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
【专利摘要】一种本实用新型的轨道车辆转向架防脱轨装置，其包括至少一个安装于轨道车辆转向架(9)底部的安装座(1)，安装座(1)上装设有一向地面轨道(8)延伸的防脱轨滑板(2)；防脱轨滑板(2)在安装座(1)上的横向定位以及在垂直方向上的延伸长度同时满足以下要求，即：1)使防脱轨滑板(2)在轨道车辆正常行驶时位于地面轨道(8)的内侧；2)当轨道车辆的至少一个轮对(6)发生爬轨时，防脱轨滑板(2)会与地面轨道(8)作用形成横向限位节点来限制轨道车辆的自由度使其仍受地面轨道(8)的约束。本实用新型的防脱轨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。
【专利说明】
轨道车辆转向架防脱轨装置及轨道车辆转向架
技术领域
[0001]本实用新型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。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型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，本实用新型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]I)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]上述本实用新型的技术方案是基于以下构思，S卩: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。本实用新型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，本实用新型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实用新型的防脱轨装置，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]上述本实用新型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，本实用新型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，本实用新型的优点在于:本实用新型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，本实用新型的装置结构简单，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实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型防脱轨装置的结构示意图。
[0021 ]图2是本实用新型防脱轨装置的安装座结构示意图。
[0022]图3是本实用新型防脱轨装置的防脱轨滑板的结构示意图。
[0023]图4是本实用新型防脱轨装置在转向架上的安装示意图。
[0024]图5是本实用新型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]为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0028]需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
[0029]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。
[0030]除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0031 ] 实施例:
[0032]—种如图4所示本实用新型的防脱轨的轨道车辆转向架，包括转向架9和防脱轨装置4，防脱轨装置4的上部安装于转向架9的底部，且防脱轨装置4的下部悬空在转向架9对应的前后两个轮对6之间。
[0033]图1-图4还示出了本实用新型的轨道车辆转向架防脱轨装置4，包括安装于轨道车辆转向架9底部的一对安装座I，该一对安装座I包括位于转向架9底部左侧的第一安装座11和位于转向架9底部右侧的第二安装座12，第一安装座11和第二安装座12可以优选是沿地面轨道8的中线呈对称布置(但这不是必须的)，且第一安装座11和第二安装座12上均装设有一向地面轨道8延伸的防脱轨滑板2。
[0034]如图2所示，本实施例中的安装座I为一L形，且L形的安装座I包括一可通过紧固件3(本实施例为螺栓)与转向架9固接的水平顶面13，还包括一可通过紧固件3(本实施例为螺栓)与防脱轨滑板2固接的竖直侧面14。这样防脱轨滑板2与安装座I均是可拆卸的。
[0035]如图2、图3所示，本实施例的防脱轨滑板2设置为一垂向长度或高度可调的滑板。具体的，在安装座I上开设有沿竖直方向延伸的长条形滑槽15，防脱轨滑板2通过可在滑槽15内上下滑动的紧固件3装设于安装座I上。如图2、图3所示，防脱轨滑板2与安装座I的接触面设置为相互啮合的锯齿状对接面(或其他摩擦系数较大的方式)。这样的结构可实现防脱轨滑板2的位置上下可调，还可以通过锯齿的啮合调整防脱轨滑板2(进而调整防脱轨装置4)的下表面21高度，进而避免因为轮对6的镟轮造成轮径减小所导致的防脱轨滑板2与地面轨道8等基础设施发生干涉。
[0036]如图1、图3所示，本实施例的防脱轨滑板2下部的两端设有避空区5;该避空区5具体是设置在防脱轨滑板2朝向地面轨道内的一侧，设置避空区5后的防脱轨滑板2呈一尖形或楔形形状(相当于是在防脱轨滑板2下部的两侧设置两个半径较大的倒角)，这样可以保证整个防脱轨装置4具有良好的过道岔性能，不会和地面轨道8发生干涉。
[0037]本实施例中，防脱轨滑板2在转向架9上的横向定位以及在垂直方向上的延伸长度设置成同时满足以下要求，即:
[0038]I)使防脱轨滑板2在轨道车辆正常行驶时位于地面轨道8的内侧(参见图4);
[0039]2)当轨道车辆的至少一个轮对6发生爬轨时，防脱轨滑板2会与地面轨道8作用形成横向限位节点来限制轨道车辆的自由度使其仍受地面轨道8的约束(参见图5)。
[0040]如图4所示，本实施例的防脱轨滑板2的横向定位是通过控制防脱轨滑板2与轮对6的轮缘7的横向距离来实现，具体到本实施例中，防脱轨滑板2在转向架9上的横向定位保证防脱轨滑板2与轮缘7处在同一条直线上(即防脱轨滑板的作用面与轮缘7位于同一垂向平面内)。本实施例的防脱轨滑板2在垂直方向上的延伸长度是通过控制防脱轨装置(即防脱轨滑板2)的下表面21的高度(离地)来实现，本实施例的防脱轨滑板2的垂向长度保证防脱轨装置(即防脱轨滑板2)的下表面21的高度与轮缘7的高度齐平。这样在一个轮对6爬轨的同时不会导致中部防脱轨滑板2与地面轨道8内侧的接触失效，而且能良好通过道岔，不和地面轨道8发生干涉。
[0041]当然，本实用新型中的防脱轨滑板2还要有足够的横向强度，以保证防脱轨滑板2在受到横向力时不会发生大变形;不会因为防脱轨滑板2横向过大的变形导致爬轨的轮对6脱轨。而且，本实用新型的防脱轨装置4优选采用轻质耐磨材料，以保证不会恶化车辆系统的动力学性能。
[0042]本实施例的防脱轨装置4主要应用在没有轴箱弹簧或轴箱弹簧刚度较大的场合，应用时的工作原理如图5所示，防脱轨滑板2能够在轨道车辆转向架9 一侧的轮对6发生爬轨时，仍与地面轨道8内侧接触，由于转向架9的刚性以及由防脱轨滑板2与地面轨道8接触构成的三角形系统形成稳定机制，以此来限制爬轨的轮对6进一步的横向位移，并使得爬轨的轮对6具备自动对中功能，将从爬轨状态恢复原位，从而避免脱轨的发生。
【主权项】
1.一种轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨装置包括至少一个安装于轨道车辆转向架(9)底部的安装座(I)，所述安装座(I)上装设有一向地面轨道(8)延伸的防脱轨滑板(2);所述防脱轨滑板(2)在转向架(9)上的横向定位以及在垂直方向上的延伸长度设置成同时满足以下要求，即: 1)使防脱轨滑板(2)在轨道车辆正常行驶时一直位于地面轨道(8)的内侧； 2)当轨道车辆的至少一个轮对(6)发生爬轨时，所述防脱轨滑板(2)会与地面轨道(8)作用形成横向限位节点来限制轨道车辆的自由度使其仍受地面轨道(8)的约束。2.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨装置包括安装于转向架(9)底部的一对安装座(I)，该一对安装座(I)包括位于转向架(9)底部左侧的第一安装座(11)和位于转向架(9)底部右侧的第二安装座(12)，且第一安装座(11)和第二安装座(12)上均装设有所述的防脱轨滑板(2)。3.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨滑板(2 )的横向定位是通过控制防脱轨滑板(2 )与所述轮对(6 )的轮缘(7 )的横向距离来实现。4.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨滑板(2)与所述轮对(6)的轮缘(7)处在同一条直线上。5.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨滑板(2)在垂直方向上的延伸长度不小于轮对(6)的轮缘高度。6.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨滑板(2)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(21)的高度来实现，且所述防脱轨滑板(2)的延伸长度设置使得防脱轨装置的下表面(21)的高度与所述轮对(6)的轮缘高度齐平。7.根据权利要求1-6中任一项所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨滑板(2)设置为一延伸长度可调的滑板;所述安装座(I)上开设有沿竖直方向延伸的长条形滑槽(15)，所述防脱轨滑板(2)通过可在滑槽(15)内上下滑动的紧固件装设于安装座(I)上;所述防脱轨滑板(2)与安装座(I)的接触面设置为相互啮合的锯齿状对接面。8.根据权利要求1-6中任一项所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述安装座(I)为一 L形，且L形的安装座(I)包括一可通过紧固件与转向架(9)固接的水平顶面(13)，还包括一可通过紧固件与所述防脱轨滑板(2)固接的竖直侧面(14)。9.根据权利要求1-6中任一项所述的轨道车辆转向架防脱轨装置，其特征在于:所述防脱轨滑板(2)下部的两侧设有避空区(5);该避空区(5)具体是设置在防脱轨滑板(2)朝向地面轨道内的一侧，设置避空区(5)后的防脱轨滑板(2)呈一尖形或楔形形状。10.—种防脱轨的轨道车辆转向架，包括转向架(9 )和权利要求1 -9中任一项所述的防脱轨装置，每个转向架(9)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(9)的底部，且所述防脱轨装置的下部悬空在转向架(9)对应的前后两个轮对(6)之间，且所述转向架(9)上没有设置轴箱弹簧或设有刚度较大的轴箱弹簧。
【文档编号】B61F5/50GK205440382SQ201521077870
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】高广军
【申请人】中南大学