轨道车辆转向架防脱轨装置及轨道车辆转向架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道交通装备技术领域，尤其涉及一种可防止轨道车辆转向架在运行中发生脱轨事故的机械装置。
【背景技术】
[0002]现在随着列车运行速度和运输效率的提高，若列车发生脱轨将导致线路封闭、列车取消或晚点，因此对转向架的抗脱轨性能要求越来越高，尤其是针对运输较为繁忙的干线铁路。
[0003]没有安装防脱轨装置的转向架，只是依靠车轮自身轮缘起到预防转向架脱轨的作用。由于约束点较少，因此防脱轨能力较弱。
[0004]公开号为CN204548142U的中国专利文献公开了一种轨道车辆及脱轨安全防护装置，该装置基本原理是允许轮对和钢轨发生分离后，该安全防护装置和轨道外侧接触，避免整个转向架脱离线路，该安全防护装置允许轮对和轨道分离，然后通过该装置避免车辆的横向运动过大，其功能只有在车辆发生脱轨之后才起作用。没有安装前述防脱轨装置的转向架，不能有效限制爬轨等脱轨事故，当轮对和轨道分离后，车辆横向振动较大。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一种轨道车辆转向架防脱轨装置及防脱轨的轨道车辆转向架，该装置能够避免轨道车辆转向架在运行中发生脱轨，尤其能避免轮对发生爬轨后可能发生的脱轨，从而提高列车安全性和运输效率。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种轨道车辆转向架防脱轨装置，所述防脱轨装置包括至少一个安装于轨道车辆转向架底部的安装座，所述安装座上装设有一向地面轨道延伸的防脱轨滑板；所述防脱轨滑板在转向架上的横向定位以及在垂直方向上的延伸长度(即垂向长度)设置成同时满足以下要求，即:
[0007]1)使防脱轨滑板在轨道车辆正常行驶时一直位于地面轨道的内侧；
[0008]2)当轨道车辆的至少一个轮对发生爬轨时，所述防脱轨滑板会与地面轨道作用(即与轨道内侧接触)形成横向限位节点来限制轨道车辆(例如转向架系统)的自由度(所述自由度一般包括横向移动自由度和摇头自由度)使其仍受地面轨道的约束。在这种约束状态下，防脱轨滑板会迫使已爬轨的轮对自动对中，从爬轨状态恢复到原位。
[0009]上述本发明的技术方案是基于以下构思，即:当轮对发生爬轨以致轨道车辆转向架有脱轨趋势时，防脱轨装置会与轨道内侧接触，借由转向架的刚性以及防脱轨装置和轮对接触共同构成的三角形系统的稳定性，以此限制爬轨的轮对进一步的横向位移，并使爬轨的轮对自动对中，从爬轨状态恢复到原位，避免脱轨的发生。本发明的防脱轨装置不仅能有效防止轮对和轨道之间的横向分离，而且在列车运行过程中会持续发生防护作用，从而一直起到防脱轨的效果。
[0010]上述的轨道车辆转向架防脱轨装置中，优选的:所述防脱轨装置包括安装于转向架底部的一对安装座，该一对安装座包括位于转向架底部左侧的第一安装座和位于转向架底部右侧的第二安装座，且第一安装座和第二安装座上均装设有所述的防脱轨滑板。更优选的:所述第一安装座和第二安装座沿地面轨道的中线呈对称布置。当采用此优选方案时，可以实现轨道车辆在两侧的同时防护，从而保证列车正反向运行、左右侧脱轨时均能有效预防。
[0011]上述的轨道车辆转向架防脱轨装置中，优选的:所述防脱轨滑板的横向定位是通过控制防脱轨滑板与所述轮对的轮缘的横向距离来实现。更优选的:所述防脱轨滑板与所述轮缘处在同一条直线上。当横向定位满足前述要求时，不仅能尽最大程度减小防脱轨滑板与轨道内侧的干涉，而且可以在轮对一发生爬轨时就触发防脱轨装置，尽最大程度地减小脱轨事故的发生。
[0012]上述的轨道车辆转向架防脱轨装置中，优选的:所述防脱轨滑板在垂直方向上的延伸长度(即垂向长度)不小于轮对的轮缘高度。更优选的，所述防脱轨滑板在垂直方向上的延伸长度是通过控制防脱轨装置的下表面的(离地)高度来实现。当然，当在安装座上的横向定位保证所述防脱轨滑板与所述轮缘处在同一条直线上时，更优选的方式是使防脱轨滑板的延伸长度设置能使得防脱轨装置的下表面的高度与所述轮缘高度齐平。这样的设置不仅能保证在列车运行的时候防脱轨装置一直在发生作用，而且在一个轮对爬轨的同时不会导致中部的防脱轨滑板与轨道内侧的接触失效，还能尽可能减小防脱轨滑板与轨道干涉。
[0013]上述的轨道车辆转向架防脱轨装置中，优选的:所述防脱轨滑板设置为一延伸长度可调的滑板。更优选、更紧凑的设置方式是:所述安装座上开设有沿竖直方向延伸的长条形滑槽，所述防脱轨滑板通过可在滑槽内上下滑动的紧固件装设于安装座上；所述防脱轨滑板与安装座的接触面设置为相互啮合的锯齿状对接面。由于延伸长度可调，即防脱轨滑板的下表面高度能上下调整，从而可以更好地避免因为轮对的镟轮造成轮径减小而导致所述滑板和基础设施(此处的基础设施主要指轨道)发生干涉；而且，防脱轨滑板的可调节性还可使防脱轨装置安装在不同车辆的转向架上以调节防脱轨滑板的下表面与轮缘保持在最佳位置。
[0014]上述的轨道车辆转向架防脱轨装置中，优选的:所述安装座为一 L形，且L形的安装座包括一可通过紧固件(例如螺栓)与转向架固接的水平顶面，还包括一可通过紧固件与所述防脱轨滑板固接的竖直侧面。当然，所述安装座也可采用焊接方式固定在转向架上，或者与转向架侧架、构架在制造时一体成型，但优选采用紧固件连接，这样便于磨耗后的更换以及适用于不同的轨道车辆，而且不会因为转向架构架或侧架的振动而导致防脱轨装置的脱落，从而保证良好的防脱轨性能。
[0015]上述的轨道车辆转向架防脱轨装置中，优选的:所述防脱轨滑板下部的两侧设有避空区。该避空区具体是设置在防脱轨滑板朝向地面轨道内的一侧，设置避空区后的防脱轨滑板呈一尖形或楔形形状，从而保证整个防脱轨装置具有良好的过道岔性能，不会和基础设施发生干涉。
[0016]作为一个总的技术构思，本发明还提供一种防脱轨的轨道车辆转向架，包括转向架和上述本发明的防脱轨装置，每个转向架的一侧各安装一套所述的防脱轨装置，所述防脱轨装置的上部安装于转向架的底部，且所述防脱轨装置的下部悬空在转向架对应的前后两个轮对之间。该技术方案同样是通过在转向架侧架或构架上增加横向限位节点来保证转向架一个轮对爬轨时，转向架系统的自由度依然能够受到轨道的约束，从而避免脱轨事故的发生。另外，优选的，所述防脱轨装置是应用在没有轴箱弹簧或轴箱弹簧刚度大的转向架系统中。
[0017]上述本发明的技术方案主要基于以下原理:现有的转向架基本都是四点接触，且四点受到轮缘的横向约束，但当一侧的轮缘因各种外力因素作用爬到钢轨上时，在一根轴上的轮缘的横向约束都会发生失效，从而可能导致脱轨事故的发生；针对轮缘爬轨时横向约束减少的情况，本发明采用增加转向架和轨道之间横向限位节点的方式来进行设计，即在转向架的中部增加至少一个或两个横向限位节点(横向约束点)，从而使转向架和轨道之间的约束点超过四个(达到6个或以上)，当转向架的一个轮子爬上钢轨丧失横向约束功能的时候，转向上仍有至少4个点可保持横向约束，从而使整个转向架在轨道上还是沿着轨道运动，轮对此后甚至可通过自身的自动对中功能恢复原来的运行状态，从而避免脱轨事故的发生。
[0018]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明的技术方案可专用于防止轨道车辆转向架的脱轨，能够大幅度提升转向架的抗脱轨性能。同时，本发明的装置结构简单，造价低廉，工作可靠，且免维护，安装了防脱轨装置的转向架在线路上运行时，会极大降低列车脱轨造成的线路封闭、列车停运、列车救援等损失，极大地提高列车的运行安全性和运输效率。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
[0020]图1是本发明防脱轨装置的结构示意图。
[0021]图2是本发明防脱轨装置的安装座结构示意图。
[0022]图3是本发明防脱轨装置的防脱轨滑板的结构示意图。
[0023]图4是本发明防脱轨装置在转向架上的安装示意图。
[0024]图5是本发明防脱轨装置在一轮对爬轨时的防脱轨原理示意图。
[0025]图例说明:
[0026]1.安装座；11.第一安装座；12.第二安装座；13.水平顶面；14.竖直侧面；15.滑槽；2.防脱轨滑板；21.下表面；3.紧固件；4.防脱轨装置；5.避空区；6.轮对；7.轮缘.’
8.地面轨道；9、转向架。
【具体实施方式】
[0027]为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。