用于变轨距轮对的密封装置及变轨距轮对的制作方法

本发明涉及轨道车辆变轨距技术领域，特别是涉及一种用于变轨距轮对的密封装置及变轨距轮对。

背景技术：

随着全球经济一体化的飞速发展，跨国间的客货运输在近年来增长迅速，然而由于各国铁路的轨距不同，从而给跨国间的铁路运输造成严重的阻碍。为了解决各国铁路的轨距不同对跨国间的铁路运输造成阻碍的问题，对此提出了变轨距轮对，即当列车行驶到它国的铁路上时，通过改变自身轮对上的车轮之间的间距，来适应它国铁路的轨距。

变轨过程中轮对上的滑移机构会随地面导向轨的推压相对轴箱体滑移，传统的密封结构无法适用于变轨距轮对，如何对滑移机构与轴箱体之间进行密封是亟需解决的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的是提供一种用于变轨距轮对的密封装置，以对滑移机构与轴箱体之间进行密封，改善密封环境，提高密封效果。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于变轨距轮对的密封装置，所述密封装置用于设于变轨距轮对的滑移机构与轴箱体的轴箱后盖之间，所述滑移机构可相对于所述轴箱体轴向移动，且可相对于所述轴箱体转动，所述密封装置包括滑动密封件和转动密封件，所述滑动密封件包括用于套设在所述滑移机构外且与所述轴箱后盖密封连接的滑动环，所述滑动环的内壁轴向设有通槽，所述滑移机构的外壁轴向设有与所述通槽滑动配合的凸部；所述转动密封件包括固定在所述轴箱后盖外侧的密封挡板，所述滑动环的外壁周向设有环形槽，所述密封挡板的下端延伸进所述环形槽中。

本发明的实施例中，还包括第一密封圈，所述轴箱后盖设有轴向通孔，所述轴箱后盖位于所述轴向通孔的内周设有第一安装槽，所述第一密封圈的外周过盈安装在所述第一安装槽中，所述第一密封圈的内周压紧在所述滑动环的外周。

本发明的实施例中，所述滑移机构的外壁轴向设有定位槽，所述定位槽中放置有凸出所述定位槽的定位键，形成所述凸部。

本发明的实施例中，所述滑动环的内壁周向设有多个所述通槽，所述所述滑移机构的外壁周向设有与所述通槽一一对应的所述凸部。

本发明的实施例中，所述滑动环的内壁周向设有两个所述通槽，两个所述通槽分设于所述滑动环的内壁的径向两侧。

本发明的实施例中，所述密封挡板包括对接形成环形的第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板对接后的内周位于所述滑动环的环形槽中。

本发明的实施例中，所述第一挡板和第二挡板的截面均呈l型，所述l型的短边通过紧固件紧固在所述轴箱后盖的外周，所述l型的长边贴近所述轴箱后盖的外侧设置。

本发明的实施例中，所述滑动环与所述滑移机构之间设有第二密封圈，所述第二密封圈固定套设在所述滑移机构外周的第二安装槽中。

本发明实施例还提供一种变轨距轮对，包括滑移机构、轴箱体以及上述所述的用于变轨距轮对的密封装置，所述密封装置设于所述滑移机构与所述轴箱体的轴箱后盖之间，用于所述滑移机构的轴向滑动密封和转动密封。

本发明的实施例中，还包括车轮和车轴，所述车轮可滑动地设于所述车轴的两端，所述滑移机构分别与所述车轮连接，且位于所述车轴两端的所述轴箱体中，所述车轮通过所述滑移机构实现解锁与锁紧，所述滑移机构包括内套筒，所述内套筒套设在所述车轴上与所述车轴间隙配合，所述密封装置设于所述内套筒与所述轴箱体的轴箱后盖之间。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例提供的一种用于变轨距轮对的密封装置，所述密封装置设于变轨距轮对的滑移机构与轴箱体的轴箱后盖之间；所述密封装置包括滑动密封件和转动密封件，所述滑动密封件包括用于套设在所述滑移机构外且与所述轴箱后盖密封连接的滑动环，所述滑动环的内壁轴向设有通槽，所述滑移机构的外壁轴向设有与所述通槽滑动配合的凸部，在滑移机构移动时，凸部沿通槽移动，从而保证滑动环与滑移机构能够共同旋转，且两者可以沿轴向相对滑动；所述转动密封件包括固定在所述轴箱后盖外侧的密封挡板，所述滑动环的外壁周向设有环形槽，所述密封挡板的下端延伸进所述环形槽中，为滑动环提供轴向定位，使得滑动环没有轴向移动，从而滑动环相对轴箱后盖仅能发生周向旋转，相对于滑移机构仅能发生轴向滑动；该密封装置通过将双自由度密封解耦成两级单自由度密封，每层密封仅针对相对平动或相对旋转，从而改善密封环境，提高密封效果，也有利于密封件在单一影响因素下的优化，最终实现复合自由度结构的密封。

附图说明

图1为本发明实施例一种用于变轨距轮对的密封装置的轴向剖视图；

图2为图1中a的局部放大图；

图3为本发明实施例一种用于变轨距轮对的密封装置中滑动环的主视图；

图4为图3中a-a剖视图；

图中：1：轴箱体；2：轴箱后盖；3：滑移机构；31：内套筒；32：滚动轴承；33；外套筒；34：定位键；4：滑动环；41：通槽；42：环形槽；5：密封挡板；6：第一密封圈；7：第二密封圈；8：车轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种用于变轨距轮对的密封装置，变轨距轮对包括滑移机构3与轴箱体1，滑移机构3可相对于轴箱体1的轴向来回移动，以适应变轨距要求，为了保证轴箱体1基本的密封要求，轴箱体1的一端设有轴箱前盖，另一端设有轴箱后盖2，滑移机构3位于轴箱体1中并穿出轴箱后盖2与车轮连接，在变轨距轮对正常运行过程中，滑移机构3随车轮一起转动，轴箱体1相对固定，从而滑移机构3可相对于所述轴箱体1转动，也就是说，滑移机构3具有旋转自由度和沿轴箱体1移动的平动自由度，所述密封装置用于设于变轨距轮对的滑移机构3与轴箱体1的轴箱后盖2之间；具体地，所述密封装置包括滑动密封件和转动密封件，所述滑动密封件包括用于套设在所述滑移机构3外且与所述轴箱后盖2密封连接的滑动环4，如图3所示，所述滑动环4的内壁轴向设有通槽41，所述滑移机构3的外壁轴向设有与所述通槽41滑动配合的凸部，在滑移机构3移动时，凸部沿通槽41移动，从而保证滑动环4与滑移机构3能够共同旋转，且两者可以沿轴向相对滑动；所述转动密封件包括固定在所述轴箱后盖2外侧的密封挡板5，如图4所示，所述滑动环4的外壁周向设有环形槽42，所述密封挡板5的下端延伸进所述环形槽42中，为滑动环4提供轴向定位，使得滑动环4没有轴向移动，从而滑动环4相对轴箱后盖2仅能发生周向旋转，相对于滑移机构3仅能发生轴向滑动，本发明通过将双自由度密封解耦成两级单自由度密封，每层密封仅针对相对平动或相对旋转，从而改善密封环境，提高密封效果，也有利于密封件在单一影响因素下的优化，最终实现复合自由度结构的密封。

本发明的实施例中，如图1所示，为了实现轴箱后盖2与滑动环4之间的密封连接，还包括第一密封圈6，第一密封圈6可以为橡胶密封圈，所述轴箱后盖2设有轴向通孔，所述轴箱后盖2位于所述轴向通孔的内周设有第一安装槽，第一安装槽呈环形，所述第一密封圈6的外周过盈安装在所述第一安装槽中，所述第一密封圈6的内周压紧在所述滑动环4的外周，在滑动环4转动时，滑动环4的外周与第一密封圈6可转动密封连接。

本发明的实施例中，为了便于凸部的形成，所述滑移机构3的外壁轴向设有定位槽，所述定位槽中放置有凸出所述定位槽的定位键34，定位键34的长度与定位槽的长度相匹配，定位键34的厚度大于定位槽的深度，从而定位键34安装在定位槽中后，定位键34的上表面高出定位槽，以形成所述凸部，通过所述凸部能够使得滑动环4与滑移机构3一起转动，且凸部并不限制滑移机构3的轴向移动。

本发明的实施例中，滑动环4的内壁周向可以设有一个通槽41，但是为了确保滑动环4受力均衡，所述滑动环4的内壁周向优选设有多个所述通槽41，多个通槽41可以均布在滑动环4的内壁周向，所述所述滑移机构3的外壁周向设有与所述通槽41一一对应的所述凸部。

本发明的实施例中，为了结构简化，所述滑动环4的内壁周向设有两个所述通槽41，两个所述通槽41分设于所述滑动环4的内壁的径向两侧。

本发明的实施例中，为了配合滑动环4外的环形槽42，对环形槽42的周向全面密封，所述密封挡板5包括对接形成环形的第一挡板和第二挡板，将密封挡板5分设为第一挡板和第二挡板，以便于从上下两个方向安装，所述第一挡板和第二挡板对接后的内周位于所述滑动环4的环形槽42中，当滑动环4转动时，所述第一挡板和第二挡板的内周与环形槽42转动密封。

本发明的实施例中，具体地，所述第一挡板和第二挡板的截面具体为径向截面均呈l型，所述l型的短边通过紧固件例如螺栓紧固在所述轴箱后盖2的外周，所述l型的长边贴近所述轴箱后盖2的外侧设置，并延伸进环形槽42中。

本发明的实施例中，滑动环4与滑移机构3之间为狭长的小间隙，本身具备迷宫作用，如图2所示，所述滑动环4与所述滑移机构3之间设有第二密封圈7，例如橡胶o型密封圈，所述第二密封圈7固定套设在所述滑移机构3外周的第二安装槽中，滑动环4移动时，滑动环4的内周与第二密封圈7密封接触，以进一步提高密封效果。

本发明实施例还提供一种变轨距轮对，包括滑移机构3、轴箱体1以及上述所述的用于变轨距轮对的密封装置，所述密封装置设于所述滑移机构3与所述轴箱体1的轴箱后盖2之间，用于所述滑移机构3的轴向滑动密封和转动密封，本发明通过对自由度进行分解，针对每个单一自由度分别进行密封，降低了密封难度，在保证多自由度运动的密封性能的情况下保证了变轨距轮对的高速运行性能。

本发明的实施例中，如图1所示，还包括车轮和车轴8，所述车轮可滑动地设于所述车轴8的两端，具体他，车轮的内周设有内花键，所述车轴8的两端分别设有外花键，车轮与车轴8的两端通过内花键与外花键配合连接，既便于传递扭矩，也便于车轮移动，所述滑移机构3分别与所述车轮连接，且位于所述车轴8两端的所述轴箱体1中，所述车轮通过所述滑移机构3实现解锁与锁紧，所述滑移机构3包括内套筒31，所述内套筒31套设在所述车轴8上与所述车轴8间隙配合，所述密封装置设于所述内套筒31与所述轴箱体1的轴箱后盖2之间，从而，凸部设于内套筒31外，定位槽设于内套筒31上；所述内套筒31朝向所述车轮的一端延伸出所述轴箱体1且与所述车轮通过紧固件紧固连接，所述内套筒31的延伸端与所述车轴8之间留有轨距变换空间，以保证在变轨距时，内套筒31有足够的沿车轴8移动的距离，而不会与车轴8发生干涉；所述滑移机构3还包括滚动轴承32和外套筒33，所述内套筒31、滚动轴承32和外套筒33由内向外依次紧密套接，在车轮转动时，内套筒31以及滚动轴承32的内圈随车轮一起转动，外套筒33与滚动轴承32的外圈保持相对固定，所述外套筒33与所述轴箱体1的内表面间隙配合，便于外套筒33与内套筒31、滚动轴承32整体沿轴箱体1移动。通过在内套筒31与轴箱体1的轴箱后盖2间设置密封装置，实现内套筒31移动或转动时仍能实现良好密封，且每层密封仅针对相对平动或相对旋转，从而改善密封环境，提高密封效果。

由以上实施例可以看出，本发明通过对自由度进行分解，针对每个单一自由度分别进行密封，降低了密封难度，在保证多自由度运动的密封性能的情况下保证了变轨距轮对的高速性能。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。