一种可提供复合减振力的铁路货车转向架减振装置的制作方法

本发明属于铁道车辆配件设计技术领域，尤其属于一种适用于轴重较大、运行速度较快的铁路货车转向架减振装置设计技术领域，特别涉及一种可提供复合减振力的铁路货车转向架减振装置。

背景技术

长期以来，由于数量大、运行速度相对较低，铁路货车转向架大都采用机械式摩擦减振装置。机械式摩擦减振装置结构简单、成本低、制造维修方便。目前，铁路货车铸钢三大件式转向架普遍采用常摩擦阻力楔块式摩擦减振装置和变摩擦阻力楔块式摩擦减振装置两种，采用前者方式减振的转向架称为“控制型”转向架，后者称为“稳定型”转向架。

“控制型”转向架的控制弹簧，即减振装置的减振弹簧，本发明称为上减振弹簧，进行预压缩后安装在摇枕端部斜楔槽底板上平面上，只提供转向架减振力不提供承载力。由于控制弹簧预压缩挠度不发生变化，其提供的摩擦减振阻力不会随转向架承载载荷的变化而变化；“稳定型”转向架楔块式摩擦减振器装置的减振弹簧顶端与斜楔下平面接触，下端坐落在侧架弹簧承台面，减振弹簧既提供减振力，同时也承载。由于摩擦减振阻力随转向架承载载荷的变化，与减振弹簧垂向位移呈线性比例关系。“稳定型”转向架的相对摩擦系数在空载和满载时可以近似为相等，因此，转向架减振效果不会有空载和满载差异，始终“稳定”。

常摩擦阻力楔块式减振装置的斜楔为宽体斜楔，能较好地“控制”转向架的菱形变形，对提高转向架的蛇行运动稳定性具有较好的作用。但是，由于减振阻力为常数，常摩擦阻力楔块式减振装置无法适应车辆不同载荷工况下减振性能的要求，特别是随着轴重的增加，车辆自重系数越来越小，常摩擦阻力楔块式减振装置容易出现空载时减振阻力过大、满载时减振阻力不足的现象。减振阻力过大，线路钢轨对轮对的冲击将直接传至车体，造成车辆振动加速度过大，运行品质恶化，同时也加速转向架各摩擦副零部件的磨耗；减振阻力不足，则不能有效抑制车辆共振时的振幅增长，转向架蛇行运动稳定性差。变摩擦阻力楔块式减振装置虽然减振阻力随承载载荷的变化而变化，但其斜楔结构受到中央承载弹簧空间布置、摇枕结构等因素的影响，往往无法设计成宽体斜楔，斜楔与摇枕、侧架的接触面积较小，尤其斜楔副摩擦面与摇枕的接触面积较小，导致转向架依靠斜楔进行侧架与摇枕正位的能力不足。因此，采用变摩擦阻力楔块式减振装置的“稳定型”转向架必须借助其他机构或其他方法来提高转向架的抗菱形变形刚度，以提高转向架蛇行运动稳定性。

常摩擦阻力楔块式减振装置和变摩擦楔块式减振装置各有特点，各有利弊。如若能设计一种新型的楔块式摩擦减振装置，使之兼具上述两种摩擦减振装置的各自优点，同时又能克服各自缺点，即这种减振装置既具有变摩擦阻力楔块式减振装置在空载和满载时减振性能“稳定”的特点，又具有常摩擦阻力楔块式减振装置较好的“控制”菱形变形能力和较好蛇行运动稳定性的特点，那么传统铁路货车三大件转向架的技术性能和运行品质将会得到较大的改善和提高，车辆零部件磨耗将大幅降低，也将降低车辆制造和运用维护成本。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种结构简单、性能可靠、运用维护和检修方便，同时兼具有变摩擦阻力楔块式减振装置和常摩擦阻力楔块式减振装置各自优点的，在车辆不同载荷工况下提供不同模式减振阻力的铁路货车转向架楔块式摩擦减振装置。

本发明通过以下技术方案实现：

可提供复合减振力的铁路货车转向架减振装置，转向架包括摇枕并通过中央悬挂弹簧安放于侧架上，所述减振装置安装于摇枕端部，其特征在于：所述减振装置由两部分构成，摇枕端部斜楔槽底部上平面安装的宽体斜楔减振部和摇枕端部斜楔槽底部下平面安装的弹簧减振部，斜楔减振部与弹簧减振部通过引导座联接。

所述斜楔减振部包括斜楔和上减振弹簧；所述弹簧减振部包括下减振弹簧；所述引导座座板上平面设置有三根顶柱，三顶圆柱穿过摇枕端部斜楔槽底板上的引导座安装孔通过锁紧螺栓和弹簧垫圈与斜楔刚性紧固，上减振弹簧位于斜楔内腔与斜楔槽底部上平面之间；所述引导座座板下平面设置有定位柱，下减振弹簧上端限位套入定位柱、下端落在侧架中央悬挂弹簧承台面上。

所述引导座座板上平面设置的三根顶柱与摇枕端部斜楔槽底板上的引导座安装孔间隙配合，引导座座板上平面与摇枕端部斜楔槽底板下平面有间隙。

所述下减振弹簧上平面与引导座座板下平面间有间隙。

所述引导座座板下平面的定位柱在转向架自由状态时保证伸入到下减振弹簧的内径孔内，下减振弹簧内径孔与引导座定位柱在垂向面之间有间隙。

所述下减振弹簧为内圆弹簧和外圆弹簧共同承载结构。

所述下减振弹簧下端中央悬挂弹簧承台面上设置环形限位凸起，下减振弹簧下端落于环形限位凸起环内。

本发明所述减振装置对称安装于摇枕端部两侧共两组，每根摇枕两端共安装四组所述减振装置。

本发明减振装置包括斜楔、上减振弹簧、引导座、下减振弹簧以及用于连接紧固斜楔和引导座的锁紧螺栓和弹簧垫圈。这种减振装置与传统铁路货车三大件转向架的摇枕、侧架以及中央悬挂弹簧相互配合，形成转向架机械摩擦减振系统。当车辆空载时，减振系统的中央悬挂弹簧承受车辆载荷，预压缩后安装在摇枕斜楔槽内的上减振弹簧提供减振阻力，此减振阻力不随转向架承载载荷的变化而维持为一常数。当车辆满载时，除上减振弹簧压缩变形继续提供减振摩擦阻力外，随着车辆载荷的增加，介于侧架和斜楔之间的下减振弹簧在中央悬挂弹簧压缩变形超过其与引导座间的垂向高度差时，也受到载荷作用而提供另一部分减振摩擦阻力。下减振弹簧同时也是承载弹簧，因此这部分减振摩擦阻力随转向架承载载荷的变化而变化，与下减振弹簧的垂向位移成正比例关系。

与现有技术相比本发明具有如下有益效果：

采用宽体斜楔，斜楔接触摩擦面积大，可加强转向架摇枕与侧架的联系，使转向架具有较好的正位能力，提高转向架抗菱刚度，能有效“控制”转向架菱形变形，从而提高转向架蛇行运动稳定性。对于传统“稳定型”转向架，采用宽体斜楔可以减少通过其他方式来增加转向架抗菱刚度的机构，简化转向架结构。

在斜楔和侧架间增设下减振弹簧并在斜楔和下减振弹簧间设置一定的垂向高度差，使之在车辆满载时提供一部分减振阻力，增加了车辆满载时的摩擦阻力，同时新增的摩擦阻力随着车辆载荷的变化而变化，这样就改善了传统“控制型”转向架满载时摩擦阻力和相对摩擦系数过小，减振能力不能兼顾空载和满载工况的问题。

本发明上减振弹簧和下减振弹簧采用在不同垂向空间布置的设计，二者之间空间尺寸互不干涉，下减振弹簧的外形尺寸空间和刚度选择余地较大，能较好实现车辆减振性能设计意图。

本发明仅在传统常摩擦楔块式减振装置的斜楔结构上增加三个螺纹连接孔，其斜楔和上减振弹簧的组装方式保持不变。斜楔和上减振弹簧压装完成后再安装引导座，引导座顶柱与斜楔螺栓座密贴，满载时锁紧螺栓只承受部分垂向力，下减振弹簧的安装则与中央悬挂弹簧的安装方式相同。因此，本发明安装方法简单、可靠，传统安装常摩擦楔块式减振装置的转向架只需对摇枕端部斜楔槽结构作较小的改动就可以满足安装、运用要求。

本发明结构简单、紧凑，便于制造、安装和维护、检修，既具有空载和满载时减振性能“稳定”的特点，又具有较好的“控制”转向架菱形变形能力和较好蛇行运动稳定性的特点，对提高和改善铁路货车三大件转向架的技术性能和运行品质，降低车辆零部件磨耗，减少车辆制造和运用维护成本将发挥重要作用。

附图说明

图1是本发明正等轴测结构示意图；

图2是本发明纵向中心方向全剖视图；

图3是本发明斜楔的结构示意图，即仰视轴测视图；

图4是本发明引导座结构示意图，即正等轴测视图；

图5是用于安装本发明的摇枕端部斜楔槽改造结构示意图，即其正等轴测视图；

图6是本发明安装在转向架上的结构示意图，其中摇枕一端为半剖主视图。

图中标识：

1是斜楔，1.1是鼻部，1.2是顶部下平面，1.3是副摩擦面，1.4是主摩擦面，1.5是螺栓座；2是上减振弹簧；3是引导座，3.1是顶柱，3.2是定位柱，3.3是座板下平面，3.4是座板上平面，4是下减振弹簧，5是锁紧螺栓，6是弹簧垫圈，11是引导座安装孔，12是斜楔槽底部上平面，13是斜楔槽底部下平面，21是摇枕，22是中央悬挂弹簧，23是侧架，24是立柱磨耗板紧固螺栓、螺母，25是侧架立柱磨耗板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图。

可提供复合减振力的铁路货车转向架减振装置，转向架包括摇枕21并通过中央悬挂弹簧22安放于侧架23上，减振装置安装于摇枕21端部，减振装置由两部分构成，摇枕端部斜楔槽底部上平面12安装的宽体斜楔减振部和摇枕端部斜楔槽底部下平面13安装的弹簧减振部，斜楔减振部与弹簧减振部通过引导座3联接。

斜楔减振部包括斜楔1和上减振弹簧2；弹簧减振部包括下减振弹簧4；引导座3座板上平面3.4设置有三根顶柱3.1，三根顶柱3.1穿过摇枕21端部斜楔槽底板上的引导座安装孔11通过锁紧螺栓5和弹簧垫圈6与斜楔刚性紧固，上减振弹簧2位于斜楔内腔与斜楔槽底部上平面12之间；引导座座板下平面3.3设置有定位柱3.2，下减振弹簧4上端限位套入定位柱3.2、下端落在侧架中央悬挂弹簧22承台面上。

引导座3座板上平面3.4设置的三根顶柱3.1与摇枕21端部斜楔槽底板上的引导座安装孔11间隙配合，引导座3座板上平面3.4与摇枕21端部斜楔槽底板下平面13有间隙。

下减振弹簧4上平面与引导座3座板下平面3.3间有间隙。

引导座3座板下平面3.3的定位柱3.2在转向架自由状态时保证伸入到下减振弹簧4的内径孔内，下减振弹簧4内径孔与引导座3定位柱3.2在垂向面之间有间隙。

下减振弹簧4可以为内圆弹簧和外圆弹簧共同承载结构，也可以为单一弹簧承载结构。

下减振弹簧4下端中央悬挂弹簧22承台面上设置环形限位凸起，下减振弹簧4下端落于环形限位凸起环内。

本发明减振装置对称安装于摇枕端部两侧共两组，每根摇枕两端共安装四组所述减振装置。

如图1、图2所示，提供复合减振阻力的铁路货车楔块式摩擦减振装置包括斜楔1、上减振弹簧2、引导座3、下减振弹簧4、锁紧螺栓5和弹簧垫圈6等。其作为铁路货车三大件式转向架减振装置与侧架23、摇枕21和中央悬挂弹簧形成转向架减振系统。

如图3所示，斜楔1为宽体斜楔，中间挖空，两侧副摩擦面1.3低于中间鼻部1.1，斜楔底面分别鼻部1.1下端和主摩擦面1.4内侧、两副摩擦面1.3下侧铸有螺栓座1.5，螺栓座1.5上精加工一定深度的螺纹孔。

如图4所示，引导座3为整体铸造钢结构或锻造组焊结构，其座板上平面3.4上设有与斜楔1螺栓座1.5对应的三个顶柱3.1，顶柱3.1中心开有通孔，便于锁紧螺栓5穿过通孔使引导座3和斜楔1螺栓座1.5紧固。座板下平面3.3中心位置设一定位柱3.2结构，主要对下减振弹簧4起到安装到位主要。

如图5所示，引导座3和斜楔1组装时，斜楔1事先已经安装在摇枕21端部斜楔槽内，引导座3座板位于摇枕21底板下侧，摇枕21端部斜楔槽底板须对应引导座3的顶柱3.1位置开设通孔作为引导座安装孔11，并保证顶柱3.1在引导座安装孔11内纵向、横向具有一定的移动量。

如图6所示，本发明安装至转向架时，先将上减振弹簧2安装在斜楔1的中间挖空部分，上减振弹簧2一端顶在斜楔1的顶部下平面1.2上，然后整体压装在组装好的摇枕21端部斜楔槽内，采用工艺定位销使斜楔1和上减振弹簧2在摇枕21端部斜楔槽内固定。再将引导座3三个顶柱3.1通过摇枕21斜楔槽处的引导座安装孔11与斜楔1的螺栓座1.5对应，用锁紧螺栓5和弹簧垫圈6将引导座3紧固在斜楔1上。此时引导座3座板上平面3.4与摇枕斜楔槽底部下平面13间具有垂向间隙量δ，若δ不符合设计要求时，可在引导座3顶柱3.1与斜楔1螺栓座1.5接触处安装不同厚度垫片进行调节。安装好摇枕21上其余3处的减振系统零部件后，再按照传统三大件转向架组装方法将摇枕21嵌入两侧架中央方框内，安装中央悬挂弹簧22和下减振弹簧4。中央悬挂弹簧22和下减振弹簧4安装完成后，落下摇枕21，取出用于固定斜楔1的工艺销，斜楔1受到上减振弹簧2的反力作用后向摇枕21上方和外侧运动，使主摩擦面1.4、副摩擦面1.3分别与侧架立柱磨耗板25和摇枕八字面磨耗板密贴。此时，下减振弹簧4与引导座3座板下平面3.3间存在垂向高度差δh。δh将在车辆受到载荷作用后逐渐减小，当δh减至0后，下减振弹簧4将受到载荷作用，这部分载荷将通过引导座3传递至斜楔1上，使得作用在斜楔1上的摩擦阻力增加，增加了转向架在车辆载荷增加后的相对摩擦系数，改善转向架减振性能。

作为上述减振装置的另一种实施方式，引导座3上顶柱3.1中心设置沉头孔，引导座3与斜楔1通过沉头螺钉紧固后。此时，引导座座板下平面3.3除定位柱3.2外为平面结构，可加大下减振弹簧4的高度，从而提高下减振弹簧4的挠度，另外下减振弹簧4也可根据需要设计成内圆弹簧、外圆弹簧共同承载，提高重车摩擦阻力。