专利名称：用于铁路货车车辆的中心盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于铁路货车车辆的中心盘。
技术背景中心盘是连接车箱与转向架的部件，由上心盘和下心盘组成，上心盘 固定在车箱底部，下向盘固定在转向架的摇枕中心，上下心盘通过相互接 触的水平盘面支承和传递车体垂直载荷。目前国内运用的货车，不论是敞 车、平车、罐车、棚车，还是大部分的特种车辆，都采用的是一系悬挂系 统，结构比较简单，便于检修，制造成本较低。在低速运行时，是完全可 行的。但提速后车辆的稳定性、平稳性、曲线通过性能三者矛盾更加突出， 这主要是因为，当速度较低时，弹性力占主导地位；当运行速度较高，超 过100km/h时，惯性力占主导地位； 一系悬挂就根本无法减轻或消除，货车高速运行时，在轨道上便会出现蛇行失稳，特别是列车通过曲线或道叉 时需要减速慢行，如果曲线段通过速度过高，将导致离心惯性力过大而影 响运行安全。尤其是货车在重载情况下，载重吨位全部集中在中心盘上， 使摇枕中心有向下弯曲变形、两侧架下部向外扩张的趋势，车辆沿轨道运 行时受到各种横向力的作用下，容易使车辆的一侧车轮减载而造成脱轨， 如果各种横向力在最不利组合作用下，车辆一侧车轮与钢轨之间的垂向作 用力减少到零时，车辆有倾覆的危险。 发明内容本发明的目的是提供一种用于铁路货车车辆的中心盘，可以提高列车 通过曲线或道叉的速度。
本发明是这样实现的它包括上心盘和下心盘，上心盘底部沿车辆的 宽度方向有向下凸起的圆弧面，下心盘上有与上心盘圆弧面相配合的下凹 的圆弧面，且上心盘圆弧面曲线半径小于下心盘的圆弧面曲线半径。在车辆通过曲线时，由于内侧轨道低于外侧轨道，车体重心向内侧摆 动，而上心盘采用圆弧面与下心盘接触，可以减少车体侧摆时上下心盘之 间的磨擦阻力，使车体快速摆向内侧，抵消列车部分离心加速度，因而可 以提高列车通过曲线或道叉的速度。上下心盘接触部位设计成球面，可会 使车体向任何角度倾摆，可以提高减振性能。利用车辆过曲线时的离心惯心力作用，使车体被动倾摆，倾摆角度以 不超过3。为好，超过这弧度会造成重心偏移过大而失稳。因此，上下心 盘圆弧面曲线半径不宜过小，其中，上心盘的圆弧面曲线半径宜为100 130mm，下心盘的圆弧面曲线半径比上心盘圆弧面曲线半径大 15 18mm。上述中心盘的上下心盘之间通过圆弧面接触，在水平方向上受到约束 而不能相对转动，只能在使用径向转向架的车辆上使用。为了能够在普通 转向架上使用，上心盘底部设置成球面，所述上心盘底部沿车辆的宽度方 向有向下凸起的圆弧面为球面的一部分；下心盘与上心盘球面相配合的下 凹的圆弧面为椭圆面，其长轴设在车辆的宽度方向，短轴半径与上心盘底 部球面的曲线半径一致。上心盘的球面曲线半径宜为100 130mm，长轴半 径比短轴半径大15 18mm。本发明的优点是上下心盘以弧面或球面接触，车辆摆动时上下心盘 之间的磨擦阻力小，便于车体摆动，可以部分地克服车辆运行过程中的蛇 形失稳，车体通过曲线时可方便地向内侧倾摆以抵消部分离心加速度，提
高列车通过曲线或道叉的速度。
图1为本发明结构示意图。图2为图1中沿A-A线剖面图。图中，1、上心盘，2、车体，3、旁承，4、摇枕，5、下心盘，6、球 面，7、椭圆面。
具体实施方式
参见图l、图2，上心盘1底部设计成向下凸起的球面6，下心盘5上 方有与上心盘球面6相配合的下凹的椭圆面7。图1所示的椭圆面7的剖 面轮廓为长轴方向的轮廓，图2所示的椭圆面7的剖面轮廓分别为短轴方 向的轮廓，椭圆面7的短轴半径与上心盘底部球面6的曲线半径一致。上 心盘1球面6曲线半径不宜过小，否则会引起承载过于集中而不利于车辆 的正常使用，过大会失去应有的作用，上心盘的球面曲线半径在100~130m m之间较适宜，最好是115mm。椭圆面7的长轴半径比短轴半径大 15 18mm，最好是15mm。上心盘1固定在车体下方，由于下心盘5中间 有向下凹的椭圆面7使得下心盘比目前通常使用的下心盘厚度增加，可以 在摇枕4上设置相应的安装槽进行安装。图1中车体2两侧通过旁承3与 摇枕4相连，该旁承3的承载体也设置成与上心盘底部球面一致的球面， 这样更有利于车体倾摆。针对径向转向架，由于其自带转向功能，上下心盘不需在水平面转动， 上心盘底部可设置成沿车辆的宽度方向向下凸起的圆弧面，该圆弧面的半 径与上述球面6的半径相同。下心盘上只需设置与该圆弧面相配合的下凹 的圆弧面即可，该下凹的圆弧面的尺寸与上述椭圆面7长轴尺寸相同。
权利要求
1、一种用于铁路货车车辆的中心盘，包括上心盘[1]和下心盘[5]，其特征在于上心盘[1]底部沿车辆的宽度方向有向下凸起的圆弧面，下心盘[5]上有与上心盘圆弧面相配合的下凹的圆弧面，且上心盘[1]圆弧面曲线半径小于下心盘[5]的圆弧面曲线半径。
2、 根据权利要求1所述的中心盘，其特征在于上心盘[1]的圆弧面曲线 半径为100 130mm,下心盘[5]的圆弧面曲线半径比上心盘[1]圆弧面 曲线半径大15 18mm。
3、 根据权利要求1所述的中心盘，其特征在于上心盘[1]底部为球面[6]， 所述上心盘[1]底部沿车辆的宽度方向有向下凸起的圆弧面为球面的一部 分；下心盘[5]上与上心盘球面相配合的下凹的圆弧面为椭圆面[7]，其 长轴设在车辆的宽度方向，短轴半径与上心盘底部球面的曲线半径一致。
4、 根据权利要求3所述的中心盘，其特征在于上心盘[1]的球面[6]曲 线半径为100 130mm，下心盘[5]的椭圆面[7]的长轴半径比短轴半径 大15 18mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于铁路货车车辆的中心盘，包括上心盘[1]和下心盘[5]，上心盘[1]底部沿车辆的宽度方向有向下凸起的圆弧面，下心盘[5]上有与上心盘圆弧面相配合的下凹的圆弧面，且上心盘[1]圆弧面曲线半径小于下心盘[5]的圆弧而曲线半径。本发明的优点是车辆摆动时上下心盘之间的磨擦阻力小，便于车体摆动，可以部分地克服车辆运行过程中的蛇形失稳，提高列车通过曲线或道叉的速度。
文档编号B61F5/18GK101152867SQ20061013193
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年9月30日
发明者强 周 申请人:中国南车集团铜陵车辆厂