一种铁路机车的转向装置

1.本发明属于铁路机车设备技术领域，尤其涉及一种铁路机车的转向装置。


背景技术：

2.铁路机车转向架的结构使得机车具有良好的转向特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，转向架的使用减小了机车与线路之间的冲击，提高了机车运行的平稳性和安全性。传统的转向架结构简单，尽管在对机车运行时具有较大的缓冲作用，但是，在实际转向运行中，由于转弯处两个轮对之间存在高度差，使得车厢在转向时的短时间内急剧倾斜，车厢无法自动调整倾斜角度，造成车厢内的舒适性较差。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种铁路机车的转向装置，通过设置第一牵引装置和第二牵引装置，在机车转向时，能够自动调节车厢的倾斜角度，在车厢倾斜时，第一牵引装置和第二牵引装置起到了缓冲的作用，改善了车厢转向时的舒适性。
4.本发明提供如下技术方案：一种铁路机车的转向装置，包括铁路机车转向架的主体和设置在主体两侧的轮对；所述主体上端两侧均设置有牵引装置，所述牵引装置包括第一牵引装置和第二牵引装置；所述第一牵引装置和第二牵引装置之间对称设置；所述牵引装置的另一端与车厢连接；所述牵引装置之间设置有第一管路和第二管路，所述第一管路和第二管路上均设置有单向阀；所述第一管路的一端和第二管路的一端与第一牵引装置连通，所述第一管路的另一端和第二管路的另一端与第二牵引转置连通。
5.优选的，所述牵引装置包括底座；所述底座内设置有能够沿竖直方向移动的移动件，所述移动件上设置有转动体，所述转动体上侧对应设置有转动套；所述转动套与车厢连接。
6.优选的，所述转动体包括球体和连接杆，所述连接杆的中心正对球体的球心，所述球体与转动套连接；所述连接杆与移动件连接。
7.优选的，所述底座内设置有腔体，所述腔体内盛放有液体介质。
8.优选的，所述移动件包括挡板；所述挡板位于底座的腔体内侧。
9.优选的，所述腔体内设置有弹簧，所述弹簧的一端与挡板连接，另一端与腔体的底面连接。
10.优选的，所述腔体的下侧设置有管路接口，所述管路接口位于挡板的下侧。
11.优选的，所述主体上表面设置有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一活动板，所述第一活动板与底座连接。
12.优选的，所述第一凹槽的内壁与第一活动板之间设置有第一弹性件；所述第一弹性件的一端与第一凹槽的内壁连接，另一端与第一活动板连接。
13.优选的，所述车厢的下表面设置有第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二活动板，
所述第二活动板与转动套连接。
14.优选的，所述第二凹槽的内壁与第二活动板之间设置有第二弹性件；所述第二弹性件的一端与第二凹槽的内壁连接，另一端与第二活动板连接。
15.优选的，在车厢处于水平位置时，所述底座的腔体内的液体介质的液面高度不低于腔体高度的2/3。
16.优选的，所述第一管路和第二管路上均设置有安全阀，保证装置的安全运行环境。
17.优选的，为了提高车厢在转向时的舒适度，所述弹簧的直径r1、弹簧的丝径r、弹簧的有效圈数n和腔体的直径r2之间满足以下关系：r1
·
r2=α
·
(n
·
r)2；其中，r1、r2、r的单位为cm；α为相关系数，取值范围为3
‑
10。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明一种铁路机车的转向装置，通过设置第一牵引装置和第二牵引装置，在机车转向时，能够自动调节车厢的倾斜角度，在车厢倾斜时，第一牵引装置和第二牵引装置起到了缓冲的作用，改善了车厢转向时的舒适性。
19.（2）本发明一种铁路机车的转向装置，通过设置第一凹槽和第二凹槽，并设置相应的第一活动板和第二活动板，便于车厢沿左右方向进行位移，提高了装置的灵活性。改善了车厢在转向时的舒适度。
20.（3）本发明一种铁路机车的转向装置，通过设置转动体和转动套，所述转动体能够在转动套内转动，使用过程比较灵活，便于车厢在转向时发生倾斜，便于车厢自动调节倾斜角度。
21.（4）本发明一种铁路机车的转向装置，通过限定弹簧的直径r1、弹簧的丝径r、弹簧的有效圈数n和腔体的直径r2之间的关系，提高车厢在转向时的稳定性，增加了车厢的舒适度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1是本发明的整体结构示意图。
24.图2是本发明的内部结构示意图。
25.图3是本发明的图2的局部剖视示意图。
26.图4是本发明的转动体示意图。
27.图5是本发明的底座示意图。
28.图中：1、轮对；2、主体；3、第一牵引装置；4、转动体；5、转动套；6、车厢；7、第二牵引转置；8、第一管路；9、第二管路；10、单向阀；11、移动件；12、弹簧；13、挡板；14、第一活动板；15、第一弹性件；16、底座；17、腔体；18、第二活动板；19、第二弹性件。
具体实施方式
29.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
31.实施例一：如图1
‑
5所示，一种铁路机车的转向装置，包括铁路机车转向架的主体2和设置在主体2两侧的轮对1；所述主体2上端两侧均设置有牵引装置，所述牵引装置用于牵引车厢6进行移动，所述牵引装置包括第一牵引装置3和第二牵引装置7；所述第一牵引装置3和第二牵引装置7之间对称设置；所述牵引装置的另一端与车厢6连接；所述牵引装置之间设置有第一管路8和第二管路9，所述第一管路8和第二管路9上均设置有单向阀10，两个所述单向阀10内液体介质的流向相反；所述第一管路8的一端和第二管路9的一端与第一牵引装置3连通，所述第一管路8的另一端和第二管路9的另一端与第二牵引转置7连通。
32.所述牵引装置包括底座16；所述底座16内设置有能够沿竖直方向移动的移动件11，所述移动件11上设置有转动体4，所述转动体4上侧对应设置有转动套5；所述转动套5与车厢6连接，所述转动体4在转动套5内能够进行旋转。
33.所述转动体4包括球体和连接杆，所述连接杆的中心正对球体的球心，所述球体与转动套5连接，所述球体与转动套5类似于球形铰链结构状；所述转动套5上设置有与球体对应的固定腔，所述固定腔为部分球体结构，所述固定腔的高度大于球体的半径小于球体的直径；所述连接杆与移动件11连接。
34.所述底座16内设置有腔体17，所述腔体17内盛放有液体介质。所述移动件11包括挡板13；所述挡板13位于底座16的腔体17内侧。所述腔体17内设置有弹簧12，所述弹簧12的一端与挡板13连接，另一端与腔体17的底面连接。
35.所述腔体17的下侧设置有管路接口，所述管路接口位于挡板13的下侧。所述第一管路8和第二管路9与相应的管路接口连接，所述第一管路8和第二管路9均设置有安全阀，保证了第一管路8和第二管路9的安全运行环境。
36.所述主体2上表面设置有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一活动板14，所述第一活动板14与底座16连接。所述第一凹槽的内壁与第一活动板14之间设置有第一弹性件15；所述第一弹性件15的一端与第一凹槽的内壁连接，另一端与第一活动板14连接。通过设置第一凹槽与第一活动板14，便于第一牵引装置3和第二牵引装置7进行左右方向的移动。
37.所述车厢6的下表面设置有第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二活动板18，所述第二活动板与转动套5连接。所述第二凹槽的内壁与第二活动板18之间设置有第二弹性件19；所述第二弹性件19的一端与第二凹槽的内壁连接，另一端与第二活动板18连接。通过设置第二凹槽和第二活动板18，便于转动套5进行左右方向上的移动，增加了装置的灵活性，
提高了车厢6的舒适性。
38.当车厢6处于水平位置时，所述底座16的腔体17内的液体介质的液面高度不低于腔体17高度的2/3，当腔体17内的液体介质的液面高度不低于腔体17高度的2/3时，能够保证第一牵引装置3和第二牵引装置7之间协调稳定的运行，当液体介质较少时，机车转向时系统反应迟钝，易出现抖动现象，运行不稳定，所述液体介质为液压油。
39.实施例二：与实施例一不同之处在于，为了提高车厢在转向时的舒适度，所述弹簧的直径r1、弹簧的丝径r、弹簧的有效圈数n和腔体的直径r2之间满足以下关系： r1
·
r2=α
·
(n
·
r)2；其中，r1、r2、r的单位为cm；α为相关系数，取值范围为3
‑
10。当α小于3时，弹簧刚度较大，减震性能较差，从而影响液体介质的流动性，当α大于10时，弹簧的刚度较小，在机车转向时，液体介质在第一牵引装置3和第二牵引装置7之间流动迅速，车厢6倾斜速率较大，造成车厢6的舒适度较差。
40.实施例三：结合实施例二，对机车转弯进行模拟实验，取模拟铁路弯道转向角度为120度，转弯处横截面的角度为30度，即转弯时，轮对1所在平面与水平面之间的夹角为30度，为了简化实验，在机车模型内，自由悬挂第二弹簧，弹簧下端连接钢球，钢球重量为50n，第二弹簧上端连接拉力传感器，机车以恒定速率驶过弯道，取速率为10m/s，分别对α取1、3、6、10、12进行实验，观察拉力传感器的数值，拉力越大，说明车厢在转弯时的稳定性越差，舒适度较差；实验结果如下，当α为1时，拉力f为100n；当α为3时，拉力f为75n；当α为6时，拉力f为60n；当α为10时，拉力f为60n；当α为12时，拉力f为98n；根据实验结果显示，当α为6时，机车转向过程比较平稳；当α为1和12时，机车转向时钢球所受的冲击较大，舒适性较差。
41.工作原理，当机车转向时，车厢6的轮对1所在平面与水平面之间具有大于0度的夹角，车厢6倾斜，结合图1所示，当向左转向时，车厢6向左发生倾斜，移动件11压缩弹簧12，同时腔体17内的液体介质受压，由于第一牵引装置3承受的压力大于第二牵引装置7承受的压力，位于第一牵引装置3内的底座16内液体介质流向第二牵引装置7内，当转向结束后，第二牵引装置7内的液体介质流向第一牵引装置3内，自动调节车厢6的平衡度，在转向时由传统的刚性冲击转化为柔性冲击，起到了自动调节车厢6倾斜角度和减小车厢所受冲击力的目的，同时，弹簧12起到了缓冲作用，使得车厢6的倾斜过程比较缓慢，车厢6在转向时所受到的冲击力较小，舒适度较高。
42.通过上述技术方案得到的装置是一种铁路机车的转向装置，通过设置第一牵引装置和第二牵引装置，在机车转向时，能够自动调节车厢的倾斜角度，在车厢倾斜时，第一牵引装置和第二牵引装置起到了缓冲的作用，改善了车厢转向时的舒适性。
43.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；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。