一种铁路车辆及其车辆连接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆连接技术领域，特别涉及一种铁路车辆及其车辆连接装置。
【背景技术】
[0002]车辆连接装置为铁路货车的重要部件，其主要作用为连接前后相邻的两列车辆，并传递车辆之间的作用力。以下给出了现有技术一种典型的车辆连接装置的具体形式。
[0003]请参考图1，图1为现有技术车辆连接装置的结构示意图。
[0004]图1中的车辆连接装置能够实现相邻两辆列车共同支撑在同一转向架上，允许相互间的水平和垂向方向上具有一定的转角，车辆外端以常规方式支撑在独立的转向架上。该车辆连接装置包括凸关节I’组件、凹关节2’、固定连接装置和防尘盖5’，凸关节I’组件包括凸关节I’、球形轴承3’、轴承圈；固定连接装置包括螺栓41’、碟簧42’、楔块43’、垫圈44’、螺母45’。固定连接装置将球形轴承3’的水平轴的两端轴柄31’固定在凹关节2’上，实现凸关节I’组成与凹关节2’的连接。楔块43’能够消除凸关节I’、凹关节2’之间的间隙，当磨耗发生后，楔块43’下落时，在碟簧42’回复力的作用下，碟簧42’将推动楔块43’向下运动，使楔块43’的两侧始终挤压位于凸关节I’上的球形轴承3’和凹关节2’，从而将凸关节I’和凹关节2’之间的间隙消除。
[0005]从以上结构描述可以看出，现有技术中的车辆连接装置因采用球形轴承3’，故可以实现水平、垂向、侧向的转动，从而满足两相邻车体转动需求。
[0006]车辆连接装置在使用过程中主要承受拉伸载荷、压缩载荷、垂向载荷。当车辆连接装置承受拉伸载荷，力的传递方向为:凸关节I’ 一球形轴承3’ 一凹关节2’ ；当车辆连接装置承受压缩载荷时，车辆连接装置中力的传递方向为:凸关节I’ 一球形轴承3’ 一楔块43’ 一凹关节2’ ；当车辆连接装置承受垂向载荷时，车辆连接装置中力的传递方向为:凸关节I’ 一球形轴承3’ 一凹关节2’。
[0007]从以上描述可以看出，无论车辆连接装置承受哪一种载荷，凸关节I’上的力的传递均是通过球形轴承3’传递至凹关节2’的，具体而言，是通过球形轴承3’两端部的轴柄31’传递的。
[0008]然而，现有技术车辆连接装置工作过程中容易出现轴柄31’断裂的现象，严重影响了车辆行驶的安全性。
[0009]故，如何提高现有技术中车辆连接装置连接可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的为提供一种铁路车辆及其车辆连接装置，该车辆连接装置力传递面积比较大，可大大提高车辆连接装置在力传递过程中的可靠性，进一步提高了车辆行驶的安全性。
[0011]为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆连接装置，包括凸关节、凹关节，所述凸关节和所述凹关节两者之一设置有球头，所述球头的球形表面向上或向下凸起，另一者设置有球座，所述球座加工有与所述球头配合的球窝；所述车辆连接装置还包括将所述球头限位于所述球窝内的限位部件。
[0012]当使用上述结构的车辆连接装置连接两车体时，因本文中凸关节和凹关节两者通过球头和球座之间的球形配合面构成转动副，故可实现辆车体围绕通过球心的竖直线各个方向的旋转。其次，当车辆连接装置传动拉伸载荷时，拉伸力由前一车体传递至后一车体，车辆连接装置中凸关节的拉伸力通过球头和球座相互配合的球形配合面传递至凹关节，即力传递方向为:凸关节一球头、球座一凹关节；同理，当车辆连接装置传动压缩载荷、垂向载荷时，凸关节的压缩力和垂向力均通过球头和球座相互配合的球形配合面传递至凹关节，即力传递方向均为为:凸关节一球头、球座一凹关节。
[0013]与现有技术中通过轴柄传递载荷相比，本文车辆连接装置拉伸载荷、压缩载荷、垂向载荷均通过球头与球窝之间的球形配合表面进行传递，即球形配合面形成的力传递表面，球形配合面的面积比较大，相应力承载面积就比较大，有利于载荷均匀传递，并且即使车辆连接装置处于比较大的转角状态下，本文中的球面接触也能够保证承载面具有比较大的接触面积，避免局部载荷过大出现承载件断裂现象，保证车辆运行安全性以及提高承载件的使用寿命，进而提高车辆连接装置的使用寿命。
[0014]可选的，所述球座设于所述凸关节，且所述球窝开口向下，所述球头设置于所述凹关节，并且所述球头压装于所述球窝的内部。
[0015]可选的，所述球头与所述球窝配合表面大于整球表面的二分之一，并且当所述球头和所述球窝装配时，所述球窝自上而下压装入所述球头。
[0016]可选的，所述球窝的内表面或所述球头的外表面设有自润滑耐磨材料层，所述自润滑耐磨材料层形成与另一者配合的球面。
[0017]可选的，所述凹关节与所述球头为分体式结构，所述凹关节的连接端部设置有安装腔，所述安装腔的腔壁内表面开设有安装孔，所述球头定位于所述安装孔内；并且，所述安装腔底壁和所述球头二者相对的两安装面其中一者设置有定位凹槽，另一者设置有与所述定位凹槽相配合的定位凸起。
[0018]可选的，所述凸关节与所述球座为分体式结构，所述凸关节向后伸出的连接端部设置有安装孔，所述球座具有与所述安装孔相配合的外表面，所述球座压装于所述安装孔内部。
[0019]可选的，所述限位部件为横向设置于所述凹关节的连接销轴，所述连接销轴位于所述球头的上方，所述球头和所述球座的球窝装配后，所述连接销轴与所述球座的上表面之间具有预定间隙，以限制所述凸关节向上动作的位移。
[0020]可选的，所述限位部件还包括开口销，所述连接销轴的自由端设置有径向通孔，所述开口销设置于所述径向通孔的内部。
[0021]可选的，所述球座的上表面设置有锥形面，所述锥形面向上凸起，并且所述锥形面的顶点与所述球座的球心位于同一竖直线。
[0022]此外，本发明还提供了一种铁路车辆，包括转向架和固定于转向架上的车辆连接装置，其特征在于，所述车辆连接装置为上述任一项所述的车辆连接装置，所述凸关节和所述凹关节的两端部分别与前后两相邻车体固定连接。
[0023]由于本发明的铁路车辆包括上述任一项所述的车辆连接装置，故上述任一项车辆连接装置所产生的技术效果均适用于本发明的铁路车辆，此处不再赘述。
【附图说明】
[0024]图1为现有技术车辆连接装置的结构示意图；
[0025]图2为本发明一种实施例中车辆连接装置的结构示意图；
[0026]图3为图2所示车辆连接装置的俯视示意图；
[0027]图4为球座与球头组装后的结构示意图；
[0028]图5为本发明另一种实施例中车辆连接装置的纵向剖视图；
[0029]图6为图5中球座压装于凸关节的组装示意图。
[0030]其中，图1中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示:
[0031]凸关节I’、凹关节2’、球形轴承3’、轴柄31’、螺栓41’、碟簧42’、楔块43’、垫圈44’、螺母45’、防尘盖5’
[0032]其中，图2至图6中部件名称与附图标记之间的--对应关系如下所示:
[0033]凸关节1、连接端部11、锥形面11a、球头2、定位凹槽21、凹关节3、定位凸起31、球座12、锥形面12a、连接销轴4、垫圈5、开口销6、中心销7、自润滑耐磨材料层8
【具体实施方式】
[0034]本发明的核心为提供一种铁路车辆及其车辆连接装置，该车辆连接装置力传递面