一种低地板车的转动铰装置的制造方法
【专利摘要】一种低地板车的转动铰装置，用底座螺栓将芯轴座固定在上底座上，金属关节轴承包括关节内圈和关节外圈，关节内圈嵌在关节外圈中，金属关节轴承的关节内圈套在芯轴座的一端，并固定在芯轴座上；上球头和下球头套在关节外圈上，且上球头、下球头、金属关节轴承和芯轴座形成V字形结构。本实用新型的铰接装置能限制横向、纵向和垂向三个方向的平动，但能在三个方向适当的转动，使得低地板车的车体能通过小半径水平曲线，同时能约束车辆车体间的侧滚或点头运动。
【专利说明】
一种低地板车的转动铰装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及转动铰的铰接装置，具体涉及一种由芯轴座与金属关节轴承组合成的铰接装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着城市客流量的增加，低地板轻轨车辆多节连挂和编组型式灵活多变也成必然趋势，而低地板车辆的地板面距轨面较近，已经没有传统的车钩空间，而且城市内部轨道交通路线具有曲线半径小和坡道陡且多的特点，急需低地板轨道车辆连接装置，而铰接装置可以完全满足上述要求。
[0003]低地板车铰接装置，布置在车体两端连接部分，一般采用上下铰配合方式，通过各铰接装置限制车体运动，使低地板车辆有良好的过小半径曲线能力。同时作为未来城市交通运输主力，低地板车被越来越多城市采用。而铰接装置作为低地板车重要的功能部件，其开发研究也越来越弓I起重视。
[0004]低地板列车相邻车厢的车底间一般采用固定铰装置，相邻车厢的车顶间一般采用转动铰装置，其中车底的固定铰装置限制三个方向的平动，允许三个方向旋转，承受了列车的竖向力，传递相邻列车大部分的纵向牵引力(列车运行方向)和横向力；车顶间所采用转动铰接装置允许相邻列车间绕竖直轴线旋转，通过装置内部橡胶部件提供纵向和横向刚度，其通过配合车底固定铰接装置，承受了列车的部分纵向牵引，限制了相邻车体间的侧滚和点头运动，使相邻列车间仅存在相对摇头的自由度，满足城市小曲线半径要求，同时为满足列车过大坡道要求，在隔一定节数的相邻列车车顶间采用自由铰接装置代替转动铰装置。
[0005]低地板车车体通过上下铰接装置连接。目前市场上采用的低地板车车型各异，对转动铰接系统的要求也多种多样。但低地板车由于使用要求，各车型对铰接系统的载荷和运动要求又基本类似。而目前市场上针对各车型转动铰系统都要重新设计，并结构和功能各异。针对上述要求，本专利通过设计一种新型结构的转动铰接装置，使得低地板车辆能够安全平稳的通过水平曲线和竖曲线。并且针对一般低地板车用转动铰系统通用性能力低、拆卸维护困难、维护费用高等缺点，制造一种可调角度的转动铰接装置。
[0006]本实用新型研制一种新型低地板轨道车辆车顶用转动铰接装置，限制了相邻车体间的侧滚和点头运动，使相邻车辆间仅存在相对摇头的自由度，在传递向牵引力和提高车辆运行舒适性的同时满足城市小曲线半径要求。
[0007]通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处:
[0008]申请号为200920015082.1，名称为“城市低地板轨道车辆铰接用弹性铰接装置”的实用新型公开了一种用于城市轨道交通将多节低地板车辆连接起来形成弹性编组的铰接机构中的一种弹性铰接装置，为弹性球铰连接，径向刚度较大，而扭转刚度较小。它是低地板车辆之间的辅助连接机构，约束车辆车体间的侧滚或点头运动，同时适应车辆通过小半径水平曲线的需要。它的优点是:为弹性球铰连接，径向刚度较大，而扭转刚度较小，释放车体间摇头自由度，能够满足车辆通过小半径水平曲线的要求，同时约束车辆车体间的侧滚或点头运动，与油压减振器配合使用，保证车辆直线运动平稳性。这种弹性铰接装置结构简单、运用安全可靠、拆检更换维修方便，有效解决城市轨道交通多节低地板车辆连挂编组的问题。
[0009]申请号为200910012353.2，名称为“城市低地板轨道车辆多节连挂铰接机构”的发明公开了一种城市低地板轨道车辆多节连挂铰接机构，通过由固定铰、弹性铰、自由铰以及油压减振器组成的铰接机构，将多节低地板车辆连接起来，在满足车辆牵引力和制动力传递要求的同时，适应车辆通过小半径水平曲线和竖曲线的需要。其优点是:固定铰与弹性铰和自由铰上下配对使用，使车辆在传递牵引和制动力的同时，能够通过小半径水平曲线和竖曲线;在弹性铰和自由铰两侧辅助以油压减振器，保证连挂车辆直线运行平稳性。该铰接机构结构简单、运用可靠、拆检更换维修方便，有效解决城市轨道交通多节低地板车辆连挂编组的问题。
[0010]申请号为201420636760.7，名称为“一种可自动调整刚度的低地板车弹性铰接装置”的实用新型公开了一种可自动调整刚度的低地板车弹性铰接装置，其包括中心销、球铰关节副和刚性钩头，中心销与刚性钩头连接成一体，其还包括中间板、前支座和后支座、橡胶支撑体一和橡胶支撑体二、橡胶止挡一和橡胶止挡二、横向挡块一和横向挡块二;前支座和后支座均位于橡胶支撑体一和橡胶支撑体二之间，橡胶支撑体一和橡胶支撑体二中的橡胶均是处于呈横向且朝远离前支座和后支座方向的预拉伸的，球铰关节副与前支座连接为一体，球铰关节副内径与中心销的外径相匹配，通过中心销穿过球铰关节副从而将刚性钩头和前支座配合连接。此实用新型能在提高列车运行舒适性的同时满足城市轨道小曲率半径的要求且能保证行驶安全。
[0011]以上专利中的弹性铰也就是本发明中的转动铰，都是用于连接两个相邻的车厢，且都位于车厢的车顶位置。其要解决的问题也是相似的，都是为了满足车辆通过小半径水平曲线的要求，同时约束车辆车体间的侧滚或点头运动。但是以上专利中都没有采用芯轴座与金属关节轴承来组合成转动铰，其结构和铰接的方法有着很大的不同，这些都使得以上专利与本发明产生的技术效要是不同的。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型要解决的技术问题是:针对低地板车作为城市内部轨道交通路线具有曲线半径小和坡道陡且多的特点，安装在车顶的转动较需要限制横向、纵向和垂向三个方向的平动，但要能在三个方向适当的转动，而提出一种能使车体通过小半径水平曲线的要求，同时约束车辆车体间的侧滚或点头运动的转动铰。
[0013]针以上述问题，本实用新型提出的技术方案是:一种低地板车的转动铰装置，用底座螺栓将芯轴座固定在上底座上，金属关节轴承包括关节内圈和关节外圈，关节内圈嵌在关节外圈中，金属关节轴承的关节内圈套在芯轴座的一端，并固定在芯轴座上;上球头和下球头套在关节外圈上，且上球头、下球头、金属关节轴承和芯轴座形成V字形结构。
[0014]进一步地，上球头中设有上球头环、上球头柄和上球头杆；下球头中设有下球头环、下球头柄和下球头杆;下球头环的外侧还设有连接头，上球头环和下球头环的内侧都与关节外圈的外侧贴紧。
[0015]进一步地，上球头柄与上球头环和上球头杆无缝连接成一个整体，下球头柄与下球头环和下球头杆无缝连接成一个整体。
[0016]进一步地，下球头环的上端和上球头环的下端的纵截面为Z字形，且上球头环的下端嵌在下球头环的上端中，上球头环的下端还与下球头环的上端贴紧。
[0017]进一步地，下球头环中的连接头上设有开口，连接头上还装有连接螺栓，连接螺栓穿过连接头，拧紧连接螺栓，能将上球头环和下球头环一起锁紧在关节外圈上。
[0018]进一步地，金属关节轴承的关节内圈通过过盈配合套在芯轴座上；在芯轴座的轴芯的一端开有环状的槽口，槽口中设有轴用挡圈。
[0019]进一步地，芯轴座包括轴芯、轴盘和轴支座，轴芯与轴盘都为旋转体，且轴芯与轴盘的轴线在同一直线上;轴支座为长方体状，且在轴支座上开有贯通轴支座的安装孔。
[0020]进一步地，芯轴座的外围设有防尘圈，防尘圈为环状体，防尘圈的一端固定在芯轴座上，防尘圈的另一端固定在上球头中。
[0021]本实用新型的优点是:
[0022]1.将芯轴座固定在上底座上，将金属关节轴承套在芯轴座上，又将上球头和下球头都套在金属关节轴承上，使得上球头和下球头能随关节外圈一起绕关节内圈转动，以及将上、下球头通过连杆连接到下底座;从而使得铰接装置能限制横向、纵向和垂向三个方向的平动，但能在三个方向适当的转动;这就使得低地板车的车体能通过小半径水平曲线，同时能约束车辆车体间的侧滚或点头运动。
[0023]2.上球头和下球头呈V字形套在金属关节轴承上，下球头环的外侧设连接头，松开连接头上的连接螺栓能调节上球头和下球头之间的夹角，实现了V形球头的角度可调;调好夹角后再拧紧连接螺栓，能将上球头和下球头固定在金属关节轴承的关节外圈上，使得上球头和下球头能跟关节外圈一起很灵活的绕关节内圈转动。
[0024]3.在芯轴座上安装轴用挡圈，能防止芯轴座与金属关节轴承发生相对移动，保持结构的稳固。
[0025]4.在芯轴座的外围还套有防尘圈和端盖，能对转动铰进行密封，防止灰尘和水等杂物进入，减少维护工作，延长使用寿命。
[0026]5.转动铰的各个部件之间采用的螺栓连接和轴用挡圈固定等，都是可拆卸的，能简捷的进行拆装和更换部件，降低维护成本。
【附图说明】
[0027]图1为转动铰与底座的整体结构示意图；
[0028]图2为本发明的结构不意图；
[0029]图3为转动铰与底座的整体结构立体图；
[0030]图4为上球头杆和下球头的立体示意图；
[0031 ]图5为金属关节轴承的立体示意图；
[0032]图6为芯轴座的立体示意图；
[0033]图中:I芯轴座、11轴芯、111槽口、12轴盘、13轴支座、14安装孔、2上球头、21上球头环、22上球头柄、23上球头杆、3下球头、31下球头环、311连接头、312连接螺栓、32下球头柄、33下球头杆、4连杆、41卡环、51防尘圈、52轴用挡圈、6金属关节轴承、61关节内圈、62关节外圈、7端盖、71端盖螺栓、8橡胶球头、91上底座、911底座螺栓、92下底座。
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例和附图对本实用新型做一步的描述:
[0035]实施例一
[0036]如图1和图3所示，上底座91和下底座92分别固定在低地板车的相邻的两个车箱上，芯轴座I通过底座螺栓911固定在上底座91上。金属关节轴承6的关节内圈61通过过盈配合套在芯轴座I上，将上球头2和下球头3的一端套在金属关节轴承6的关节外圈62上。将上球头2和下球头3的另一端与连杆4通过卡环41固定，连杆4还与橡胶球头8通过卡环41固定连接，橡胶球头8还与下底座92固定连接。
[0037]由于上球头2和下球头3是通过金属关节轴承6铰接在芯轴座I上的，上球头2、下球头3、金属关节轴承6和芯轴座I之间不能在横向或纵向或垂向产生相对的位移，因此当相邻的两个车厢之间出现横向或纵向或垂向的拉力时，转动铰能限制车厢在所述的三个方向上的平动，使车厢之间不会脱节。
[0038]如图4所示，上球头2包括上球头环21、上球头柄22和上球头杆23，上球头柄22将上球头环21和上球头杆23无缝连接成一个整体。同样的，下球头3包括下球头环31、下球头柄32和下球头杆33。下球头柄32将下球头环31和下球头杆33也无缝连接成一个整体。不同的是:下球头环31的外侧还设有连接头311，连接头311中间有间隙，连接螺栓312穿过连接头311能拧紧或松开连接头311。
[0039]如图5所示，金属关节轴承6是现有的产品，关节内圈61嵌在关节外圈62中，关节内圈61的外侧和关节外圈62的内侧为球面接触，使得关节内圈61嵌和关节外圈62能很灵活的进行各个方向的转动。
[0040]如图2和图6所示，其中图2是图1的局部放大图，芯轴座I包括轴芯11、槽口111、轴盘12、轴支座13和安装孔14。在芯轴座I的轴芯11的一端开个环状的槽口 111，将轴用挡圈52安装在槽口 111中，能防止金属关节轴承6与芯轴座I发生相对移动。轴盘12的一端无缝连接轴芯11，另一端与轴支座13无缝连接，轴支座13上开有安装孔14，底座螺栓911穿过所述安装孔14能将芯轴座I和上底座91固定在一起。
[0041]如图1和图2所示，上球头2和下球头3都套在金属关节轴承6的关节外圈62上，且下球头环31的上端和上球头环21的下端的纵截面为Z字形，上球头环21的下端嵌在下球头环31的上端中。将连接螺栓312穿过连接头311并拧紧后，能使得上球头环21和下球头环31的内侦U都抱紧关节外圈62，从而使得上球头2和下球头3能随关节外圈62—起绕关节内圈61转动。因此能实现转动铰在横向、纵向和垂向的转动，从而实现低地板车能通过曲线半径小和坡道陡的线路。
[0042]如图1、图3和图4所示，上球头2和下球头3都是通过连杆4和橡胶球头8与下底座92连接，上球头2和下球头3呈V字形固定在金属关节轴承6上。上球头2和下球头3之间的夹角是可调的，调节所述夹角时是先将连接螺栓312松开，再让上球头2与下球头3发生相对转动，调好夹角后再拧紧连接螺栓312。
[0043]如图2所示，为了防止芯轴座I与金属关节轴承6发生相对移动，防止金属关节轴承6从芯轴座I上窜出。在芯轴座I的轴芯11的一端开个环状的槽口 111，将轴用挡圈52安装在槽口 111中，使得金属关节轴与轴用挡圈52相顶，从而起到防窜出的作用。为防止雨水、灰尘等杂物侵入转动铰中，在芯轴座I的外侧设有防尘圈51，防尘圈51的纵截面为折线形;芯轴座I的一端还设有端盖7，用端盖螺栓71对端盖7进行固定;为增强密封的效果还在端盖7处设有密封圈进行密封。
[0044]很显然，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种低地板车的转动铰装置，用底座螺栓(911)将芯轴座(I)固定在上底座(91)上，金属关节轴承(6)包括关节内圈(61)和关节外圈(62)，关节内圈(61)嵌在关节外圈(62)中，其特征在于，金属关节轴承(6)的关节内圈(61)套在芯轴座(I)的一端，并固定在芯轴座(I)上;上球头(2)和下球头(3)套在关节外圈(62)上，且上球头(2)、下球头(3)、金属关节轴承(6)和芯轴座(I)形成V字形结构。2.根据权利要求1所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，上球头(2)中设有上球头环(21)、上球头柄(22)和上球头杆(23);下球头(3)中设有下球头环(31)、下球头柄(32)和下球头杆(33);下球头环(31)的外侧还设有连接头(311)，上球头环(21)和下球头环(31)的内侦_与关节外圈(62)的外侧贴紧。3.根据权利要求2所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，上球头柄(22)与上球头环(21)和上球头杆(23)无缝连接成一个整体，下球头柄(32)与下球头环(31)和下球头杆(33)无缝连接成一个整体。4.根据权利要求2所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，下球头环(31)的上端和上球头环(21)的下端的纵截面为Z字形，且上球头环(21)的下端嵌在下球头环(31)的上端中，上球头环(21)的下端还与下球头环(31)的上端贴紧。5.根据权利要求2所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，下球头环(31)中的连接头(311)上设有开口，连接头(311)上还装有连接螺栓(312)，连接螺栓(312 )穿过连接头(311)，拧紧连接螺栓(312)，能将上球头环(21)和下球头环(31)—起锁紧在关节外圈(62)上。6.根据权利要求1所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，金属关节轴承(6)的关节内圈(61)通过过盈配合套在芯轴座(I)上;在芯轴座(I)的轴芯(11)的一端开有环状的槽口(111)，槽口(111)中设有轴用挡圈(52)。7.根据权利要求1或6所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，芯轴座(I)包括轴芯(11)、轴盘(12)和轴支座(13)，轴芯(I I)与轴盘(12)都为旋转体，且轴芯(11)与轴盘(12)的轴线在同一直线上；轴支座(13)为长方体状，且在轴支座(13)上开有贯通轴支座(13)的安装孔(14)。8.根据权利要求1所述的一种低地板车的转动铰装置，其特征在于，芯轴座(I)的外围设有防尘圈(51)，防尘圈(51)为环状体，防尘圈(51)的一端固定在芯轴座(I)上，防尘圈(51)的另一端固定在上球头(2)中。
【文档编号】B61G1/40GK205661450SQ201620527995
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】刘文松, 罗斌, 杜方孟, 庄征宇, 范湘, 肖国柱
【申请人】株洲时代新材料科技股份有限公司