一种用于半挂车公铁联运两用货车的转向架的制作方法

本发明属于铁路货车技术领域，特别是涉及一种用于半挂车公铁联运两用货车的转向架。

背景技术：

公铁联运主要包括集装箱公铁联运和半挂车公铁联运，是未来铁路货运发展的一大趋势，而半挂车公铁联运中又发展出驮背运输和公铁两用货车两种。公铁两用货车是将铁路货车车体取消，直接将半挂车与转向架连挂起来，降低了整车自重，有利于提高运输经济效益。

现有发明专利申请中（cn106394681a）公布了一种公铁两用车，包括公路集装箱半挂车、一位牵枕装置、二位牵枕装置、传统三大件转向架等，其中牵枕装置与转向架间仍采用心盘承载，而车钩缓冲装置安装在牵枕装置一端，为了保持平衡，另一端悬挂了笨重的配重块，增加了额外重量。公路集装箱半挂车上设置子钩和母钩，分别与牵枕装置相连，因此需要两种不同的牵枕装置，降低了互换性，子钩突出于半挂车车架，增加了无效车长，转向架和车体间增加的牵枕装置，增加了受力的复杂性，例如在牵引和压缩工况下，由于子母钩和车钩中心线的高差，牵枕装置将承受附加力矩，降低系统的可靠性和维护性。

随着公铁联运的深入开展，除了集装箱运输，各种货物如冷链、快递等半挂车都需要实现公铁联运，需要开发一种结构可靠、通用性和互换性好、连挂快捷的货车专用转向架结构，既满足铁路运行要求，又满足公路甩挂运输要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述存在的问题，提供一种能够实现公铁两用半挂车快速连挂，以满足公铁联运高效运输需求的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架。

本发明采用如下技术方案实现：一种用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，所述转向架通过牵引连挂装置与公铁两用半挂车连接，其特征在于：所述转向架为两轴焊接构架式转向架，所述转向架包括焊接构架，所述牵引连挂装置的牵引板固定安装在焊接构架上，在所述焊接构架上设置有斜坡、凸台、牵引梁以及半挂车承载台，所述斜坡由焊接构架中部向靠近公铁两用半挂车的一侧向下倾斜，所述牵引连挂装置、凸台和半挂车承载台位于斜坡顶端。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其所述斜坡为两级坡度，下部坡度大于上部，通过该斜坡，所述转向架推入公铁两用半挂车端梁下平面进行连挂时，所述公铁两用半挂车的车架自动抬升。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其所述半挂车承载台为平面结构，所述凸台设置在半挂车承载台靠近斜坡的一侧，牵引工况时靠半挂车承载台承载，压缩工况时靠凸台承载。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其在所述牵引梁内集成有车钩缓冲装置，所述车钩缓冲装置的中心高度与传统货车相同，所述斜坡的高度满足公铁两用半挂车抬起后距轨面的安全距离。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其所述牵引连挂装置的中心高于车钩缓冲装置中心线，所述牵引连挂装置与公铁两用半挂车的连接位置设置在转向架的两轴中点，所述转向架的重心设置在该连接位置中心靠车钩缓冲装置的一侧，所述半挂车承载台设置在另一侧。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其所述转向架还包括轴向悬挂装置、轴箱和轮对，所述轴向悬挂装置安装在轴箱上，并采用多点支撑对焊接构架进行承载，所述轮对与轴箱连接。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其在所述焊接构架上设有车钩转动止挡和横向控制杆转动止挡，以限制车钩和半挂车摇头运动偏角。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其在所述转向架上设置有抗蛇行运动装置，所述抗蛇行运动装置包括横向控制杆和抗蛇形减振器，所述横向控制杆与转向架转动连接，在所述横向控制杆上设置有纵向止挡组件，当公铁两用半挂车与转向架连挂在一起时，所述公铁两用半挂车的端部与横向控制杆上的纵向止挡组件接触，所述抗蛇形减振器一端与横向控制杆连接，其另一端与转向架的焊接构架连接。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其在所述转向架的焊接构架上设置有定位销，在所述横向控制杆的中部设置有与定位销对应配合的定位销转动孔，所述转向架的焊接构架通过定位销与横向控制杆转动连接，所述横向控制杆能相对于转向架在水平方向上转动。

本发明所述的用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，其所述纵向止挡组件包括至少两个纵向止挡，所述纵向止挡通过纵向止挡安装座固定连接在横向控制杆上，所述纵向止挡的端面在同一竖直平面上，所述纵向止挡与公铁两用半挂车的端梁接触。

本发明符合铁路标准，能够与公铁两用半挂车实现快速连挂，组成一辆公铁两用专用货车，完成公铁两用半挂车在公路和铁路间的快速转换，满足公铁联运高效运输的需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明与公铁两用半挂车连挂的示意图。

图3是本发明中牵引连挂装置的竖向剖视图。

图4是本发明中牵引连挂装置的横向剖视图。

图5是本发明中沿牵引板受力肩的横向剖视图。

图6是本发明中牵引连挂装置的分解示意图。

图7是本发明中车钩缓冲装置的横向剖视图。

图8是本发明在编组过程中的使用示意图。

图中标记：1为转向架，11为焊接构架，12为斜坡，13为凸台，14为牵引梁，15为半挂车承载台，16为车钩缓冲装置，17为轴向悬挂装置，18为轴箱，19为轮对，20为车钩转动止挡；

2为公铁两用半挂车，21为车架，211为前端梁，212为中梁，213为后端梁，22为汽车轮轴，23为防护装置，24为支撑装置，25为轮轴空气悬架装置；

3为牵引连挂装置，31为牵引板，311为安装孔，312为水平方向导向轮廓，313为牵引板受力肩，314为竖直方向导向轮廓，315为倒角，316为驼峰结构，32为连接箱，321为连接销孔，322为v形导向轮廓，323为磨耗板，324为楔形导向轮廓，33为连接销，34为球铰，341为球芯，342为外球套，343为挡肩，35为弹性导向套，351为中间弹性体，352为内外钢套；

4为抗蛇行运动装置，41为横向控制杆，42为抗蛇形减振器，43为定位销，44为定位销转动孔，45为纵向止挡，46为纵向止挡安装座，47为横向控制杆转动止挡。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

如图1和2所示，一种用于半挂车公铁联运两用货车的转向架，所述转向架1通过牵引连挂装置3与公铁两用半挂车2连接，所述转向架1为两轴焊接构架式转向架，所述转向架1包括焊接构架11，所述牵引连挂装置3的牵引板31固定安装在焊接构架11上，在所述焊接构架11上设置有斜坡12、凸台13、牵引梁14以及半挂车承载台15，所述斜坡12由焊接构架11中部向靠近公铁两用半挂车2的一侧向下倾斜，所述牵引连挂装置3、凸台13和半挂车承载台15位于斜坡12顶端。

其中，所述半挂车公铁联运两用货车包括两台转向架1和一台公铁两用半挂车2，所述公铁两用半挂车2两端分别通过结构相同的牵引连挂装置3与对应转向架1连挂在一起，所述牵引连挂装置3包括牵引板31和连接箱32，所述牵引板31分为固定安装段和连挂段，所述牵引板31的固定安装段与转向架1连接，所述连接箱32安装在公铁两用半挂车2上，在所述牵引板31的连挂段设置有安装孔311，在所述连接箱32上设置有连接销孔321，所述牵引板31的连挂段插入至连接箱32内，并通过穿过连接销孔321和安装孔311的连接销33进行连接，在所述安装孔311内嵌装有球铰34，所述球铰34设置在连接销33与安装孔311之间，所述球铰34使公铁两用半挂车车架成为二力杆，其纵向力的方向始终沿连挂点连线，从而保持水平，改善因车体倾斜产生垂向分力对轮重的负面影响，释放了车架与转向架的点头自由度，所述连接销33只承受剪力而不承受弯矩，在所述转向架1的焊接构架11上设置有弹性导向套35，所述连接销33自下而上依次穿过弹性导向套35、牵引板31和连接箱32的销孔完成公铁两用半挂车和转向架的连挂。为了满足甩挂运输标准鞍座高度，增大车辆的有效容积和载货高度，适应公路限高和铁路上部限界，所述公铁两用半挂车的车架为前高后低的鹅颈结构，前端高的作用是满足甩挂运输标准鞍座高度，后端低是为了增大车辆的有效容积和载货高度，前后高差的直接结果是公铁两用半挂车在与转向架连挂后前后倾斜，所以采用球铰使连挂点成为球铰结构，公铁两用半挂车成为二力杆，使纵向力的传递不受车架的鹅颈形状和倾斜角度的影响。

本发明的公铁联运两用货车转向架满足铁路限界内与其他货车、机车连挂运行的要求；脱离连挂后，公铁联运两用货车转向架所支撑运输的半挂车可以快速的在铁路和公路间完成转换，从而实现高效的公铁联运。

在本实施例中，所述斜坡12为两级坡度，下部坡度大于上部，使其与半挂车下平面接触并承受半挂车重量时，转向架车钩端不会被半挂车压得翘起，导致连挂失败，通过该斜坡12，所述转向架1推入公铁两用半挂车2端梁下平面进行连挂时，所述公铁两用半挂车2的车架自动抬升，所述半挂车承载台15为平面结构，所述凸台13设置在半挂车承载台15靠近斜坡12的一侧，牵引工况时靠半挂车承载台15承载，压缩工况时靠凸台13承载，承台面高度略高于车轮高度，以保持不同工况下都有均匀的轮重分布，使纵向力高差引起的牵引连挂装置承受附加力矩最小，使曲线通过纵向压缩时对止档的附加力矩最小。

其中，所述转向架1设置有车钩缓冲装置16、轴向悬挂装置17、轴箱18和轮对19，所述车钩缓冲装置16集成在牵引梁14内，合理布置转向架轴距、连挂点位置、承台面高度、设置球铰等，以满足铁路运行的纵向力要求，所述轴向悬挂装置17安装在轴箱18上，并采用多点支撑对焊接构架11进行承载，提高构架的稳定性，所述轮对19与轴箱18连接，所述车钩缓冲装置16中心高度与传统货车相同，斜坡12高度满足半挂车抬起后距轨面的190mm的安全距离且略高于轮对17的高度，牵引连挂装置3中心高于车钩缓冲装置16中心线，连接销33中心设置在转向架1的两轴中点，转向架1重心设置在连接销33中心靠车钩缓冲装置16一侧，半挂车承载台15设置在另一侧，以满足牵引、压缩工况下的轮重减载和脱轨系数不超过标准要求。

如图2所示，所述公铁两用半挂车2包括车架21、汽车轮轴22、防护装置23、支撑装置24以及带提升功能的轮轴空气悬架装置25，所述车架21由前端梁211、中梁212和后端梁213组成，所述牵引连挂装置3的连接箱32分别设置在前端梁211和后端梁213内，所述车架相对于转向架具有摇头、点头和侧滚自由度，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高；所述轮轴空气悬架装置25包括承载气囊和抬升装置，其作用是在连挂后进一步抬升汽车轮轴，并在车辆运行时支撑汽车轮轴，使其保持与轨面的安全距离。

如图3-6所示，所述牵引板31的连接段端部在水平方向和竖直方向均具有楔形的连挂导向轮廓，水平方向导向轮廓312由一段劣弧和两段折线组成，所述折线的折弯点为牵引板受力肩313，竖直方向导向轮廓314由两段对称折线和一直线段组成，整体呈水平放置的v形，牵引连挂时，牵引板的连挂段与连接箱能够自动对中，保证纵向力在牵引板的连挂段与连接箱的水平方向和高度方向都是同轴线传递，避免产生附加力矩；所述牵引板31的牵引板受力肩313横剖面处设置倒角315，所述连接箱32相对于牵引板31具有侧滚自由度，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高，满足公铁联运专用货车铁路工况安全运行的需要；在所述牵引板31的固定安装段上设置有驼峰结构316，能够承受公铁两用半挂车与转向架连挂时纵向力传递存在高度差产生的附加弯矩，保证车辆运行安全。

其中，所述连接箱32的水平剖面具有与牵引板31的连接段水平方向配合连挂的v形导向轮廓322，所述连接箱32的两侧内壁对称地安装有磨耗板323，所述牵引板31的牵引板受力肩313与连接箱32的v形导向轮廓322上的磨耗板323接触，所述牵引板31的安装孔311与连接箱32的连接销孔321同轴，所述连接箱32相对于牵引板31具有摇头自由度，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高，满足公铁联运专用货车铁路工况安全运行的需要；所述连接箱32的竖直剖面端部入口具有楔形导向轮廓324，所述牵引板31的连接段与连接箱32的上下盖板之间留有一定间隙，所述连接箱32相对于牵引板31具有点头自由度，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高，满足公铁联运专用货车铁路工况安全运行的需要。

如图3和6所示，所述球铰34由球芯341和分体式外球套342组成，在所述球芯341上设置有销孔，所述外球套342上下端面设置挡肩343，所述球芯341与外球套342之间设置有间隙，所述球芯341相对于外球套342具有摇头自由度和受限制的侧滚、点头自由度，防止销孔过度转动；所述弹性导向套35由中间弹性体351和内外钢套352组成，所述弹性导向套35安装在转向架1的焊接构架11的安装孔内，所述弹性导向套35用于约束连接销33在上下运动时相对于转向架仅产生竖直运动，当所述连接销33、球芯341与连接箱32一起相对于牵引板31发生点头和侧滚时，所述连接销33能绕球芯341自由运动。

如图1和4所示，为了抑制转向架的蛇行运动，提高车辆运行速度，在所述转向架1上设置有抗蛇行运动装置4，所述抗蛇行运动装置4包括横向控制杆41和抗蛇形减振器42，所述横向控制杆41与转向架1转动连接，在所述横向控制杆41上设置有纵向止挡组件，当公铁两用半挂车2与转向架1连挂在一起时，所述公铁两用半挂车2的端部与横向控制杆41上的纵向止挡组件接触，在本实施例中，所述抗蛇形减振器为两个，两个抗蛇形减振器对称地设置在横向控制杆两端，所述抗蛇形减振器42一端与横向控制杆41对应端部连接，其另一端与转向架1的焊接构架11连接。

其中，在所述转向架1的焊接构架11上设置有定位销43，在所述横向控制杆41的中部设置有与定位销43对应配合的定位销转动孔44，所述转向架1的焊接构架11通过定位销43与横向控制杆41转动连接，所述横向控制杆41能相对于转向架1在水平方向上转动，所述纵向止挡组件包括至少两个纵向止挡45，所述纵向止挡45通过纵向止挡安装座46固定连接在横向控制杆41上，所述纵向止挡45的端面在同一竖直平面上，所述纵向止挡45与公铁两用半挂车4的两端端梁接触，起缓冲作用，通过纵向止挡的设置，横向控制杆可绕转向架上的定位销随半挂车转动，从而在曲线通过时为转向架提供回转阻力矩。

在本实施例中，所述纵向止挡组件包括两个纵向止挡45，所述纵向止挡45通过纵向止挡安装座46固定连接在横向控制杆41上，所述两个纵向止挡45分布在定位销转动孔的两侧，所述纵向止挡45与公铁两用半挂车2的端梁接触，所述纵向止挡45采用橡胶或橡胶金属复合材料制成，所述纵向止挡45的止挡刚度根据需要进行设置，抗蛇行减振器的阻尼力可通过横向控制杆和纵向止挡传递至半挂车，从而解决抗蛇行减振器无法与半挂车紧固的问题，在所述纵向止挡45与纵向止挡安装座46之间设置有调整垫板，可通过增减调整垫板改变半挂车和转向架连挂时纵向止挡的压缩量。通过合理选择横向控制杆长度、纵向止挡刚度和抗蛇行减振器阻尼系数可为公铁两用半挂车和转向架间提供合适的回转阻尼。

如图7所示，焊接构架11上设有车钩转动止挡20和横向控制杆转动止挡47，以限制车钩和半挂车摇头运动偏角，避免转向架和车体沿列车纵向发生折叠效应，以保证铁路工况下列车压缩时脱轨系数不超过标准要求。

以下结合附图8进一步阐述公铁联运两用货车的形成过程。

如图8第1步所示，将公铁两用半挂车2置于轨道中心，轨道上平面与地面平齐，公铁两用半挂车2靠支撑装置24放于地平面上,汽车轮轴22与车架21相对高度处于a位；将转向架1置于公铁两用半挂车2的前端梁211前部，将斜坡12一侧朝向前端梁211。

如图8第2步所示，推动转向架1进入前端梁211下平面，直到前端梁211与纵向止挡45接触，推动过程中公铁两用半挂车2前端被抬起，升起连接销33，穿过球铰34和连接箱32，完成连挂，此时后端梁213向下倾斜。

如图8第3步所示，将另一台转向架1置于公铁两用半挂车2的后端梁213后部，将转向架1的斜坡12一侧朝向后端梁213。

如图8第4步所示，推动转向架1进入后端梁213下平面，直到后端梁213与纵向止挡45接触，推动过程中公铁两用半挂车2后端被抬起，升起连接销33，穿过球铰34和连接箱32，完成连挂。

其中，如图8第3步所示，转向架1与后端梁213接触时，接触点在o点右侧，为防止接触力的力臂过大，造成转向架1绕o点转动，因此，加大斜坡12下部倾角，使其与公铁两用半挂车2下平面接触并承受公铁两用半挂车2重量时，转向架1车钩端不会被公铁两用半挂车2压得翘起。

如图8第4步所示，公铁两用半挂车2的车架21滑上转向架斜坡12过程中，公铁两用半挂车2的轮轴空气悬架装置25失去载荷而拉长，汽车轮轴22保持与地面接触，处于b位。完成连挂后，操作带提升功能的轮轴空气悬架装置25的控制阀，提升汽车轮轴22至比公路工况a位更高的c位，并在铁路运行时支撑汽车轮轴22，使其保持与轨面的安全距离。

如图8第4步所示，车钩缓冲装置16设置在转向架1的焊接构架11上，再通过焊接构架11上的牵引连挂装置3与公铁两用半挂车2的车架21相连，通过牵引连挂装置3构成完整的铁路专用货车，车钩缓冲装置16、转向架1和车架21间的连接关系与传统货车完全不同。

如图8第4步所示，完成连挂后，车架21与地面呈一定倾角，由于连挂点为球铰，公铁两用半挂车2的车架21成为二力杆，使纵向力的方向始终沿连挂点连线，从而保持水平，改善因车架21倾斜产生垂向分力对轮重的负面影响；释放了车架21与转向架1的点头自由度，连接销33只承受剪力，不用承受弯矩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。