专利名称：弹性旁承、转向架及轨道车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及轨道车辆技术，尤其涉及一种弹性旁承、转向架及轨道车辆。
背景技术：
轨道车辆一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部分组成。其中，转向架的作用是支承车体，引导车辆沿轨道行驶，并承受来自车体及线路的各种载荷。车体与转向架通过心盘和旁承连接成一体。心盘主要承担垂直载荷；旁承主要有两种，一种为间隙(刚性)旁承，另一种为弹性旁承，间隙旁承所起作用主要是防止车体侧摆角度过大；弹 性旁承也有防止车体侧摆角度过大的作用，同时还提供了车体与转向架间稳定的回转阻力矩，提高了车辆的稳定性，可以提高车辆的运行速度，目前国内外大部分快速货车转向架均采用弹性旁承。如图I所示为现有技术中JC型弹性旁承，该弹性旁承设于旁承盒11内，包括旁承座12和设于旁承座内腔的弹性旁承体13，弹性旁承体13的上方依次设有旁承磨耗板15和上旁承磨耗板16。其中，弹性旁承体13主要由橡胶和金属材料硫化而成，包括金属材料制作的顶板131、侧板133、和底板134，还包括橡胶材料形成的弹性体132，以及位于侧板133和顶板131之间的侧面橡胶135。侧板133安装于旁承座12的凹槽中，以确定弹性旁承体13与旁承座12的相对位置。轨道车辆在直线线路上运行时，弹性旁承体13因为有一定的预压缩，会产生一个垂向(如图I所示的竖直方向)作用力，旁承磨耗板15提供适宜的摩擦系数，两者联合作用增大回转阻力矩，提高车辆的运行速度。轨道车辆运行在曲线线路上，车辆侧滚时，上旁承磨耗板16与滚子接触，此时弹性体132提供的垂向力为固定值，其余的垂向力由滚子承担。当弹性旁承受到的垂向作用力过大时，滚子通过转动(摩擦系数为O. I)可有效降低回转阻力矩，提高车辆的曲线通过能力。从上述弹性旁承的工作原理中不难看出，弹性旁承体13的运动方式有两种垂向运动和纵向运动(本文的纵向为在水平面内与车厢长度方向一致的方向)。其中，上旁承磨耗板16正对旁承座12有垂向运动，侧板133与旁承座12有纵向预压缩，且侧板133没有相对旁承座12的垂向运动,侧板133与上旁承磨耗板16之间存在相对垂直运动,通过侧面橡胶135的剪切变形来实现。因此，侧板133与侧面橡胶135之间撕扯，这种强定位方式对侧面橡胶的应用寿命有一定的不利影响。且侧板133与旁承座12之间由于存在纵向预压缩，因此，需要采用专用的工具才能将弹性旁承体安装于旁承座12内。而且，由于侧面橡胶135受到垂向剪切，当弹性体132垂向变形越大时，侧面橡胶135受到的剪切变形越大。但是，为了保证侧面橡胶135的可靠性，弹性体132的行程不能太大，因此，限制了弹性旁承体稳定性的发挥。因此，如何提高轨道车辆弹性旁承的可靠性及提高轨道车辆的动力学性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题
发明内容
本发明提供一种弹性旁承、转向架及轨道车辆，用以解决现有技术中存在的不足。本发明提供的一种弹性旁承，包括旁承座及设置于所述旁承座内的弹性旁承体，所述弹性旁承体的顶部固定连接有顶板，其特征在于，所述弹性旁承体包括柱状的第一级刚度弹性体和至少两个第二级刚度弹性体，各所述第二级刚度弹性体在所述第一级刚度弹性体外周向上均匀设置，所述第二级刚度弹性体包括顺次固定设置为一体的外侧支撑体、中部弹性体及内侧支撑体，所述第一级刚度弹性体的下端露于所述第二级刚度弹性体外。如上所述的弹性旁承，其中，所述外侧支撑体的外侧面与所述旁承座的内壁面之间设置有间隙。如上所述的弹性旁承，其中，所述外侧支撑体的外侧面为圆柱面,所述旁承座的内壁面具有与所述圆柱面同轴的弧面。如上所述的弹性旁承，其中，所述第一级刚度弹性体及所述内侧支撑体的顶部均与所述顶板固定连接。如上所述的弹性旁承，其中，所述第一级刚度弹性体为橡胶弹性体，所述第一级刚度弹性体与所述顶板固定连接。本发明还提供一种转向架，包括任一上述的弹性旁承。本发明还提供一种轨道车辆，包括上述的转向架。本发明提供的弹性旁承、转向架及轨道车辆，其弹性旁承体由第一级刚度弹性体和第二级刚度弹性体构成，且两者之间存在高度差，当第一级刚度弹性体压缩一定量后，第二级刚度弹性体才开始起作用，此时，第一级刚度弹性体与第二级刚度弹性体同时承担竖向载荷，此种方式实现了当量刚度降低，行程增大的目的，随着旁承体行程的增加，工作间隙的增大，因而提高了弹性旁承的稳定性，及动力学性能，进而提高了转向架及轨道车辆运行的可靠性。另外，由于第一级刚度弹性体与第二级刚度弹性体是两个单独的部件，在损坏时可以进行单独更换，节约了资源，降低了使用成本。
图I为现有技术中弹性芳承的结构不意图；图2为本发明弹性旁承实施例的结构示意图；图3为本发明弹性旁承实施例中外侧支撑体向外膨胀后的俯视图；图4为图3的A-A剖视图。
具体实施例方式图2为本发明弹性旁承实施例的结构示意图；图3为本发明弹性旁承实施例中外侧支撑体向外膨胀后的俯视图；图4为图3的A-A剖视图；如图2、图3及图4所示，本发明弹性旁承的实施例，包括旁承座2及设置于旁承座2内的弹性旁承体，所述弹性旁承体的顶部固定连接有顶板6，弹性旁承体包括柱状的第一级刚度弹性体10和至少两个第二级刚度弹性体20，各第二级刚度弹性体20在第一级刚度弹性体外周向上均匀设置，第二级刚度弹性体20包括顺次固定设置为一体的外侧支撑体4、中部弹性体8及内侧支撑体5，第一级刚度弹性体10的下端露于所述第二级刚度弹性体外。上述方案的弹性旁承，其弹性旁承体由第一级刚度弹性体10和第二级刚度弹性体20构成，且两者之间存在高度差，当第一级刚度弹性体10压缩一定量后，第二级刚度弹性体20才开始起作用，此时，第一级刚度弹性体10与第二级刚度弹性体20同时承担竖向载荷，此种方式实现了当量刚度降低，行程增大的目的，随着旁承体行程的增加，工作间隙的增大，因而提高了弹性旁承的稳定性，及动力学性能，进而提高了转向架及轨道车辆运行的可靠性。另外，由于第一级刚度弹性体10与第二级刚度弹性体20是三个单独的部件，在损坏时可以进行单独更换，节约了资源，降低了使用成本。具体地,基于上述实施例，该弹性旁承包括一个方形的旁承座2,旁承座2具有向 上开口的弹性旁承体安装腔1，弹性旁承体安装腔I内安装弹性旁承体，弹性旁承体的顶部固定连接有顶板6，顶板6为磨耗板。该实施例中的弹性旁承体采用分体结构，即由第一级刚度弹性体10和第二级刚度弹性体，采用分体结构在任一刚度弹性体损坏时，可以进行单独的更换，因而，节约了资源，降低了使用成本。其中，第二级刚度弹性体20由三个组件构成，即由顺次固定为一体的外侧支撑体4、中部弹性体8及内侧支撑体5组成，其中，外侧支撑体4、中部弹性体8及内侧支撑体5可以采用硫化的方式固定为一体。另外，内侧支撑体5的顶部高于外侧支撑体4的顶部，这样在内侧支撑体5受到竖直的压力时，会向下运动，在内侧支撑体5向下运动时，在内侧支撑体5上的斜面的作用下，中部弹性体8与内侧支撑体5和外侧支撑体4之间会有水平分力和竖直分力，水平分力使外侧支撑体4向外膨胀以与弹性旁承体安装腔的内壁紧密贴合，来提高弹性旁承体纵向定位的可靠性，竖直分力为第二级刚度弹性体20的竖向弹力。第一级刚度弹性体10为柱状结构，在该实施例中，共沿第一级刚度弹性体10的外周向均匀设置了两个第二级刚度弹性体，且第二级刚度弹性体20的内侧面与第一级刚度弹性体10的外侧面之间具有间隙7，另外，第一级刚度弹性体10的下端露于第二级刚度弹性体20外，这样，在弹性旁承体安装于旁承座2内后，首先是第一级刚度弹性体10与旁承座2内的弹性旁承体安装腔的底面相接触，而第二级刚度弹性体20与弹性旁承体安装腔的底面之间具有间隙。在使用时，当第一级刚度弹性体10压缩一定量后，即第二级刚度弹性体20的下端面与第一级刚度弹性体的下端面平齐时，第二级刚度弹性体20才开始起作用，此时，第一级刚度弹性体10与第二级刚度弹性体共同承载，此种结构形式的弹性旁承体降低了当量刚度，增大了弹性旁承体的压缩行程，提高了弹性旁承体的工作间隙，进而提高了弹性旁承的稳定性，有利于提高采用该弹性旁承的转向架及轨道车辆运行的可靠性。进一步地，基于上述实施例，外侧支撑体4的外侧面与所述旁承座2的内壁面之间设置有间隙，即外侧支撑体4的外侧面与弹性旁承体安装腔的内侧面之间具有间隙，该间隙为组装间隙，由于该组装间隙的设置，在自由状态下，只需用手即可方便的将弹性旁承体放入旁承座2内，或从旁承座2内取出，方便了工作人员作业，提高了生产效率，缩减了生产周期。进一步地,基于上述实施例,如图3所示,外侧支撑体4的外侧面为圆弧面,旁承座2的内壁面具有与圆弧面同轴的弧面9，即弹性旁承体安装腔的内侧面具有与圆弧面同轴的弧面9。在外侧支撑体4到水平分力向外膨胀时，其外侧面会卡在上述弧面内，这样，弧面与外侧支撑体4的外侧面实现了圆弧面定位，提高了弹性旁承体纵向定位的可靠性。进一步地，基于上述实施例，第一级刚度弹性体10及内侧支撑体5的顶部均与顶板6固定连接，顶板6是金属材质的磨耗板，第一级刚度弹性体10为橡胶弹性体，顶板6与第一级刚度弹性体10可以采用硫化的方式固定连接，也可以螺栓的方式固定连接。内侧支撑体5可以采用螺栓的方式固定在顶板6上，内侧支撑体5与顶板6也可以采用过盈的方式固定在。可以理解，顶板6与第一级刚度弹性体10，及内侧支撑体5与顶板6除了上述固定连接方式外，还可以采用其它固定连接方式，采用其它固定连接方式同样应归于本发明的保护范围之内。本发明还提供一种转向架，包括上述实施例的弹性旁承，弹性旁承的具体结构参见上述实施例，这里不再赘述。另外，该转向架除弹性旁承外的其余结构为现有技术，这里不再赘述。
本发明还提供一种轨道车辆，包括上述实施例的转向架，转向架具体参见上述实施例，这里不再赘述。另外，该轨道车辆处转向架外的其余结构为现有技术，这里不再赘述。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种弹性旁承，包括旁承座及设置于所述旁承座内的弹性旁承体，所述弹性旁承体的顶部固定连接有顶板，其特征在于，所述弹性旁承体包括柱状的第一级刚度弹性体和至少两个第二级刚度弹性体，各所述第二级刚度弹性体在所述第一级刚度弹性体外周向上均匀设置，所述第二级刚度弹性体包括顺次固定设置为一体的外侧支撑体、中部弹性体及内侧支撑体，所述第一级刚度弹性体的下端露于所述第二级刚度弹性体外。
2.根据权利要求I所述的弹性旁承，其特征在于，所述外侧支撑体的外侧面与所述旁承座的内壁面之间设置有间隙。
3.根据权利要求I或2所述的弹性旁承，其特征在于，所述外侧支撑体的外侧面为圆柱面，所述旁承座的内壁面具有与所述圆柱面同轴的弧面。
4.根据权利要求I或2所述的弹性旁承，其特征在于，所述第一级刚度弹性体及所述内侧支撑体的顶部均与所述顶板固定连接。
5.根据权利要求4所述的弹性旁承，其特征在于，所述第一级刚度弹性体为橡胶弹性体，所述第一级刚度弹性体与所述顶板固定连接。
6.一种转向架，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的弹性旁承。
7.—种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求6所述的转向架。
全文摘要
本发明提供一种弹性旁承、转向架及轨道车辆，弹性旁承包括旁承座及设置于所述旁承座内的弹性旁承体，所述弹性旁承体的顶部固定连接有顶板，其特征在于，所述弹性旁承体包括柱状的第一级刚度弹性体和至少两个第二级刚度弹性体，各所述第二级刚度弹性体在所述第一级刚度弹性体外周向上均匀设置，所述第二级刚度弹性体包括顺次固定设置为一体的外侧支撑体、中部弹性体及内侧支撑体，所述第一级刚度弹性体的下端露于所述第二级刚度弹性体外。上述方案的弹性旁承采用两级刚度，提高了弹性旁承的稳定性，及动力学性能，进而提高了转向架及轨道车辆运行的可靠性。采用分体结构在损坏时可以进行单独更换，节约了资源，降低了使用成本。
文档编号B61F5/14GK102632902SQ201210086249
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者曹玉峰, 李立东, 沈京哲, 胡用生 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司