一种转向架迫导向机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机车车辆结构设计技术领域，尤其是机车车辆的转向架设计制造技术领域。
【背景技术】
[0002]铁路机车车辆在曲线区段运行过程中，轮轨蠕滑力通过径向调节机构实现轮对在曲线上径向占位，可以有效的降低轮轨摩擦和磨损，自导向转向架完全依靠蠕滑力导向，有一定的局限性，只能部分改善曲线通过性能，而迫导向转向架的曲线通过性能要优于自导向转向架。迫导向转向架通过曲线时，利用车体与转向架之间的相对角位移强迫轮对处于径向位置，目前比较成熟的设计方案有美国的DEVINE-SCALE转向架等，它们所用的杠杆连接前后轮轴，杠杆长度与前后轮轴间距有关，若存在中间轮轴和电机，迫导向机构将很难安装。迫导向转向架一般用于自身没有动力且底板较高的货车上，作为列车动力的机车上几乎不使用迫导向转向架。至今为止，迫导向转向架的发展停滞不前，迫导向机构的结构原理请参考毛家驯所著《迫导向转向架的原理及应用》一文。为了克服现有迫导向转向架存在的问题，有必要开展对迫导向转向架的研究。
【发明内容】
[0003]本发明的目的提供一种转向架迫导向机构，它能有效地解决车辆使用迫导向架时受到轴间距限制问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种转向架迫导向机构，包括支撑车体的构架，前轴轮对的左右两端对应设有左前轴箱、右前轴箱，前横梁的左右两端对应设有左前拉杆、右前拉杆，左前拉杆一端与左前轴箱铰接、另一端与前横梁左端铰接，右前拉杆一端与右前轴箱铰接、另一端与前横梁右端铰接;后轴轮对的左右两端对应设有左后轴箱、右后轴箱，后横梁的左右两端对应设有左后拉杆、右后拉杆，左后拉杆一端与左后轴箱铰接、另一端与后横梁左端铰接，右后拉杆一端与右后轴箱铰接、另一端与后横梁右端铰接;车体的纵梁通过一系弹簧与构架的纵梁连接，构架的纵梁通过二系弹簧与前轴左右两端的左前轴箱和右前轴箱以及后轴轮对左右两端的左后轴箱的右后轴箱连接，主要特点:车体的前端设有下垂结构，该下垂结构的最低点设有第三铰接点，下垂结构与前横梁通过前导向杆连接;车体的中部设有下垂结构，该下垂结构的最低点设有第四铰接点，下垂结构与后横梁通过后导向杆连接;前横梁与构架端梁中心偏右位置的第一铰接点铰接，后横梁与构架端梁中心偏左位置第二铰接点铰接，第一铰接点与第二铰接点在构架的前、后端梁的相对位置为前右后左设置，反之亦然。
[0005]所述前导向杆的一端与车体靠近转向架前端下垂结构最低点的第三铰接点铰接，另一端与前横梁铰接。
[0006]所述后导向杆的一端与车体靠近转向架后端下垂结构最低点的第四铰接点铰接，另一端与后横梁铰接。
[0007]所述前导向杆与前横梁的铰接点位于第一铰接点与左前拉杆之间。
[0008]所述后导向杆与后横梁的铰接点位于第二铰接点与左后拉杆之间。
[0009]所述左前拉杆、右前拉杆、左后拉杆、右后拉杆的长度相等，前横梁和后横梁的长度相等。所述前导向杆与后导向杆长度相等。
[0010]本发明的工作原理:机车车辆通过曲线时，车体与转向架之间产生角位移，车体通过前导向杆和后导向杆强迫前横梁绕第一铰接点偏转、后横梁绕第二铰接点偏转，左前拉杆和右前拉杆带动前轮对偏转一定角度，左后拉杆、右后拉杆带动后轮对偏转一定角度，由于前横梁与后横梁偏转旋向相反、大小相等，因此前轮对与后轮对旋转角大小相等、方向相反，从而使转向架后轴轮对与转向架前轴轮对在通过曲线时呈“八”字型。在通过左曲线时转向架后轴轮对与转向架前轴轮对形成左“八”字型，而通过右曲线时则形成右“八”字型。在转向架通过曲线时，各轮对趋向于径向位置，有利于减小轮缘与钢轨之间的冲角，从而降低轮缘的磨耗，改善曲线上机车车辆的粘着性。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0012]本发明的迫导向机构为非对称布置，既适用于机车转向架，也可用于货车转向架，做到两种类型的车辆转向架互为通用，可节省制造成本。
[0013]本发明的迫导向机构可使转向架前、后轮对通过曲线的时候比自导向转向架更趋于径向位置，增加曲线上的粘着利用率，同时减小轮轨磨损。
[0014]与现有迫导向转向架相比较，由于该结构与转向架前、后轴之间的轴距无关，不会影响牵引电机的安装，非常适合大功率机车使用。
[0015]经SMPACK动力学软件分析，本发明对轮轨的磨损比自导向转向架降低了20%，同时改善了转向架曲线通过性能和横向稳定性。
[0016]经SB1PACK动力学软件验证，本发明的整车磨耗功率要低于HTCR径向转向架。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的示意图
[0018]图2为本发明实施例的示意图
[0019]图3为本发明原理图
[0020]图4为本发明机构曲线运动示意图
【具体实施方式】
[0021]—种转向架迫导向机构，包括支撑车体I的构架2，前轴19轮对的左右两端对应设有左前轴箱11、右前轴箱12，前横梁9的左右两端对应设有左前拉杆10、右前拉杆8，左前拉杆10—端与左前轴箱11铰接、另一端与前横梁9左端铰接，右前拉杆8—端与右前轴箱12铰接、另一端与前横梁9右端铰接;后轴20轮对的左右两端对应设有左后轴箱13、右后轴箱14，后横梁17的左右两端对应设有左后拉杆15、右后拉杆16，左后拉杆15—端与左后轴箱13铰接、另一端与后横梁17左端铰接，右后拉杆16—端与右后轴箱14铰接、另一端与后横梁17右端铰接;车体I的纵梁通过一系弹簧与构架2的纵梁连接，构架2的纵梁通过二系弹簧与前轴19左右两端的左前轴箱11和右前轴箱12以及后轴20轮对左右两端的左后轴箱13的右后轴箱14连接，主要技术特征:车体I的前端设有下垂结构，该下垂结构的最低点设有第三铰接点5，下垂结构与前横梁9通过前导向杆7连接;车体1的中部设有下垂结构，该下垂结构的最低点设有第四铰接点6，下垂结构与后横梁17通过后导向杆18连接;前横梁9与构架2端梁中心偏右位置的第一铰接点3铰接，后横梁17与构架2端梁中心偏左位置第二铰接点4铰接，第一铰接点3与第二铰接点4在构架2的前、后端梁的相对位置为前右后左设置，反之亦然。所述前导向杆7的一端与车体1靠近转向架前端下垂结构最低点的第三铰接点5铰接，另一端与前横梁9铰接。
[0022]所述后导向杆18的一端与车体1靠近转向架后端下垂结构最低点的第四铰接点6铰接，另一端与后横梁17铰接。
[0023]所述前导向杆7与前横梁9的铰接点位于第一铰接点3与左前拉杆10之间。
[0024]所述后导向杆18与后横梁17的铰接点位于第二铰接点4与左后拉杆15之间。
[0025]前横梁9铰接在构架2中心偏右位置第一铰接点3处，后横梁17铰接在构架2中心偏左位置第二铰接点4处。
[0026]左前拉杆10、右前拉杆8、左后拉杆15、右后拉杆16的长度相等，前横梁9和后横梁的17长度相等。前导向杆7与后导向杆18长度相等。
[0027]机车车辆通过曲线时，车体1与转向架2之间产生角位移，转向架迫导向机构使车体1通过前导向杆7和后导向杆18强迫前横梁9绕第一铰接点3偏转、后横梁17绕第二铰接点4偏转，左前拉杆10和右前拉杆8带动前轮对19偏转一定角度，左后拉杆15、右后拉杆16带动后轮对20偏转相同角度，由于前横梁9与后横梁17旋向相反、大小相等，因此前轮对19与后轮对20偏转角大小相等、方向相反，从而使转向架后轮对20与转向架前轮对19在通过曲线时呈“八”字型。通过左曲线时转向架后轴轮对20与转向架前轴轮对19形成左“八”字型，而通过右曲线时则形成右“八”字型，左“八”字与右“八”字互为镜像。在通过曲线时，车体强迫各轮对趋向于径向位置，有利于减小轮轨磨耗，改善曲线上机车车辆的粘着性。
【主权项】
1.一种转向架迫导向机构，包括支撑车体I的构架2，前轴19轮对的左右两端对应设有左前轴箱11、右前轴箱12，前横梁9的左右两端对应设有左前拉杆10、右前拉杆8，左前拉杆10—端与左前轴箱11铰接、另一端与前横梁9左端铰接，右前拉杆8—端与右前轴箱12铰接、另一端与前横梁9右端铰接;后轴20轮对的左右两端对应设有左后轴箱13、右后轴箱14，后横梁17的左右两端对应设有左后拉杆15、右后拉杆16，左后拉杆15—端与左后轴箱13铰接、另一端与后横梁17左端铰接，右后拉杆16—端与右后轴箱14铰接、另一端与后横梁17右端铰接;车体I的纵梁通过一系弹簧与构架2的纵梁连接，构架2的纵梁通过二系弹簧与前轴19左右两端的左前轴箱11和右前轴箱12以及后轴20轮对左右两端的左后轴箱13的右后轴箱14连接，其特征在于:车体I的前端设有下垂结构，该下垂结构的最低点设有第三铰接点5，下垂结构与前横梁9通过前导向杆7连接;车体I靠近转向架后端设有下垂结构，该下垂结构的最低点设有第四铰接点6，下垂结构与后横梁17通过后导向杆18连接;前横梁9与构架2端梁中心偏右位置的第一铰接点3铰接，后横梁17与构架2端梁中心偏左位置第二铰接点4铰接，第一铰接点3与第二铰接点4在构架2的前、后端梁的相对位置为前右后左设置，反之亦然。2.根据权利要求1所述的一种转向架迫导向机构，其特征在于，所述前导向杆7的一端与车体I靠近转向架前端下垂结构最低点的第三铰接点5铰接，另一端与前横梁9铰接。3.根据权利要求1所述的一种转向架迫导向机构，其特征在于，所述后导向杆18的一端与车体I靠近转向架后端的下垂结构最低点的第四铰接点6铰接，另一端与后横梁17铰接。4.根据权利要求1所述的一种转向架迫导向机构，其特征在于:前导向杆7与前横梁9的铰接点位于第一铰接点3与左前拉杆10之间。5.根据权利要求1所述的一种转向架迫导向机构，其特征在于:所述后导向杆18与后横梁17的铰接点位于第二铰接点4与左后拉杆15之间。
【专利摘要】本发明公开了一种转向架迫导向机构，属于机车车辆结构设计技术领域，它能有效地解决车辆使用迫导向架时受到轴间距限制问题。包括车体和构架，连接前横梁与车体的前导向杆，连接后横梁与车体的后导向杆；左前拉杆一端铰接在左前轴箱上、另一端铰接在前横梁左端，右前拉杆一端铰接在右前轴箱上、另一端铰接在前横梁右端，左后拉杆一端铰接在左后轴箱上、另一端铰接在后横梁左端，右后拉杆一端铰接在右后轴箱上、另一端铰接在后横梁右端。前横梁铰接在构架中心偏右位置处，后横梁铰接在构架中心偏左位置处。前导向杆一端铰接在车体前端处、另一端铰接在前横梁上，后导向杆一端铰接在车体后端处、另一端铰接在后横梁上。主要用于制造机车车辆。
【IPC分类】B61F5/48, B61F5/38, B61F5/22
【公开号】CN105460041
【申请号】CN201610006208
【发明人】史炎, 马卫华
【申请人】西南交通大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月4日