杆3-5与前端板3-3-1、后端板3-3-3上的椭圆形孔大径的位置关系以及后连接杆3-4的长度，限定了后连接杆3-4的横向摇头角过大（若后连接杆3-4的横向摇头角过大，会导致导力杆3-5的螺母端与钩头后半部分相碰，因此铁路连挂车辆的车钩摇头角一般要小于16°）；当后连接杆3-4上下点头时，橡胶层3-3-2的上下任一端被压缩，并且后连接杆3-4向上（下）倾斜产生垂向点头角，导力杆3-5与前端板3-3-1、后端板3-3-3上的椭圆形孔小径的位置关系以及后连接杆3-4的长度，限定了后连接杆3-4垂向点头角过大（若后连接杆3-4的垂向点头角过大，会导致导力杆3-5的螺母端与钩头后半部分相碰，铁路连挂车辆的车钩垂向点头角一般要小于4°）。由于橡胶层3-3-2具有伸缩性能，当车辆不处于曲线通过工况时，橡胶层3-3-2恢复原状，位置复原，有利于下一次车钩连挂。连挂冲击工况下，后连接杆3-4进行冲击连挂，橡胶层3-3-2被压缩，其中的橡胶起到减震作用，导力杆3-5的螺母安装端与车钩的位置关系，避免了橡胶压缩量过大（导力杆3-5的螺母安装端与车钩的后板相抵，以避免橡胶过度压缩而引起的永久变形）。因此，后连接杆3-4连挂后进行牵引作业时，导力杆3-5与前端板3-3-1、后端板3-3-3起到传递牵引力的作用，在曲线与坡度工况下，橡胶层3-3-2起到提供摇头与点头自由度的作用，以保证通过性能。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：缓冲块3-3采用整体呈长方体形状的橡胶件，没有前、后端板结构，缓冲块3-3的前端面通过前连接杆3-2、第二连接板3-1与缓冲器连接座2-9的第一连接板2-9-3连接，缓冲块3-3的后端面通过后连接杆3-4与不同型号的钩头3-8连接，在缓冲块3-3的四角位置分别具有贯穿缓冲块3-3前后两端的贯穿孔，贯穿孔中配合设置导力杆3-5，导力杆3-5的前端具有导力杆帽3-5-3，并且导力杆帽3-5-3抵触于缓冲块3-3的前端面上，导力杆3-5的后端具有外螺纹，导力杆3-5的外螺纹处装有带内螺纹的螺母3-5-1，螺母3-5-1抵触于缓冲块3-3的后端面上。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，例如弹性体除了选用橡胶外，还可以选用弹簧等高弹性材料。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。