带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的制作方法

本发明属于用于轨道车辆转向架的枕梁装置领域，具体涉及一种带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置。

背景技术：

现有的铁路车辆转向架的构架通常是轴箱外置式转向架，如图1至图2所示，常见的轴箱外置式转向架是一种由两条横梁1和两个侧梁3共同形成的近似h字形的焊接构架，其构架的基本构成包括两个纵梁2、两个横梁1及固连于横梁1两端的侧梁3，其六者共同焊接成的大写字母h型的结构，每个横梁1均包括一组牵引拉杆座1-4，两个无缝钢管1-1彼此平行，其二者的间距分别通过两个平行的纵梁2跨接和固定，两条横梁1和两个纵梁2共同合围形成一个矩形窗口区域。该矩形窗口区域用于容纳和安装类似于中国专利cn104442882所公开的z字形垂直布置的牵引拉杆以及牵引座，其彼此平行且以转向架的垂向中心z轴为旋转中心线进行旋转对称分布，两组z字形布置的两个牵引拉杆分别与对应的牵引拉杆座1-4铰接。此外，纵梁2的两端分别与两个横梁1固连，纵梁2的上端中段设有构架横向止挡2-1，在纵梁2一端设有一个横向减震器座2-2。两个横梁1以构架的垂向旋转轴z为旋转对称中心，彼此按180°的圆周角旋转对称，两个横向减震器座2-2分别用于安装一个对应的横向减震器。侧梁3中部设置的空气弹簧安装孔3-1直接用于与空气弹簧同轴固连。

然而，前述常见的牵引拉杆位于转向架构架中心的矩形窗口内部，且两个横向减震器分别布置在矩形窗口对角线上的布局方式，通常仅适用于构架尺寸和重量均较大的动车组轴箱外置式转向架构架，由于大尺寸构架的结构强度大，使其拥有较为宽阔的附属部件布局空间或加载扭矩较大的悬挂或吊臂结构。

另一方面，如图3所示的一种新型的轴箱内置式地铁铸造转向架4可以在保障结构强度的同时大幅减小转向架固定轴距，从而减小转向架的回转半径，提高其小曲线通过能力。该新型转向架构架4的内置式轴箱需完全安装于轴箱安装座4-1的内部，从而形成一种全新的轴箱内置式转向架布局结构。但由于该新型轴箱内置式地铁铸造转向架4的侧梁间距小，重量轻，导致其结构尺寸和结构强度均发生显著变化：该新型构架由铸造工艺一体成型，其仅在构架的几何中心保留了圆筒形的牵引座，但取消了由两条横梁1和两个纵梁2所共同合围形成的中部矩形窗口、横向减震器座以及构架横向止挡等原有结构。

为此，需要重新设计一款新型的紧凑型摇枕结构，综合考虑牵引拉杆、横向减震装置以及空气弹簧的布局和装配，以便适应轴箱内置式地铁铸造转向架的应用需求。

技术实现要素：

为了解决现有由铸造工艺一体成型的新型轴箱内置式地铁铸造转向架，其取消中部矩形窗口、横向减震器座以及构架横向止挡等原有结构，因此需要综合考虑牵引拉杆、横向减震装置以及空气弹簧的布局和装配，重新设计一款新型的紧凑型摇枕结构，以便适应轴箱内置式地铁铸造转向架的应用需求的技术问题，本发明提供一种带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置包括枕梁基体、横向缓冲器、枕梁芯筒、两个牵引拉杆铰座、两个垂向减震器基座、两个抗侧滚扭杆座、两个构架连接基座、两个空气弹簧安装座和两个起吊座，枕梁基体为矩形结构，两个起吊座固连于枕梁基体的两端；枕梁芯筒垂直固连于枕梁基体下端面的中心，横向缓冲器固连于枕梁基体下上端面的中心；两个牵引拉杆铰座对称固连于枕梁基体同一条长边的两端，每一个垂向减震器基座为向上开口的凹槽结构，其靠外侧的凹槽侧壁与一个对应牵引拉杆铰座内侧壁固连；

所述两个构架连接基座以枕梁基体的中心平面对称布置于枕梁基体的底部，构架连接基座到枕梁芯筒的间距值为其同侧起吊座到枕梁芯筒的间距值的一半，构架连接基座的长度是枕梁基体的宽度的二倍；两个空气弹簧安装座以枕梁基体的中心平面对称布置于枕梁基体的上端；空气弹簧安装座位于其所临近构架连接基座和垂向减震器基座二者之间；每一个抗侧滚扭杆座均固连于一个对应的空气弹簧安装座外径边缘，所述两个抗侧滚扭杆座均位于枕梁基体的另外一条长边所在的一侧。

所述枕梁基体、枕梁芯筒、两个牵引拉杆铰座、两个垂向减震器基座、两个抗侧滚扭杆座、两个构架连接基座、两个空气弹簧安装座和两个起吊座均通过铸造一体成型，其枕梁基体的总重量为460千克、平均壁厚为16毫米。

所述两个构架连接基座垂向中心平面的间距为1095毫米；两个牵引拉杆铰座垂向中心平面的间距为2370毫米；两个垂向减震器基座垂向中心平面的间距为2010毫米；两个抗侧滚扭杆座垂向中心平面的间距为1573毫米；两个构架连接基座垂向中心平面的间距为1116毫米；两个空气弹簧安装座5-8的轴线间距为1556毫米；两个起吊座垂向中心平面的间距为2340毫米。

所述横向缓冲器包括基座方盒、两组宽度调整片、两个橡胶减震垫块和两组焊料垫板，所述每一个橡胶减震垫块和一个对应的宽度调整片均顺次与基座方盒的一个侧壁固连，两个橡胶减震垫块彼此对称；基座方盒的另外两个侧壁端面分别与一个对应的焊料垫板焊接固连；焊料垫板的上、下边缘分别与基座方盒的上端盖和对应侧壁均形成填料缝隙；基座方盒的下端与枕梁基体上端面的中心焊接固连。

所述橡胶减震垫块的橡胶减震块由横向金属外壳端坐和橡胶块硫化合成，橡胶减震垫块的端头从横向金属外壳端坐的开口端向外侧突出，突出的距离值为1厘米。

本发明的有益效果是：该带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置直接将新型枕梁装置下方的枕梁芯筒通过橡胶垫圈与新型的轴箱内置式地铁铸造转向架中心压装轴连，并分别将新型枕梁装置下方的两个构架连接基座与新型的轴箱内置式地铁铸造转向架的侧梁中部固连，其使得双弯头抗侧滚扭杆可以将车体沿前进的x轴方向的前后扭动力矩和竖直z轴方向上垂向震动力矩形成合力传递，在分别通过卡箍连接座内的橡胶节点和垂向抗侧滚扭杆端部的橡胶节点进行吸能缓冲，从而在辅助双曲囊二系空气弹簧的减震作用。

该带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置使得同侧外置型双牵引拉杆的每一个牵引拉杆活塞杆均变为920毫米的大跨度长杆结构，其与轴箱内置式地铁铸造转向架中心矩形窗口内旧有布置于z字形垂直布置的紧凑型牵引拉杆相比，该带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置使得布置于构架外侧的大跨距双牵引拉杆等效于将整个新型枕梁装置变成了尺寸更大的新型引拉杆结构，由于力矩的大幅增加，上述同侧外置型双牵引拉杆与本发明的带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的组合结构使得该牵引拉杆结构可以更为有效地传递应力。两个牵引拉杆均朝向列车行进的x方向的布局方式可有效抑制车体沿行进方的x轴方向前后扭摆的效果。

该带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置还使得带倾角的焊接连接基座能够以与竖直平面的夹角为30度的姿态垂直固连于临近的枕梁基体外侧壁，该连接形式使得使横向减振器成为兼顾竖直z轴方向和纵向y轴方向的双向减震缓冲装置，并大幅节约了横向减振器的旧有长度，提升布局结构的紧凑性。

此外通过本发明的带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置实现车体与新型的轴箱内置式地铁铸造转向架的连接，可在大幅节约设备布局空间的同时，依旧发挥良好的全方位的减震缓冲效果。

附图说明

图1是旧有轴箱外置式h型焊接构架的立体结构示意图；

图2是旧有轴箱外置式h型焊接构架的俯视图；

图3是现有一种新型的轴箱内置式地铁铸造转向架的立体图；

图4是本发明带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的立体图；

图5是本发明带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的爆炸装配示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明带有中心横向缓冲器的主视图；

图8是本发明带有中心横向缓冲器的主视图在另一视角下的立体图；

图9是本发明横向缓冲器的立体图；

图10是本发明横向缓冲器在立体视角下的爆炸装配示意图；

图11是去除中心横向缓冲器的本发明新型枕梁装置的应用示意图；

图12是本发明用于轴箱内置式转向架的紧凑型二系悬挂系统的总装应用示意图；

图13是图12的爆炸装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图4至图13所示，本发明带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置5包括枕梁基体5-1、横向缓冲器5-2、枕梁芯筒5-3、两个牵引拉杆铰座5-4、两个垂向减震器基座5-5、两个抗侧滚扭杆座5-6、两个构架连接基座5-7、两个空气弹簧安装座5-8和两个起吊座5-9，枕梁基体5-1为矩形结构，两个起吊座5-9固连于枕梁基体5-1的两端。枕梁芯筒5-3垂直固连于枕梁基体5-1下端面的中心，横向缓冲器5-2固连于枕梁基体5-1下上端面的中心。两个牵引拉杆铰座5-4对称固连于枕梁基体5-1同一条长边的两端，每一个垂向减震器基座5-5为向上开口的凹槽结构，其靠外侧的凹槽侧壁与一个对应牵引拉杆铰座5-4内侧壁固连。两个构架连接基座5-7以枕梁基体5-1的中心平面对称布置于枕梁基体5-1的底部，构架连接基座5-7到枕梁芯筒5-3的间距值为其同侧起吊座5-9到枕梁芯筒5-3的间距值的一半，构架连接基座5-7的长度是枕梁基体5-1的宽度的二倍。两个空气弹簧安装座5-8以枕梁基体5-1的中心平面对称布置于枕梁基体5-1的上端。空气弹簧安装座5-8位于其所临近构架连接基座5-7和垂向减震器基座5-5二者之间。每一个抗侧滚扭杆座5-6均固连于一个对应的空气弹簧安装座5-8外径边缘，两个抗侧滚扭杆座5-6均位于枕梁基体5-1的另外一条长边所在的一侧。

枕梁基体5-1、枕梁芯筒5-3、两个牵引拉杆铰座5-4、两个垂向减震器基座5-5、两个抗侧滚扭杆座5-6、两个构架连接基座5-7、两个空气弹簧安装座5-8和两个起吊座5-9均通过铸造一体成型，其枕梁基体5-1的总重量为460千克、平均壁厚为16毫米。

两个构架连接基座5-7垂向中心平面的间距为1095毫米，两个牵引拉杆铰座5-4垂向中心平面的间距为2370毫米，两个垂向减震器基座5-5垂向中心平面的间距为2010毫米，两个抗侧滚扭杆座5-6垂向中心平面的间距为1573毫米，两个构架连接基座5-7垂向中心平面的间距为1116毫米，两个空气弹簧安装座5-8的轴线间距为1556毫米，两个起吊座5-9垂向中心平面的间距为2340毫米。

横向缓冲器5-2包括基座方盒5-2-1、两组宽度调整片5-2-2、两个橡胶减震垫块5-2-3和两组焊料垫板5-2-4，每一个橡胶减震垫块5-2-3和一个对应的宽度调整片5-2-2均顺次与基座方盒5-2-1的一个侧壁固连，两个橡胶减震垫块5-2-3彼此对称。基座方盒5-2-1的另外两个侧壁端面分别与一个对应的焊料垫板5-2-4焊接固连。焊料垫板5-2-4的上、下边缘分别与基座方盒5-2-1的上端盖和对应侧壁均形成填料缝隙。基座方盒5-2-1的下端与枕梁基体5-1上端面的中心焊接固连。

橡胶减震垫块5-2-3的橡胶减震块由横向金属外壳端坐5-2-3-1和橡胶块5-2-3-2硫化合成，橡胶减震垫块5-2-3的端头从横向金属外壳端坐5-2-3-1的开口端向外侧突出，突出的距离值为1厘米。

新型枕梁装置5与铁路车辆转向架上的双弯头抗侧滚扭杆6、两个垂向减振器7、横向减振器8、同侧外置型双牵引拉杆9和两个双曲囊空气弹簧10共同构成一个用于轴箱内置式转向架的紧凑型二系悬挂系统。

两个构架连接基座5-7以枕梁基体5-1的中心平面对称布置于枕梁基体5-1的底部，构架连接基座5-7到枕梁芯筒5-3的间距值为其同侧起吊座5-9到枕梁芯筒5-3的间距值的一半，构架连接基座5-7的长度是枕梁基体5-1的宽度的二倍。两个空气弹簧安装座5-8以枕梁基体5-1的中心平面对称布置于枕梁基体5-1的上端。空气弹簧安装座5-8位于其所临近构架连接基座5-7和垂向减振器基座5-5二者之间。每一个抗侧滚扭杆座5-6均固连于一个对应的空气弹簧安装座5-8外径边缘，两个抗侧滚扭杆座5-6均位于枕梁基体5-1的另外一条长边所在的一侧。

具体应用本发明带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置时，直接将新型枕梁装置5下方的枕梁芯筒5-3通过橡胶垫圈与新型的轴箱内置式地铁铸造转向架4中心压装轴连，并分别将新型枕梁装置5下方的两个构架连接基座5-7与新型的轴箱内置式地铁铸造转向架4的侧梁中部固连，此后，将横向缓冲器5-2、双弯头抗侧滚扭杆6、垂向减振器7、横向减振器8、同侧外置型双牵引拉杆9分别与车体上的对接结构相应连接。

双弯头抗侧滚扭杆6的两个卡箍连接座6-1对称同轴固连于双弯头水平长轴6-3的水平端两端，每个卡箍连接座6-1与一个对应抗侧滚扭杆座5-6固连。两个垂向抗侧滚扭杆6-2分别与双弯头水平长轴6-3的一个对应的弯头固连，两个垂向抗侧滚扭杆6-2平行且均向上布置。垂向抗侧滚扭杆6-2的上端与车体底部铰接。双弯头抗侧滚扭杆6的两个弯头所在平面向下倾斜，其与竖直平面的夹角为65度角，该双弯头抗侧滚扭杆6与本发明的带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的连接结构可以将车体沿前进的x轴方向的前后扭动力矩和竖直z轴方向上垂向震动力矩形成合力传递，在分别通过卡箍连接座6-1内的橡胶节点和垂向抗侧滚扭杆6-2端部的橡胶节点进行吸能缓冲，从而在另一角度辅助双曲囊二系空气弹簧10的减震作用。

横向减振器8的活塞杆两端均设有橡胶节点，横向减振器活塞杆的一端设有带倾角的焊接连接基座8-1，其另一端设有横向减振器车体端连接座8-2。带倾角的焊接连接基座8-1与牵引拉杆9同侧的一个构架连接基座5-7以及临近的枕梁基体5-1外侧壁焊接固连。两个橡胶节点的轴箱彼此垂直，一个牵引拉杆9的一端通过一个y轴方向的橡胶节点与一个对应牵引拉杆铰座5-4水平铰接，牵引拉杆9的另一端通过一个z轴方向的橡胶节点与车体底部垂直连接。

两个垂向减振器7分别与一个对应的垂向减振器基座5-5铰连，两个双曲囊空气弹簧10分别与一个对应的空气弹簧安装座5-8同轴固连。

同侧外置型双牵引拉杆9的每一个牵引拉杆活塞杆为920毫米的大跨度长杆结构，其二者均朝向构架x轴的正方向。与轴箱内置式地铁铸造转向架4中心矩形窗口内旧有布置于z字形垂直布置的紧凑型牵引拉杆相比，本发明布置于构架外侧的大跨距双牵引拉杆9等效于将整个新型枕梁装置5变成了尺寸更大的新型引拉杆结构，由于力矩的大幅增加，上述同侧外置型双牵引拉杆9与本发明的带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的组合结构使得该牵引拉杆结构可以更为有效地传递应力。两个牵引拉杆均朝向列车行进的x方向的布局方式可有效抑制车体沿行进方的x轴方向前后扭摆的效果。

带倾角的焊接连接基座8-1垂直于临近的枕梁基体5-1外侧壁，并且带倾角的焊接连接基座8-1与竖直平面的夹角为30度，该带倾角的焊接连接基座8-1与本发明的带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置的连接结构设计使横向减振器8成为兼顾竖直z轴方向和纵向y轴方向的双向减震缓冲装置，并大幅节约了横向减振器的旧有长度，提升布局结构的紧凑性。

通过本发明的带有中心横向缓冲器的新型枕梁装置实现车体与新型的轴箱内置式地铁铸造转向架的连接，可在大幅节约设备布局空间的同时，依旧发挥良好的全方位的减震缓冲效果。