本发明属于转向架系统技术领域，涉及到轨距变换技术，具体涉及一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换方法。
背景技术：
随着丝绸之路经济带的蓬勃开展，我国与沿线各国开展更大范围、更高水平、更深层次的区域合作，致力于构建全方位的互联互通网络，其中铁路运输日益成为亚欧大路最主要的陆上贸易通道之一，但是不同国家和地区的不同轨距规格的铁路给国际联运的开展带来诸多限制。
针对不同轨距的铁路，国内外致力于研究一种变轨距转向架，通过改变变轨距转向架的轮对轮距以适应不同轨距的铁路。目前，转向架轮对轮距的改变都是通过对轮对的轮缘施加一个侧向力来实现，该方式不仅造成轮对轮缘的磨损，而且轮对变距过程中侧向受力不均、滑动轴套受弯矩作用易出现卡滞或磨损不均情况。例如申请号为201710780866.2的发明专利，所公开的一种轨距变换方法中缺少定位对中的步骤，而且采用是导向轨推轮对的变轨方式，所述方法存在变轨后锁紧件难以锁紧、轮对轮缘磨损以及受力不均的问题。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提出一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换方法，本发明所述方法适用于车轮与轴套一体式安装、车轮与轴套可轴向一体滑动、车轴与轴套花键连接的变轨距转向架。
一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换方法实现轨距的变换，其方法主要包括以下步骤：
步骤一：所述轴箱端盖定位对中机构实现变轨距转向架的横向定位对中；
步骤二：支撑转向架轴箱使车轴卸载；
步骤三：所述轮对锁紧机构解锁，所述端面驱动机构可沿车轴轴向滑动；
步骤四：推或拉动所述端面驱动机构使车轮沿车轴滑动到与所变轨距相匹配的对应位置；
步骤五：所述轮对锁紧机构锁紧，所述端面驱动机构与轴箱固连，完成轨距变换。
步骤一中变轨距转向架的定位对中由所述轴箱端盖定位对中机构与配套的地面变轨距辅助装置中的对中轨配合完成。
所述对中轨安装于道床上的安装支架上，位于变轨距转向架的两侧。
步骤二中车轴的卸载是由配套的地面变轨距辅助装置中的支撑滚轮组完成，所述的支撑滚轮组是由轴承内置的滚筒组成。
步骤三中所述轮对锁紧机构安装于轴箱的端面上，解锁轨通过推或拉轮对锁紧机构的解锁导向轴使轮对锁紧机构的锁匙与端面驱动机构的锁紧臂之间解除啮合，从而完成解锁；所述解锁轨安装于位于轴箱侧面的安装支架上，位于道床两侧。
步骤四中车轮的滑动是由所述端面驱动机构沿车轴轴向滑动引起的。
步骤四中所述端面驱动机构所受推力或拉力是由配套的地面变轨距辅助装置中的变轨距驱动轨提供的，所述变轨距驱动轨对端面驱动机构的端面驱动臂施加推力实现宽轨到窄轨的变换，变轨距驱动轨对端面驱动机构的端面驱动臂施加拉力实现窄轨到宽轨的变换。
所述变轨距驱动轨安装于位于轴箱侧面的安装支架上，位于道床两侧。
步骤五中轮对锁紧机构处于常锁状态，锁紧力来源于轮对锁紧机构的锁紧弹簧，所述锁紧弹簧使轮对锁紧机构的锁匙与端面驱动机构的锁紧臂相互啮合，将端面驱动机构与轴箱相对锁定，进而使车辆行驶过程中轮对轮距不发生改变。
本发明的有益效果
本发明所述方法适用于一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换装置，本发明提供了一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换方法，具有以下优点：
(1)提出了一种采用轴箱端盖定位对中机构完成转向架变轨过程中横向定位对中的新方法，承担转向架轮对变轨过程中，轮对以外部位及车体由于横向移动产生的横向载荷，并使得变轨后锁紧件可准确锁紧；
(2)提供了一种新的轨距变换方法，通过从端面推或拉动所述端面驱动机构完成轨距的变换，替代了导向轨推轮对实现变轨距的方式；
(3)改善变轨距转向架轮对磨损、侧向受力不均以及滑动轴套受弯矩作用易出现卡滞或磨损不均等情况。
附图说明
图1为车轴零件图，图2为轴套零件图，图3为滑套零件图，图4为驱动滑套零件图，图5为锁紧臂零件图，图6为驱动臂零件图，图7为端面驱动机构装配图；
图8为下部轴箱底座零件图，图9为轴箱装配图；
图10为锁套图一，图11为锁套图二，图12为锁匙零件图，图13为导向轴零件图，图14为轮对锁紧机构部分装配图，图15为轮对锁紧机构装配总图；
图16为轮对锁紧机构与端面驱动机构示意图，图17为轮对锁紧机构与端面驱动机构装配图；
图18为定位对中端盖安装座零件图，图19为定位对中端盖零件图，图20为轴箱端盖定位对中机构装配图；
图21为一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换装置装配总图。
图22为本发明地面变轨距配套装置示意图一。
图23为本发明地面变轨距配套装置示意图二。
附图中标记对应的名称为：
1.车轴，1-1.轴套配合花键，1-2.轴套车轮一体安装处，2.轴套，2-1.车轮安装座，2-2.轴承滑套一体安装座，2-3.车轴配合花键榖，3.滑套，3-1.端面驱动式滑套安装螺纹孔，4.驱动滑套，4-1.驱动滑套安装孔，4-2.锁紧臂安装螺纹孔，4-3.驱动臂安装螺纹孔，5.锁紧臂，5-1.锁紧槽，6.驱动臂，6-1.驱动滚轮组件安装孔，7.驱动滚轮组件，8.轴箱，8-1.上部轴箱盖，8-2.下部轴箱底座，8-2-1.端盖锁紧限位挡块，8-2-2.端盖锁紧导向孔，8-3.端盖锁套安装螺纹孔，9.锁套，9-1.锁套安装孔，9-2.导孔，9-3.锁匙槽，9-4.锁匙盖安装螺纹孔，10.锁匙盖，11.锁匙，11-1.锁块，12.解锁导向轴，12-1.解锁导向轴杆，12-2.解锁滚轮座，13.梯形锁臂，14.锁紧弹簧，15.解锁滚轮组件，16.定位对中端盖安装座，16-1.端盖u形槽，16-2.定位对中端盖安装座安装孔，16-3.定位对中端盖安装螺纹孔，17.定位对中端盖，17-1.对中滚轮安装座，17-2.对中滚轮轴孔，17-3.定位对中端盖安装孔，18.对中滚轮组件，19.轨枕，20.标准轨距钢轨，21.支撑滚轮组，22.解锁轨，23.安装支架，24.变轨距驱动轨，25.对中轨，26.宽轨距钢轨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述方法适用于车轮与轴套一体式安装、车轮与轴套可轴向一体滑动、车轴与轴套花键连接的变轨距转向架，本发明所述方法的实施基于一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换装置，所述装置由轴箱、端面驱动机构、轮对锁紧机构、轴箱端盖定位对中机构装配而成，所述端面驱动机构通过圆锥滚子轴承组件安装于轴套上，在进行轨距变换时，车轮与轴套可随着所述端面驱动机构在车轴上一体轴向滑动，达到变轨距的目的；以下实施例是基于现有的变轨距转向架，所述的车轴1、轴套2以及轴箱定位方式等结构与现有的变轨距转向架相同，在此不再赘述，以下实施例仅详细描述本发明所做出的改进。
如图1-21所示，从本发明所述的方法以及相关的装置两方面描述具体的实施方式。
车轴1上轴套配合花键1-1与轴套上车轴配合花键榖2-3相互配合，通过花键实现动力的传动，车轴上轴套车轮一体安装处1-2用于轴套2的安装，车轮安装于轴套2上的车轮安装座2-1上，车轮与轴套2可相对于车轴一起轴向移动。
一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换装置，包括轴箱、端面驱动机构、轮对锁紧机构、轴箱端盖定位对中机构；所述轴箱通过一系悬挂与转向架构架相连，所述轮对锁紧机构通过螺栓安装于轴箱端面上，所述轴箱端盖定位对中机构通过螺栓安装于轮对锁紧机构的端面上，所述端面驱动机构位于轴箱内部，所述端面驱动机构并分别与轮对锁紧机构、轴箱端盖定位对中机构的相应凹槽间隙配合。
所述端面驱动机构包括滑套3、驱动滑套4、锁紧臂5、驱动臂6、驱动滚轮组件7，所述驱动滑套4通过螺栓安装于滑套3上，所述驱动滑套4的端面上各有两个锁紧臂安装螺纹孔4-2、驱动臂安装螺纹孔4-3，所述锁紧臂5安装于锁紧臂安装螺纹孔4-2中，所述驱动臂6安装于驱动臂安装螺纹孔4-3中；所述驱动滚轮组件7安装于所述驱动臂6上，所述驱动滚轮组件7在配套的地面变轨距驱动轨上滚动，以实现轮对轮距的改变。
所述滑套3通过圆锥滚子轴承组件安装于所述轴套2的轴承滑套一体安装座2-2上，所述驱动滑套4通过螺栓安装于滑套3上，所述驱动滑套4对所述圆锥滚子轴承组件进行横向定位，所述驱动滑套4可带着滑套3、轴套2、车轮等相对于车轴1沿轴向一体滑动。
所述驱动滑套4上的两个锁紧臂安装螺纹孔4-2位于水平方向，所述驱动滑套4上的两个驱动臂安装螺纹孔4-3位于垂直方向。
所述锁紧臂5通过螺纹安装于驱动滑套4的锁紧臂安装螺纹孔4-2中，并进行螺纹连接防松处理，优选地，采用止动垫片或粘合防松方式；所述锁紧臂5上加工有锁紧槽5-1，所述锁紧槽5-1的形状优选为半圆形槽，所述锁紧槽5-1的槽间距与轨距变换的距离相匹配。
所述驱动臂6通过螺纹安装于驱动滑套4的驱动臂安装螺纹孔4-3中，并进行螺纹连接防松处理，优选地，采用止动垫片或粘合防松方式；所述驱动臂6上加工有垂向的驱动滚轮组件安装孔6-1，所述驱动滚轮组件7安装于所述的驱动滚轮组件安装孔6-1中。
所述驱动滚轮组件7包括滚轮轴、轴承以及滚轮，所述驱动滚轮组件7在配套的地面变轨距驱动轨上滚动，在配套的地面变轨距驱动轨的推力或拉力作用下驱动所述的滑套3、驱动滑套4、锁紧臂5、驱动臂6沿车轴轴向滑动，以实现轮对轮距的改变。
所述轴箱包括上部轴箱盖8-1和下部轴箱底座8-2，通过一系悬挂与转向架构架相连，所述轴箱端面有用于轮对锁紧机构安装的端盖锁套安装螺纹孔8-3，下部轴箱底座的端面加工有端盖锁紧限位挡块8-2-1，所述端盖锁紧限位挡块8-2-1上开有一个端盖锁紧导向孔8-2-2，所述端盖锁紧导向孔8-2-2用于垂向导向和周向限位。
所述轮对锁紧机构包括锁套9、锁匙盖10、锁匙11、解锁导向轴12、梯形锁臂13、锁紧弹簧14、解锁滚轮组件15；所述锁套9上加工有导孔9-2和锁匙槽9-3，所述导孔9-2的形状分别与所述锁紧臂5、驱动臂6相匹配；所述锁套9上有锁套安装孔9-1，通过螺栓将轮对锁紧机构安装于轴箱端面上；所述锁匙盖10通过螺栓安装于所述锁套9上的锁匙盖安装螺纹孔9-4中；所述锁匙11上制有锁块11-1，所述锁块11-1的形状与所述锁紧臂5上的锁紧槽5-1形状相匹配，所述锁块11-1伸入到所述端盖锁匙槽9-3中；所述解锁导向轴12是由解锁导向轴杆12-1和解锁滚轮座12-2焊接而成，所述解锁导向轴杆12-1与所述端盖锁紧导向孔8-2-2间隙配合，所述轮对锁紧机构用于变轨距过程中的解锁与锁紧。
所述端面驱动机构的锁紧臂5、驱动臂6分别与所述轮对锁紧机构的导孔9-2间隙配合，所述导孔9-2用于在变距过程中端面驱动机构轴向移动的导向作用，所述导孔9-2中还安装有密封圈和卡环，所述密封圈和卡环用于防止外部灰尘、细小颗粒等赃物进入轴箱。
所述锁匙11共有两个，所述两个锁匙11分别位于端盖锁匙槽9-3与锁匙盖10装配成的孔中，所述两个锁匙11可在所述孔中垂向滑动；所述两个锁匙11分别固连于所述梯形锁臂13的两端，所述梯形锁臂13下端与解锁导向轴12固连。
所述锁块11-1的形状优选为半圆形。
所述解锁导向轴杆12-1的形状与所述端盖锁紧导向孔8-2-2的形状相匹配，所述解锁导向轴杆12-1在所述端盖锁紧导向孔8-2-2中只能垂向滑动。
所述轴箱端盖定位对中机构包括定位对中端盖安装座16、定位对中端盖17、对中滚轮组件18，所述轴箱端盖定位对中机构上制有四个端盖u形槽16-1，所述定位对中端盖安装座16通过定位对中端盖安装座安装孔16-2与所述轮对锁紧机构的锁套9螺栓连接，所述定位对中端盖安装座16上有用于与定位对中端盖17安装的定位对中端盖安装螺纹孔16-3，所述对中滚轮组件18安装于所述的定位对中端盖17上，所述对中滚轮组件18在配套的地面变轨距驱动轨上滚动，所述轴箱端盖定位对中机构用于变轨距过程中的定位对中。
所述定位对中端盖安装座16的端盖u形槽16-1分别与锁紧臂5、驱动臂6间隙配合，所述锁紧臂5、驱动臂6在端盖u形槽16-1中沿车轴轴向滑动。
所述定位对中端盖17上制有对中滚轮安装座17-1，所述对中滚轮安装座17-1上制有垂向的对中滚轮轴孔17-2，所述定位对中端盖17通过定位对中端盖安装孔17-3安装于所述定位对中端盖安装座16上。
所述对中滚轮组件18包括滚轮轴、轴承以及滚轮，所述对中滚轮组件18在配套的地面对中轨上滚动，保证变轨距过程中车轴以及变轨距转向架的定位对中。
一种端面驱动式的变轨距转向架轨距变换方法实现轨距的变换，其方法主要包括以下步骤：
步骤一：所述轴箱端盖定位对中机构实现变轨距转向架的横向定位对中；
步骤二：支撑转向架轴箱使车轴卸载；
步骤三：所述轮对锁紧机构解锁，所述端面驱动机构可沿车轴轴向滑动；
步骤四：推或拉动所述端面驱动机构使车轮沿车轴滑动到与所变轨距相匹配的对应位置；
步骤五：所述轮对锁紧机构锁紧，所述端面驱动机构与轴箱固连，完成轨距变换。
步骤一中变轨距转向架的定位对中由所述轴箱端盖定位对中机构与配套的地面变轨距辅助装置中的对中轨配合完成。
所述对中轨安装于道床上的安装支架上，位于变轨距转向架的两侧。
步骤二中车轴的卸载是由配套的地面变轨距辅助装置中的支撑滚轮组完成，所述的支撑滚轮组是由轴承内置的滚筒组成。
步骤三中所述轮对锁紧机构安装于轴箱的端面上，解锁轨通过推或拉轮对锁紧机构的解锁导向轴使轮对锁紧机构的锁匙与端面驱动机构的锁紧臂之间解除啮合，从而完成解锁；所述解锁轨安装于位于轴箱侧面的安装支架上，位于道床两侧。
步骤四中车轮的滑动是由所述端面驱动机构沿车轴轴向滑动引起的。
步骤四中所述端面驱动机构所受推力或拉力是由配套的地面变轨距辅助装置中的变轨距驱动轨提供的，所述变轨距驱动轨对端面驱动机构的驱动臂施加推力实现宽轨到窄轨的变换，变轨距驱动轨对端面驱动机构的驱动臂施加拉力实现窄轨到宽轨的变换。
所述变轨距驱动轨安装于位于轴箱侧面的安装支架上，位于道床两侧。
步骤五中轮对锁紧机构处于常锁状态，锁紧力来源于轮对锁紧机构的锁紧弹簧，所述锁紧弹簧使轮对锁紧机构的锁匙与端面驱动机构的锁紧臂相互啮合，将端面驱动机构与轴箱相对锁定，进而使车辆行驶过程中轮对轮距不发生改变。
现以变轨距转向架在标准轨距1435mm与宽轨距1520mm之间的变换过程为例，详细说明轨距的变换方法。
步骤一：变轨距转向架进入配套的地面变轨距辅助装置区域，所述轴箱端盖定位对中机构中的对中滚轮组件18接触对中轨25并在上面滚动，实现变轨距转向架的定位对中；
步骤二：变轨距转向架下部的支撑靴前进到支撑滚轮组21上，支撑滚轮组21支撑变轨距转向架使车轴卸载；
步骤三：所述轮对锁紧机构的解锁滚轮组件15在支撑滚轮组21外侧的解锁轨22凹槽中滚动，随着解锁轨22凹槽的位置上升，驱动解锁滚轮组件15垂向向上运动，从而带动轮对锁紧机构的锁块11-1与锁紧臂5解除啮合，端面驱动机构处于可沿车轴轴向滑动状态；
步骤四：所述端面驱动机构的驱动滚轮组件7沿变轨距驱动轨24上的凹槽运动，变轨距驱动轨24从而推动或拉动端面驱动机构沿车轴轴向滑动；若轨距由1435mm变换到1520mm，则端面驱动机构与滑套、车轮等一体向车轴轴端滑动，反之则两车轮相向滑动；
步骤五：所述轮对锁紧机构的锁紧弹簧14驱动解锁导向轴12垂向向下运动，从而使得锁块11-1与锁紧臂5相互啮合，将端面驱动机构与轴箱相对锁紧，完成轨距变换。
以上所述为本发明优选的实施例，并不以此限制本发明。