专利名称：一种转向架及其摇枕的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路车辆技术领域，尤其涉及一种转向架及其摇枕。
背景技术：
铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置和车钩缓冲装置等部分。其中，转向架承担着装载货物重量和车体的自重，同时引导铁路货车在直线轨道上高速运行或在曲线轨道上转向运行，因此转向架的结构和技术参数往往决定了铁路货车的动力学性能和安全运行性能。铁路货车转向架在世界范围内应用最广泛的是铸钢三大件式转向架。请参考图1和图2，图1和图2分别为三大件式转向架的主视图和俯视图；下面简要说明这种结构转向架的工作原理及其技术缺陷。如图1和图2所示，所谓“三大件”指的是两个侧架I和一个摇枕2。摇枕2的中央通过下心盘3支撑装载货物重量和车体自重，摇枕2的两端通过二系悬挂系统4支撑在侧架I中央弹簧承台上，侧架I两端的导框顶面支撑在轴承承载鞍5上，承载鞍支撑在轮轴的双列滚子轴承上，再通过两个轮对的四个车轮6把车辆总重传递给钢轨。上述转向架的侧架I与摇枕2之间仅靠垂直减振装置起到减振作用，因此对轮对摇头位移的约束较弱，容易发生“菱形错位”，从而导致车辆蛇形运动的临界速度降低，转向架运行不平稳，并且车轮与轨道之间的磨耗严重。为了避免上述技术缺陷，逐步研发出中交叉支撑转向架，如图3所示，图3为中交叉支撑转向架的主要结构示意图，该转向架的第一支撑杆71和第二支撑杆72交叉设置，SP第一支撑杆的第一端部711和第二支撑杆的第一端部721均与一个侧架I连接，第一支撑杆的第二端部712和第二支撑杆的第二端部722均与另一个侧架I连接，且两个支撑杆在中央交叉处没有任何连接，由此构成一个中交叉支撑结构。采用这种结构，能够有效增强抗菱形刚度，避免转向架发生蛇形运动，然而，如图4至7所示，图4为图1中摇枕2的主视图，图5为图4中B-B向俯视图，图6和图7分别为图4中的A-A、C-C向剖视图；该摇枕2主要包括两个侧壁21和上盖板22、下盖板23，其中央截面设有两个连接上盖板21和下盖板22的立筋221，两个立筋221之间连接有一个横筋222，用于增强摇枕2的强度，其摇枕2中央处的截面为垂向开口的箱形结构。显然，这种结构不能用于穿过上述交叉设置的两个支撑杆，因此该摇枕2不适用于上述中交叉支撑式转向架。有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的摇枕进行优化设计，使其满足弹性中交叉支撑转向架的安装要求和安全运行的要求。
发明内容
本发明的目的为提供一种用于转向架的摇枕，该摇枕适用于安装中交叉支撑转向架的两个支撑杆，并且符合转向架的强度要求。此外，本发明的另一目的为提供一种包括上述摇枕的转向架。为解决上述技术问题，本发明提供一种用于转向架的摇枕，所述转向架设有中交叉支撑杆；所述摇枕在中心处设有由两个侧壁、上盖板和下盖板围成的空腔，两个所述侧壁均在所述空腔的横向一侧设有第一通孔、在所述空腔的横向另一侧设有第二通孔，以使所述支撑杆从任一所述侧壁的第一通孔穿入、经所述空腔和另一所述侧壁的第二通孔穿出。优选地，在所述空腔中，所述上盖板设有至少一个向下伸出、横向设置的第一立筋。优选地，在所述空腔中，所述下盖板设有至少一个向上伸出、横向设置的第二立筋。优选地，所述空腔内中还设有向内伸出、纵向设置的第三立筋，所述第三立筋连接所述第一立筋、所述上盖板、所述侧壁、所述下盖板和所述第二立筋。优选地，两个所述第一通孔之间、两个所述第二通孔之间设有至少一个连接所述上盖板和所述下盖板的第四立筋。优选地，所述第一通孔、所述第二通孔均为横向距离大于垂向距离的长圆孔。优选地，所述第一通孔与所述支撑杆的横向间隙、所述第二通孔与所述支撑杆的横向间隙范围均为5mm 15mm。优选地，所述第一通孔与所述支撑杆的垂向间隙、所述第二通孔与所述支撑杆的垂向间隙均大于所述转向架摇枕的最大垂向挠度。优选地，所述第一通孔的上边缘与所述上盖板顶面的距离、所述第二通孔的上边缘与所述上盖板顶面的距离均大于或等于70mm。优选地,所述上盖板的厚度范围为20mm 30m,所述下盖板的厚度范围为22mm 40mmo本发明提供一种用于转向架的摇枕，其中心处设有由两个侧壁、上盖板和下盖板围成的空腔，两个所述侧壁均在所述空腔的横向一侧设有第一通孔、在所述空腔的横向另一侧设有第二通孔，以使所述支撑杆从任一所述侧壁的第一通孔穿入、经所述空腔和另一所述侧壁的第二通孔穿出。采用这种结构，安装上述中交叉支撑机构时，可以先将第一支撑杆经第一侧壁的第一通孔穿入、经空腔，再经第一侧壁的第二通孔穿出；然后再将第二支撑杆从第一侧壁的第一通孔穿入，经空腔，再经第一侧壁的第二通孔穿出。这样，第一支撑杆和第二支撑杆在空腔实现了交叉设置，并能从侧壁上的通孔穿出实现与侧架的连接。由此可见，采用这种结构的摇枕，能够适用中交叉支撑式转向架。本发明还提供一种转向架，包括两个侧架，连接于两个所述侧架之间的摇枕，以及中交叉支撑杆；所述摇枕采用如上所述的结构，所述支撑杆从所述摇枕的一个侧壁的第一通孔穿入、经所述空腔和另一侧壁的第二通孔穿出。由于上述摇枕具有如上技术效果，因此，包括该摇枕的转向架也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。
图1和图2分别为三大件式转向架的主视图和俯视图3为中交叉支撑转向架的主要结构示意图；图4为图1中摇枕的主视图；图5为图4中的B-B向剖视6为图4中的A-A向剖视7为图4中的C-C向剖视8为本发明所提供摇枕的一种具体实施方式
的主视图；图9为图8中的B-B向剖视图；图10为图8中的A-A向剖视图；图11为图10中的E-E向剖视图；图12为图8中的C-C向剖视图；图13为图8中的F-F向剖视图。其中，图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:侧架I ;摇枕2 ;侧壁21 ;上盖板22 ;下盖板23 ;立筋221 ;横筋222 ;下心盘3 ;二系悬挂系统4 ;轴承承载鞍5 ;车轮6 ；第一支撑杆71 ;第一支撑杆的第一端部711 ;第一支撑杆的第二端部712 ;第二支撑杆72 ;第二支撑杆的第一端部721 ;第二支撑杆的第二端部722 ；图8至图13中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:侧壁11 ;第一通孔111 ;第二通孔112 ;第四立筋113 ;上盖板12 ;下盖板13 ;空腔14 ;第一立筋141 ;第二立筋142 ;第三立筋143。
具体实施例方式本发明的核心为提供一种用于转向架的摇枕，该摇枕通过在中心处、侧壁分别开设空腔和通孔，能够安装两个交叉设置的支撑杆，并且具有较大的强度，保证转向架安全运行。此外，本发明的另一核心为提供一种包括上述摇枕的转向架。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，本文中出现的方位词“横向”、“纵向”、“垂向”均是针对安装转向架的轨道而言的，即“横向”指的是图3中上下延伸、图8中左右延伸的方向，“纵向”指的是图3中左右延伸、图9中上下延伸的方向，“垂向”指的是图8中上下延伸的方向；应当理解，这些方位词的出现是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。请参考图8和图9，图8为本发明所提供摇枕的一种具体实施方式
的主视图；图9为图8中的B-B向剖视图。在一种具体实施方式
中，如图8和图9所示，本发明提供一种用于转向架的摇枕，转向架具有如图3所示的中交叉支撑机构，该摇枕具有两个侧壁，上盖板12和下盖板13，在摇枕的中心处，两个侧壁11、上盖板12和下盖板13围成空腔14，两个侧壁11均在空腔14的横向一侧设有第一通孔111、在空腔14的横向另一侧设有第二通孔112，以使支撑杆从任一侧壁11的第一通孔111穿入、经空腔14和另一侧壁11的第二通孔112穿出。采用这种结构，安装上述中交叉支撑机构时，可以先将第一支撑杆经第一侧壁的第一通孔111穿入、经空腔14，再经第二侧壁的第二通孔112穿出；然后再将第二支撑杆从第二侧壁的第一通孔111穿入，经空腔14，再经第一侧壁的第二通孔112穿出。这样，第一支撑杆和第二支撑杆在空腔14实现了交叉设置，并能从侧壁11上的通孔穿出实现与侧架的连接。由此可见，采用这种结构的摇枕，能够适用中交叉支撑式转向架。需要说明的是，上述“摇枕的中心处”指的是摇枕关于横向、纵向、垂向均为中心的位置。此外，本发明所提供的摇枕并不仅适用于上述中交叉支撑结构的转向架，还能适用于其他因提高转向架性能而需要在摇枕腹腔内交叉穿过杆件的转向架。还可以进一步设置上述空腔14的具体结构。请参考图10和图12所示，图10为图8中的A-A向剖视图；图12为图8中的C-C向剖视图。具体的方案中，在空腔14中，上盖板12设有至少一个向下伸出、横向设置的第一立筋141。由于摇枕顶壁中心通过下心盘与铁路货车的车体连接，转向架运行过程中摇枕中心处承受的载荷较大，因此对摇枕中心处的刚度和强度要求较高。采用上述结构，能够增加摇枕在空腔14处的强度和刚度，避免空腔14的设置削弱摇枕的疲劳强度，以保证转向架稳
定工作。类似的方案中，如图10和图12所示，在空腔14中，下盖板13设有至少一个向上伸出、横向设置的第二立筋142。在上述第一立筋141的基础上，第二立筋142能够进一步增强摇枕的刚度和强度，保证摇枕的工作稳定性。请结合参考图10和图11，图11为图10中的E-E向剖视图。另一种具体实施方式
中，如图10和图11所示，上述空腔14中还设有向内伸出、纵向设置的第三立筋143，第三立筋143连接第一立筋141、上盖板12、侧壁11、下盖板13和第二立筋142。采用这种结构，纵向设置的第三立筋143能够将第一立筋141、上盖板12、侧壁11、下盖板13和第二立筋142连接为一个整体，进一步增强了空腔14处的强度和刚度。这里的方位词“内”指的是在水平面内，由四面八方指向空腔14中心的方向。特别说明的是，上述具体实施方式
并未限定第一立筋141、第二立筋142和第三立筋143的具体数量和具体宽度，如图10所示，可以具体在空腔14的纵向两侧分别设置一个第一立筋141、第二立筋142和第三立筋143，也可以设置其他数目的立筋。这些立筋的具体宽度可以视第一支撑杆、第二支撑杆的交叉处与空腔14内壁的间隙而定。还可以进一步设置上述侧壁11的通孔的具体结构形式。请结合参考图8和图13，图13为图8中的F-F向剖视图。在另一种具体实施方式
中，如图8和图13所示，上述两个第一通孔111之间、两个第二通孔112之间均设有至少一个连接上盖板12和下盖板13的第四立筋113。采用这种结构，连接通孔上壁和下壁的第四立筋113能够增强侧壁11在第一通孔
111、第二通孔112处的强度和刚度，以避免摇枕长期使用后第一通孔111、第二通孔112由于变形造成上端和下端之间距离缩短，或者造成第一通孔111和第二通孔112内壁开裂等不稳定现象的发生，进一步保证转向架的工作稳定性。同样地，第四立筋113的宽度W(图8)可以视第一支撑杆、第二支撑杆的交叉处与空腔14内壁的间隙而定。
具体地，上述第一通孔111、第二通孔112可以均为横向距离大于垂向距离的长圆孔。由于中交叉支撑机构的两个支撑杆均为细长杆，在与摇枕装配的过程中占据横向空间大于垂向空间，因此，将侧壁11上的两个通孔设置为横向长度大于垂向长度的长圆孔能够既能保证支撑杆顺利通过，又不会因空间浪费导致强度和强度的削弱，保证摇枕工作稳定性。此外，如图8所示，上述第一通孔111与支撑杆的横向间隙、第二通孔112与支撑杆的横向间隙范围均为5mm 15_。这样,能够避免第一通孔111、第二通孔112与两个支撑杆发生横向干涉，避免由于二者摩擦造成损耗，或者由于摩擦影响抗蛇形运动的性能，从而保证转向架的工作稳定性。具体地，可以将该横向间隙设置为10mm，当然，还可以将其设置为其他长度。类似的方案中，上述第一通孔111内壁与支撑杆的垂向间隙、第二通孔112内壁与支撑杆的垂向间隙大于转向架摇枕的最大挠度。这样，即使第一支撑杆或第二支撑杆在长期工作后产生挠度，第一通孔111、第二通孔112仍然不会与支撑杆发生干涉，避免在转向架运行过程中二者由于长期摩擦造成损耗，对两个支撑杆和摇枕均起到保护作用。在另一种具体实施方式
中，上述第一通孔111的上边缘、第二通孔112的上边缘与上盖板12顶面的距离H均大于或等于70mm。这样，在通孔之上设置较大的厚度同样能够增强摇枕的刚度和强度，以使其具有较好的疲劳强度，保证工作稳定性。具体地，可以将该横向间隙H设置为100mm，当然，还可以将其设置为其他长度。在另一种具体实施方式
中，上述摇枕的上盖板12的厚度范围可以为20mm 30mm，下盖板13的厚度范围可以为22mm 40mm。通过增大上盖板12和下盖板13的厚度，也能够进一步增强摇枕的刚度和强度，提高其疲劳强度，保证摇枕的工作稳定性。另外，本发明还提供一种转向架，包括平行设置的两个侧架，连接于两个侧架之间的摇枕，以及中交叉支撑机构；摇枕采用如上的结构，中交叉支撑机构的两个支撑杆分别从摇枕的一个侧壁11穿入、经空腔14和另一侧壁11穿出。由于上述摇枕具有如上技术效果，因此，包括该摇枕的转向架也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。以上对本发明所提供的一种转向架及其摇枕进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种用于转向架的摇枕，所述转向架设有中交叉支撑杆；其特征在于，所述摇枕在中心处设有由两个侧壁(11)、上盖板(12)和下盖板(13)围成的空腔(14)，两个所述侧壁(11)均在所述空腔(14)的横向一侧设有第一通孔(111)、在所述空腔(14)的横向另一侧设有第二通孔(112)，以使所述支撑杆从任一所述侧壁(11)的第一通孔(111)穿入、经所述空腔(14)和另一所述侧壁(11)的第二通孔(112)穿出。
2.根据权利要求1所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，在所述空腔(14)中，所述上盖板(12)设有至少一个向下伸出、横向设置的第一立筋(141)。
3.根据权利要求2所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，在所述空腔(14)中，所述下盖板(13)设有至少一个向上伸出、横向设置的第二立筋(142)。
4.根据权利要求3所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，所述空腔(14)内中还设有向内伸出、纵向设置的第三立筋(143)，所述第三立筋(143)连接所述第一立筋(141)、所述上盖板(12)、所述侧壁(11)、所述下盖板(13)和所述第二立筋(142)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，两个所述第一通孔(111)之间、两个所述第二通孔(112)之间设有至少一个连接所述上盖板(12)和所述下盖板的第四立筋(113)。
6.根据权利要求5所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，所述第一通孔(111)、所述第二通孔(112)均为横向距离大于垂向距离的长圆孔。
7.根据权利要求5所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，所述第一通孔(111)与所述支撑杆的横向间隙、所述第二通孔(112)与所述支撑杆的横向间隙范围均为5mm 15_。
8.根据权利要求7所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，所述第一通孔(111)与所述支撑杆的垂向间隙、所述第二通孔(112)与所述支撑杆的垂向间隙均大于所述转向架的摇枕的最大垂向挠度。
9.根据权利要求5所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，所述第一通孔(111)的上边缘与所述上盖板(12)顶面的距离、所述第二通孔(112)的上边缘与所述上盖板(12)顶面的距离均大于或等于70mm。
10.根据权利要求1-4任一项所述的用于转向架的摇枕，其特征在于，所述上盖板(12)的厚度范围为20mm 30mm,所述下盖板(13)的厚度范围为22mm 40mm。
11.一种转向架，包括两个侧架，连接于两个所述侧架之间的摇枕，以及中交叉支撑杆；其特征在于，所述摇枕采用如权利要求1-10任一项所述的结构，所述支撑杆从所述摇枕的一个侧壁的第一通孔(111)穿入、经所述空腔(14)和另一侧壁的第二通孔(112)穿出。
全文摘要
本发明公开了一种用于转向架的摇枕，所述转向架设有中交叉支撑杆；所述摇枕在中心处设有由两个侧壁(11)、上盖板(12)和下盖板(13)围成的空腔(14)，两个所述侧壁(11)均在所述空腔(14)的横向一侧设有第一通孔(111)、在所述空腔(14)的横向另一侧设有第二通孔(112)，以使所述支撑杆从任一所述侧壁(11)的第一通孔(111)穿入、经所述空腔(14)和另一所述侧壁(11)的第二通孔(112)穿出。采用这种结构，第一支撑杆和第二支撑杆在空腔实现了交叉设置，并能从侧壁上的通孔穿出实现与侧架的连接。由此可见，该摇枕能够适用中交叉支撑式转向架。本发明还提供一种包括上述摇枕的转向架，具有相应的技术效果。
文档编号B61F5/04GK103192841SQ20131010849
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者邢书明, 刘振明, 穆凤军, 徐世锋, 胡海滨 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司