一种低地板车辆车顶用转动铰接装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通车辆技术领域，具体涉及一种低地板车辆车顶用转动铰接装置。

背景技术：

目前，随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的极大提高，城市客流量的增加，各个城市出现了交通日益拥挤的问题。低地板轻轨车辆有着多节连挂和编组型式灵活多变、车辆的地板面距轨面较近和载客量大等优势，在国外得到了一定的应用。低地板轻轨车辆没有传统的车钩空间，而且城市内部轨道交通路线具有曲线半径小和坡道陡且多的特点，急需低地板轨道车辆连挂机构。铰接机构可以完全满足上述要求。

转动铰接装置一般应用于车体间的车顶位置，车顶间所采用转动铰接装置允许相邻列车间绕竖直轴线旋转，通过装置内部和两端橡胶部件提供纵向和横向刚度，通过配合车底固定铰接装置，承受了车辆的部分纵向牵引，限制了相邻车体间的侧滚和点头运动，使相邻车辆间仅存在相对摇头的自由度，满足城市小曲线半径要求。

但是，现有的弹性铰接装置横向位移小、不能适应城市越来越复杂的轨道交通现状，还存在使用寿命短、可维护性差等不足，从而不能满足高速发展的轨道交通需求。

申请号为201620527995.1的中国实用新型公开了一种低地板车的转动铰装置，用底座螺栓将芯轴座固定在上底座上，金属关节轴承包括关节内圈和关节外圈，关节内圈嵌在关节外圈中，金属关节轴承的关节内圈套在芯轴座的一端，并固定在芯轴座上；上球头和下球头套在关节外圈上，且上球头、下球头、金属关节轴承和芯轴座形成V字形结构。申请号为201410595402.0的中国发明公开了一种可调整刚度的低地板车弹性铰接装置及其调整刚度的办法。低地板车弹性铰接装置包括中心销、球铰关节副和刚性钩头，中心销与刚性钩头连接成一体，其还包括中间板、前支座和后支座、橡胶支撑体一和橡胶支撑体二、橡胶止挡一和橡胶止挡二、横向挡块一和横向挡块二；前支座和后支座均位于橡胶支撑体一和橡胶支撑体二之间，橡胶支撑体一和橡胶支撑体二中的橡胶均是处于呈横向且朝远离前支座和后支座方向的预拉伸的，球铰关节副与前支座连接为一体，球铰关节副内径与中心销的外径相匹配，通过中心销穿过球铰关节副从而将刚性钩头和前支座配合连接，该现有技术中的弹性铰接装置横向位移小，变刚度调节能力弱，也没有防尘装置。

技术实现要素：

本实用新型充分利用车辆车顶间现有空间，提供一种低地板车辆车顶用转动铰接装置，在传递向牵引力和提高车辆运行舒适性的同时，提升了车辆的过曲线能力；该装置有着更大的横向位移，满足现代更复杂城市轨道交通的需求。

本实用新型的技术方案是：一种低地板车辆车顶用转动铰接装置，包括前安装板、连接前安装板的前支座、铰接前支座的上支撑座，所述前支座两端均连接有橡胶堆，前支座通过U型板连接前安装板。

所述前支座上靠近两端附近位置各设有一块U型板，U型板位于前支座靠近端部附近的外围；U型板开口端与前安装板相接，U型板通过螺钉固定连接前安装板。

所述U型板与前支座之间、前支座和前安装板之间均设有金属垫板，金属垫板包括连接成正方体形或长方体形的两块水平垫板和两块竖直垫板；U型板的两侧均设有挡板，挡板通过螺钉与U型板固定连接。

所述上支撑座通过中心销轴、吊销套、关节轴承和前支座相连接；前支座中部设有通孔，关节轴承安装在该通孔处，上支撑座包括长方形底板和一体式连接在底板上的两块支板，两块支板分别连接在底板上相对的两侧边附近；关节轴承和前支座的通孔部分均位于两块支板之间，中心销轴穿过支板和关节轴承并通过吊销套将关节轴承连接在两块支板上。

所述前支座上邻近关节轴承外侧设有防尘罩，防尘罩通过螺钉固定在前支座上，前支座前面和后面均设有防尘罩。

橡胶堆通过双头螺柱与前支座相连接，双头螺柱穿过橡胶堆中部，双头螺柱的一端连接前支座、另一端连接有用于紧固的开口螺母和用于防止开口螺母松动的开口销；橡胶堆为多层橡胶堆，橡胶堆包括左橡胶堆和右橡胶堆，左橡胶堆和右橡胶堆为具有预定横向预压缩量的橡胶堆。

前安装板上设有用于限制横向位移的橡胶止挡，橡胶止挡与前安装板通过硫化固定；前支座上通过螺钉固定有横向挡块。

左橡胶堆和右橡胶堆的预压缩量为L_1，橡胶止挡与横向挡块之间距离为L₂，L₁与L₂相匹配。

本实用新型中，左橡胶堆和右橡胶堆配合，可以通过改变左、右橡胶堆的压缩量来调节横向平动，横向位移大，这样可提高列车运行时的舒适性同时保证过曲线时的平稳性，适应更为复杂的城市交通现状；通过U型板将前支座与前安装板连接，连接中间放置金属垫板，有着更好的耐磨性能和自润滑特性，提高了该装置的维护周期；纵向刚度大于横向刚度，大大提高了纵向承载能力；增加防尘罩的设计，提升了使用寿命。

附图说明

图1是低地板车辆车顶用转动铰接装置的立体结构示意图；

图2是低地板车辆车顶用转动铰接装置的仰视结构示意图；

图3是低地板车辆车顶用转动铰接装置的后视结构示意图；

图4是水平垫板、竖直垫板及其周围部件的剖面结构示意图；

图5是橡胶堆示意图；

图6是防尘罩及其周围部件的剖面结构示意图；

图7是上支撑座示意图；

图中：1、前安装板；2、U型板；3、前支座；4、上支撑座；5、中心销轴；6、挡板；7、橡胶堆；8、橡胶止挡；9、横向挡块；10、水平垫板；11、竖直垫板；12、防尘罩，13、关节轴承。14、底板，15、支板。

具体实施方式

如图1至图6所示，一种低地板车辆车顶用转动铰接装置，包括前安装板1、通过U型板2连接前安装板的前支座3、铰接前支座的上支撑座4。U型板的两侧均设有挡板6。前支座两端均连接有橡胶堆7。上支撑座4通过M16的螺栓紧固在一节车厢车顶，前安装板1通过M20的螺栓紧固在相邻的另一节车厢车顶。前支座3通过关节轴承13、中心销轴5与上支撑座小间隙配合连接，水平垫板10、竖直垫板11与前支座通过U型板2固定。U型板与前安装板通过M12螺钉紧固的方式连接固定在一起，两端的橡胶堆7通过双头螺柱与前支座连接在一起，用M12开口螺母紧固并用开口销进行防松。挡板6通过M6螺钉与U型板固定，以限制金属垫板（包括水平垫板和竖直垫板）横向位移，防尘罩12与前支座通过M6螺钉紧固（如图6所示，图6在图3基础上向右旋转了90度）。横向挡块9与前支座通过M6螺钉固定，橡胶止挡8与前安装板通过硫化固定。橡胶堆为多层橡胶堆，在组装时左、右橡胶堆根据设计要求具有一定横向预压缩量L。并且该装置保证横向位移±30mm。上支撑座为U形结构，包括长方形底板14和一体式连接在底板上的两块支板15，两块支板分别连接在底板上相对的两侧边附近；上支撑座一体式锻造成型。关节轴承和前支座的通孔附近部分均位于两块支板之间，中心销轴穿过支板和关节轴承并通过吊销套将关节轴承连接在两块支板上。金属垫板包括连接成正方体框形或长方体框形的两块水平垫板和两块竖直垫板；U型板的两侧均设有挡板，挡板通过螺钉与U型板固定连接。

本实用新型的这种转动铰接装置安装在车辆两车厢的车顶之间。前支座内孔与关节轴承外径相配合安装好后，前支座再通过U型板与前安装板固定，上支撑座通过中心销轴、吊销套、关节轴承和前支座连接紧固。通过配合车底铰接结构，能够满足通过小半径水平曲线要求，同时约束车辆间的侧滚和点头运动。

本实用新型纵向刚度大，纵向刚度主要通过U型板将前支座固定在前安装板上，并通过M12螺钉紧固。如图4所示，U型板与前支座之间使用金属垫板，这样大大提高了整个装置的纵向刚度。金属垫板耐磨性好、可自润滑，这样使得装置的维护周期更长，使用寿命更长。

横向刚度设计为变刚度，在车顶用转动铰接装置装车时，根据设计要求，左右橡胶堆向两端进行一定预压缩L₁，在此状态下，橡胶止挡与横向挡块之间距离为L₂，根据橡胶蠕变的特性以及试验经验，车顶用弹性铰接装置在横向位移刚开始阶段刚度较大，使车辆直线运行时横向的横摆小以提高运行的舒适性，再经过一段位移后横向刚度变小，使列车满足通过小半径水平曲线的要求，当橡胶止挡与到横向止挡接触时，刚度急剧变大，防止列车过弯道时发生侧翻事故。横向刚度由左右橡胶堆提供，该橡胶堆采用金属橡胶件，能够保证过曲线的平稳性，以适应于更为复杂的城市交通现状。

作为低地板车辆车顶用转动铰接装置，限制了相邻车体间的纵向、垂向平动和侧滚、点头运动，使相邻车体间仅存在相对摇头的自由度；它能够承受更大地纵向牵引力，通过U型板使纵向刚度大于横向刚度，来保证转动铰接装置的安全性；金属垫板较橡胶有着更好的耐疲劳性能，同时有着自润滑和免维护等优良特性，大大提升了该装置的使用寿命。

现有技术中，当横向平动位移较大时，没有任何的限位结构来限制其横向运动，同时纵向刚度偏小，所以车辆在横向平动或者纵向受较大冲击时会出现震动以及过曲线不平稳等现象。本实用新型主要是利用橡胶止挡来限制横向位移，同时该装置的横向位移达到±30mm，显著提高车辆过小曲线半径能力和舒适性，以适应更加复杂的城市轨道交通现状。

该车顶用弹性铰接装置结构简单、运行安全可靠、拆检更换维修方便。纵向刚度大于横向刚度，提升了该装置的承载能力；横向位移大，能适应更加复杂的城市轨道交通，保证过曲线时的平稳性，垫板采用耐磨金属，有着自润滑的特性，维护周期长，同时防尘罩的设计提高了使用寿命。该低地板车辆车顶用转动铰接装置的各零部件之间通过螺栓、螺钉等紧固的方式进行装配，运行安全可靠；同时左右橡胶堆采用双头螺柱连接拆卸维修更加方便，有效地解决了城市低地板车轨道交通多节连接编组等问题。

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