迫导向转向架和铁路货车的制作方法

本发明涉及铁路货车设备技术领域，具体而言，涉及一种迫导向转向架和铁路货车。

背景技术：

径向转向架包括迫导向转向架和自导向转向架。

其中，自导向转向架靠蠕滑力导向，蠕滑力与轮轨间的垂向接触压力有关，其最大值为粘着力，所以自导向转向架的导向力受到车辆载重、自重、制动及车轮踏面等因素的影响，导向力受到一定的限制。重车状态下，导向力大，导向效果好；空车状态下，因车辆自重和轮对轴箱纵向定位刚度的影响，导向力小，导向效果差。自导向转向架在空车时的作用以提高蛇行临界速度为主，在曲线上呈径向位置的效果差；重车时既可提高蛇行临界速度，又可以在曲线上使轮对呈径向位置，提高车辆曲线通过能力。

迫导向转向架是利用车辆曲线通过时车体与转向架的相对回转位移，通过连接车体和轮对的导向机构强迫轮对处于所要求的径向位置或其它最佳位置(完全径向、过导向或欠导向)，从而有效降低轮轨力和轮轨磨耗，有效抑制车辆蛇行运动，提高车辆的蛇行稳定性。迫导向转向架的原理是利用车辆通过曲线时转向架相对车体所做的摇头角位移，迫使轮对处于径向位置。

在一个具体的迫导向转向架中，包括摇枕、侧架、轮对，相邻两个轮对通过侧架连接，两个轮对通过杠杆结构连接，其中，各杠杆间采用销套连接，销套磨耗后间隙变大，对迫导向转向架的传递效率影响较大，甚至会导致迫导向的径向效果丧失。

由此可知，目前的迫导向转向架存在磨损严重的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种迫导向转向架和铁路货车，以解决现有技术中迫导向转向架存在磨损严重的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种迫导向转向架，包括：多组轮对；多个侧架，相邻两组轮对的同侧的两个车轮通过侧架连接；多组径向机构，相邻两组轮对之间设置有径向机构，径向机构与侧架枢转连接；多个弹性连接机构；多个承载鞍，承载鞍设置在轮对的车轴上，侧架与承载鞍连接，径向机构与承载鞍的连接处设置有一个弹性连接机构，车体与径向机构的连接处设置有另一个弹性连接机构。

进一步地，各组径向机构均包括：与两个轮对中的第一个轮对连接的第一径向连杆组件，第一径向连杆组件的第一端与车体连接，第一径向连杆组件连接至侧架的第一连接点处；与两个轮对中的第二个轮对连接的第二径向连杆组件，第二径向连杆组件的第一端与车体连接，第二径向连杆组件连接至侧架的第二连接点处，第一连接点与第二连接点在侧架上的高度不同。

进一步地，侧架的第一侧的底端设置有连接板，第一连接点位于连接板处，侧架的第二侧的底端与顶端之间设置有第二连接点，第一连接点和第二连接点处均设置轴。

进一步地，第一径向连杆组件与第一连接点处刚性连接或通过第一个弹性连接机构连接。

进一步地，第二径向连杆组件与第二连接点处刚性连接或通过第二个弹性连接机构连接。

进一步地，第一径向连杆组件包括：第一车轮连接杆，第一车轮连接杆的第一端与轮对的连接处设置有第三个弹性连接机构；第一摆杆，第一摆杆的底端与第一连接点处的转轴枢转连接，第一车轮连接杆的第二端通过第四个弹性连接机构连接至第一摆杆的顶端与第一摆杆的底端之间；第一车体连接杆，第一车体连接杆的第一端通过第五个弹性连接机构与第一摆杆的顶端连接，第一车体连接杆的第二端通过第六个弹性连接机构与车体枢转连接。

进一步地，第二径向连杆组件包括：第二车轮连接杆，第二车轮连接杆的第一端与轮对的连接处设置有第七个弹性连接机构；第二摆杆，第二车轮连接杆的第二端通过第八个弹性连接机构与第二摆杆的底端枢转连接，第二连接点处的转轴连接至第二摆杆的底端与第二摆杆的顶端之间；第二车体连接杆，第二车体连接杆的第一端通过第九个弹性连接机构与第二摆杆的顶端连接，第二车体连接杆的第二端通过第十个弹性连接机构与车体枢转连接。

进一步地，弹性连接机构包括套筒、转轴和弹性套，转轴通过弹性套设置在套筒内，套筒和转轴分别固定在两个需要连接的部件上，弹性套为橡胶套。

进一步地，径向机构位于侧架的外侧。

进一步地，侧架具有中空腔体，且侧架的顶板具有与中空腔体连通的避让口，径向机构由中空腔体内通过避让口向外伸出。

进一步地，承载鞍设置有连接座，径向机构通过弹性连接机构与连接座连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种铁路货车，包括上述的迫导向转向架。

应用本发明的技术方案，相邻两组轮对的同侧的两个车轮通过侧架连接，相邻两组轮对之间设置有径向机构，径向机构与侧架枢转连接，承载鞍设置在轮对的车轴上，侧架与承载鞍连接，径向机构与承载鞍的连接处设置有一个弹性连接机构，车体与径向机构的连接处设置有另一个弹性连接机构。

由于径向机构与通过弹性连接机构分别与承载鞍和车体连接，因而使得二者的连接处具有一定的运动余裕，有效降低了刚性磨损的几率，同时保证了径向机构的运动可靠性，保证迫导向转向架能够可靠运动。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的一个可选实施例中迫导向转向架的结构示意图；

图2示出了图1中的侧架的结构示意图；

图3示出了图2的俯视图；

图4示出了图1中的承载鞍的结构示意图；

图5示出了图4中的承载鞍的另一个角度的视图；

图6示出了图1中的第一径向连杆组件的结构示意图；

图7示出了图6的俯视图；

图8示出了图1中的第二径向连杆组件的结构示意图；

图9示出了图8的俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、轮对；20、侧架；21、第一连接点；22、第二连接点；23、连接板；24、轴；30、弹性连接机构；40、承载鞍；41、连接座；50、车体；60、第一径向连杆组件；61、第一车轮连接杆；62、第一摆杆；63、第一车体连接杆；70、第二径向连杆组件；71、第二车轮连接杆；72、第二摆杆；73、第二车体连接杆；80、摇枕；90、轴箱橡胶垫。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中迫导向转向架存在磨损严重的问题，本发明提供了一种迫导向转向架和铁路货车。

如图1至图9所示，迫导向转向架包括多组轮对10、多个侧架20、多组径向机构、多个弹性连接机构30和多个承载鞍40，相邻两组轮对10的同侧的两个车轮通过侧架20连接；相邻两组轮对10之间设置有径向机构，径向机构与侧架20枢转连接；承载鞍40设置在轮对10的车轴上，侧架20与承载鞍40连接，径向机构与承载鞍40的连接处设置有一个弹性连接机构30；车体50与径向机构的连接处设置有另一个弹性连接机构30。此外，迫导向转向架还包括摇枕80、轴箱橡胶垫90等。

由于径向机构与通过弹性连接机构30分别与承载鞍40和车体50连接，因而使得二者的连接处具有一定的运动余裕，有效降低了刚性磨损的几率，同时保证了径向机构的运动可靠性，保证迫导向转向架能够可靠运动。

本发明在普通转向架的基础上，增加径向机构，通过径向机构与车体50连接，利用车辆曲线通过时，车体50与转向架的相对回转位移，通过连接车体50和轮对10的径向机构，强迫轮对10在曲线上处于所要求的径向位置或其它最佳位置(完全径向、过导向或欠导向)，从而有效降低轮轨力和轮轨磨耗，有效抑制车辆蛇行运动，提高车辆的蛇行稳定性。

为了保证迫导向转向架的结构稳定性，相邻两组轮对10的两侧各设置有一组径向机构。这样，在轮对的两侧均设置有径向机构，能够进一步提高转向架的运动性能。

如图4和图5所示，承载鞍40设置有连接座41，径向机构通过弹性连接机构30与连接座41连接。可选地，连接座41铸造或焊接在承载鞍本体上，其专用于与径向机构连接，保证了径向机构的安装可靠性。

由图中可以看出，连接座41在承载鞍本体的外侧，当然，也可以将连接座41设置在承载鞍的中间位置处，主要是能够为径向机构提供可靠连接点即可。

具体而言，弹性连接机构30包括套筒、转轴和弹性套，转轴通过弹性套设置在套筒内，套筒和转轴分别固定在两个需要连接的部件上。通过设置弹性套，能够有效降低套筒与弹性套之间的磨损，在保证二者可靠连接的前提下，使刚性连接变为弹性连接，提高径向机构的整体运动可靠性。

由于径向机构的传递效率直接影响径向机构的径向功能的作用发挥，因而通过降低磨耗，采用弹性连接，能够实现无间隙弹性传递，使转向架具有传递效率高、无磨耗、可靠性高等优点。本发明中的径向机构的连接点多采用弹性连接，最大程度降低了连接处的刚性磨损。

可选地，弹性套为橡胶套和塑胶套，需要说明的是，不论是橡胶套还是塑胶套，长期受力后都会有一定的磨损，因而需要定期检查维修，以保证径向机构与各连接点之间可靠连接。

如图1所示，各组径向机构均包括与两个轮对10中的第一个轮对10连接的第一径向连杆组件60、与两个轮对10中的第二个轮对10连接的第二径向连杆组件70，第一径向连杆组件60的第一端与车体50连接，第一径向连杆组件60连接至侧架20的第一连接点21处；第二径向连杆组件70的第一端与车体50连接，第二径向连杆组件70连接至侧架20的第二连接点22处，第一连接点21与第二连接点22在侧架20上的高度不同。在车辆运行的过程中，各组径向机构协同作用，以保证车体在通过曲线路径时，能够减少蛇形摆动，提高运动稳定性。

如图2和图3所示，侧架20的第一侧的底端设置有连接板23，第一连接点21位于连接板23处，侧架20的第二侧的底端与顶端之间设置有第二连接点22，第一连接点21和第二连接点22处均设置轴24。为了实现径向机构对转向架轮对的控制，需要在侧架上铸造或焊接出图3所示的径向机构用的轴24，这样，为径向机构的安装提供了连接位。其中，轴24与侧架20焊接或铸造成型。

可选地，轴24向转向架的外侧伸出。当然，轴24还可以设置在侧架20的中空腔体内。

如图1至图3、图6和图7所示，第一径向连杆组件60与第一连接点21处刚性连接或通过第一个弹性连接机构30连接。正如上面提到的，这里，可以直接将第一径向连杆组件60以刚性连接的方式套在轴24上，也可以通过在径向机构与轴24直接加装橡胶套，以提高二者连接处的弹性，降低磨损。

具体而言，第一径向连杆组件60包括第一车轮连接杆61、第一摆杆62和第一车体连接杆63，第一车轮连接杆61的第一端与轮对10的连接处设置有第三个弹性连接机构30；第一摆杆62的底端与第一连接点21处的转轴枢转连接，第一车轮连接杆61的第二端通过第四个弹性连接机构30连接至第一摆杆62的顶端与第一摆杆62的底端之间；第一车体连接杆63的第一端通过第五个弹性连接机构30与第一摆杆62的顶端连接，第一车体连接杆63的第二端通过第六个弹性连接机构30与车体50枢转连接。其中第一径向连杆组件60与车体50连接，当车轮通过曲线路径时，车轮拐弯，通过第一车体连接杆63带动第一摆杆62进而带动第一车轮连接杆61和承载鞍40发生水平位移，使承载鞍40带动轮对10位移，以保证顺利通过曲线路径。

如图1至图3、图8和图9所示，第二径向连杆组件70与第二连接点22处刚性连接或通过第二个弹性连接机构30连接。正如上面提到的，这里，可以直接将第二径向连杆组件70以刚性连接的方式套在轴24上，也可以通过在径向机构与轴24直接加装橡胶套，以提高二者连接处的弹性，降低磨损。

具体而言，第二径向连杆组件70包括第二车轮连接杆71、第二摆杆72和第二车体连接杆73，第二车轮连接杆71的第一端与轮对10的连接处设置有第七个弹性连接机构30；第二车轮连接杆71的第二端通过第八个弹性连接机构30与第二摆杆72的底端枢转连接，第二连接点22处的转轴连接至第二摆杆72的底端与第二摆杆72的顶端之间；第二车体连接杆73的第一端通过第九个弹性连接机构30与第二摆杆72的顶端连接，第二车体连接杆73的第二端通过第十个弹性连接机构30与车体50枢转连接。同理，第二径向连杆组件70与车体50连接，当车轮通过曲线路径时，车轮拐弯，通过第二车体连接杆73带动第二摆杆72进而带动第二车轮连接杆71和承载鞍40发生水平位移，使承载鞍40带动轮对10位移，以保证顺利通过曲线路径。

如图1所示，径向机构位于侧架20的外侧。主要根据转向架的整体空间来合理设置。本发明在现有常用三大件转向架的基础上加装径向机构，使车辆通过曲线时，控制轮对呈径向位置，减少曲线线路上的钢轨及轮缘磨损、提高车辆曲线通过性能、减少车辆维修、降低车辆动力消耗、降低噪音、提高车辆舒适度、提高行车安全。

在另一个未图示的可选实施例中，侧架20具有中空腔体，且侧架20的顶板具有与中空腔体连通的避让口，径向机构由中空腔体内通过避让口向外伸出。这样，能够有效利用侧架20的内部空间，减少外部空间的占用率，提高迫导向转向架的集中度。

本发明中的迫导向转向架能够提高车辆曲线通过能力。通过径向机构可以有效抑制转向架轮对的摇头蛇形运动，提高车辆临界速度，提高车辆的动力学性能。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。