一种铁路货车及其侧压式弹性旁承的制作方法

文档序号:13218912阅读:227来源:国知局
技术领域本发明涉及运输用铁路货车技术领域,特别涉及一种铁路货车及其侧压式弹性旁承。

背景技术:
运行速度较高的铁路货车通常设置常接触弹性旁承,靠心盘和弹性旁承承担车体重量,车辆落成后弹性旁承受车体垂向压力产生变形,变形所产生的弹性力使车体上旁承下表面与该弹性旁承的上表面间存在正压力,在转向架相对于车体产生绕垂向轴的回转运动时,两表面间的摩擦力使转向架与车体间产生回转阻力矩,该阻力矩可以抑制和衰减转向架相对于车体间的回转振动,从而控制车体的摇头振动,提高车辆运行稳定性。该弹性旁承3ˊ位于转向架2ˊ与车体1ˊ之间,通常位于转向架心盘21ˊ的左右两侧,如图1至图3所示,其中,图1示出了现有铁路货车局部横向结构示意图,图2示出了现有弹性旁承的纵向剖视结构示意图,图3示出了铁路货车的转向架相对于车体绕的回转运动示意图,图4示出了车体的摇头振动示意图。现有弹性旁承3ˊ的上摩擦表面为水平面,车体1ˊ上旁承的表面也是水平面,两者间的摩擦力靠两个平面间的正压力和回转运动产生,两个平面间的正压力靠车体1ˊ重力产生,因此,采用这种弹性旁承3ˊ的车辆回转阻力矩与弹性旁承3ˊ的刚度和预压缩量有关。当车体1ˊ的重量较大时,旁承分担一部分重量即可实现足够大的正压力,由于弹性旁承3ˊ摩擦表面的摩擦力与正压力成正比,因此可以说当车体1ˊ的重量较大时,就能实现足够大的回转阻力矩;反之,当车体1ˊ的重量很轻时,会出现这种情况:即使车体1ˊ重量全部由弹性旁承3ˊ承担、转向架心盘21ˊ一点儿也不承担,也不足以能达到保证车辆动力学性能所需要的回转阻力矩;此外,一般要求旁承不能承担超过85%的车体1ˊ重量,因此,对于车体1ˊ重量轻的车辆,现有弹性旁承3ˊ技术往往不能满足达到产生足够的回转阻力矩这一车辆设计要求,导致车辆空车状态回转阻力矩不足。有鉴于此,本领域技术人员亟待改进现有弹性旁承,以解决车体重量轻的车辆空车状态回转阻力矩不足的问题。

技术实现要素:
本发明的核心目的在于,提供一种铁路货车的侧压式弹性旁承,以解决车体重量轻的车辆空车状态回转阻力矩不足的问题。在此基础上,本发明还提供一种包括该侧压式弹性旁承的铁路货车。这种侧压式弹性旁承,包括弹性体、固设于所述铁路货车的转向架的旁承座和固设于所述铁路货车的车体的旁承体,所述车体旁承体将所述弹性体预压紧于所述旁承座内,所述弹性体和所述车体旁承体通过相适配圆弧面压紧配合。该侧压式弹性旁承的弹性体与车体旁承体之间产生预压力,当车体绕转向架心盘回转时,车体旁承体与弹性体两者的压紧面间产生摩擦力,此摩擦力即可提供车体与转向架间的回转阻力矩,该回转阻力矩的大小不受车体重量的影响,即使很轻的车体,仍然可以实现大的回转阻力矩,在满足车辆动力学性能要求的同时,旁承对车体的支撑力不超过标准要求的85%。因此,侧压式弹性旁承可用于各型铁路货车,尤其适用于车体重量轻的铁路货车,以解决车体重量轻的车辆(例如平车、铝合金车)空车回转阻力矩不足的问题,从而解决车辆高速运行时的动力学稳定性问题。可选地,所述圆弧面的轴线与所述转向架的转向架心盘的垂向中心线重合。可选地,所述车体旁承体和所述旁承座间具有预定垂向旁承间隙a。可选地,所述旁承座底面固设有耐磨垫板,所述耐磨垫板和所述车体旁承体间具有所述预定垂向旁承间隙a。可选地,所述耐磨垫板具体为尼龙垫板。可选地,所述弹性体的数量为两个,两个所述弹性体分设于所述车体旁承体的左右两侧。可选地,所述旁承座和所述弹性体间设置有调整垫,以调整所述弹性体的压缩量。可选地,所述弹性体通过固定框可拆卸地设置于所述旁承座;所述固定框固连于所述旁承座,所述弹性体的一端部插装于所述固定框,以限定所述弹性体相对于所述旁承座的纵向位移和垂向位移,另一端由所述固定框伸出并与所述车体旁承体压紧配合。可选地,所述弹性体包括依次固连的第一固定板、弹性件、第二固定板和耐磨件,所述第一固定板、所述弹性件和所述第二固定板三者插装于所述固定框,所述耐磨件与所述车体旁承体压紧配合。可选地,所述弹性件具体为橡胶件。可选地,所述耐磨件具体为尼龙件。可选地,所述车体旁承体的横断面为T字形,其水平部与所述车体固连,其垂直部与所述弹性体压紧配合。可选地,所述旁承座的前侧立板和后侧立板均开设有供所述车体旁承体穿过并滑动的滑槽。此外,本发明还提供一种铁路货车,包括车体、转向架,以及设于所述车体和所述转向架之间的两个弹性旁承,两个所述弹性旁承对称设于所述车体的两侧;所述弹性旁承采用如上所述的侧压式弹性旁承。由于铁路货车包括上述侧压式弹性旁承,因此,该铁路货车同样具有侧压式弹性旁承所具备的技术效果,故而本文在此不再赘述。附图说明图1示出了现有铁路货车局部横向结构示意图;图2示出了现有弹性旁承的纵向剖视结构示意图;图3示出了铁路货车的转向架相对于车体绕的回转运动示意图;图4示出了车体的摇头振动示意图;图5示出了本发明所提供的铁路货车局部横向结构示意图;图6示出了本发明所提供的侧压式弹性旁承具体实施的横向剖视结构示意图;图7示出了旁承座的三维结构示意图;图8a和8b分别示出了侧压式弹性旁承两个不同角度的三维结构示意图;图9示出了侧压式弹性旁承的外弹性体的三维结构示意图。图1至图4中附图标记各个部件名称之间的对应关系为:1ˊ车体;2ˊ转向架:21ˊ转向架心盘;3ˊ弹性旁承。图5至图9中附图标记各个部件名称之间的对应关系为:1车体:11旁承支腿;2转向架:21转向架心盘、22摇枕;3侧压式弹性旁承:31旁承座、31s滑槽、32a内弹性体、32b外弹性体、32b1第一固定板、32b2弹性件、32b3第二固定板、32b4耐磨件、33车体旁承体、34a内固定框、34b外固定框、35a内调整垫、35b外调整垫、36耐磨垫板。具体实施方式本发明的核心在于,提供一种侧压式弹性旁承,以便转向架与车体间的回转阻力矩大小不依赖于车体重量,即使车体很轻,在保证旁承承担不超过85%的车体重量的情况下,也能够实现所需的回转阻力矩。在此基础上,本发明还提供一种包括该侧压式弹性旁承的铁路货车。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是,本文所述的前后、上下、左右等方位均以铁路货车为参照,以与铁路货车行驶方向平行的方向为纵向,在纵向上,行驶方向所指向的方向为前,与行驶方向相背的方向为后;在平行于铁路货车运行轨道面的平面内,垂直于纵向的方向为横向,在横向上,沿行驶方向看,处于左手边的方向为左,处于右手边的方向为右;以垂直于铁路货车运行轨道面的方向为垂向,在垂向上,靠近轨道面的方向为下,远离轨道面的方向为上。此外,内外方位词是以转向架心盘的轴线为基准,在横向上靠近转向架心盘的轴线侧为内,反之远离转向架心盘的轴线侧为外。请参见图5,该图示出了本发明所提供的铁路货车局部横向结构示意图。如图所示,本发明所提供的铁路货车的车体1和转向架2间设置有侧压式弹性旁承3,该侧压式弹性旁承3的数量为偶数个,且相对于转向架心盘21的垂向中心线左右对称布置。需要说明的是,该铁路货车的车体1、转向架2和轮对的具体结构及相互间装配关系与现有技术基本相同,本领域技术人员基于现有技术完全可以实现,故而本文在此仅对本发明的发明点-侧压式弹性旁承3的具体结构加以详述。请参见图6,该图示出了本发明所提供的侧压式弹性旁承具体实施的横向剖视结构示意图。由图6可知,侧压式弹性旁承3包括旁承座31、内弹性体32a、外弹性体32b和车体旁承体33,其中,旁承座31固设于转向架2的摇枕22上,内弹性体32a和外弹性体32b分别设置于旁承座31的两相对侧立板的内壁,车体旁承体33的上端部固连于车体1的旁承支腿11上,其下端部插入内弹性体32a和外弹性体32b两者间并将内弹性体32a和外弹性体32b预压紧于旁承座31。车体旁承体33、内弹性体32a和外弹性体32b三者的压紧面均为圆弧面。侧压式弹性旁承3的内弹性体32a和外弹性体32b两者与车体旁承体33之间产生预压力,当车体1绕转向架心盘21回转时,车体旁承体33与内弹性体32a和外弹性体32b两者的圆弧形压紧面间产生摩擦力,此摩擦力即可提供车体1与转向架2间的回转阻力矩,该回转阻力矩的大小不受车体1重量的影响,即使很轻的车体1,仍然可以实现大的回转阻力矩,在满足车辆动力学性能要求的同时,旁承对车体1的支撑力不超过标准要求的85%。因此,侧压式弹性旁承3可用于各型铁路货车,尤其适用于车体1重量轻的铁路货车,以解决车体1重量轻的车辆(例如平车、铝合金车)空车回转阻力矩不足的问题,从而解决车辆高速运行时的动力学稳定性问题。具体的方案中,上述弹性体与旁承体33的圆弧接触面的轴线与转向架心盘21的垂向中心线重合。采用这种结构,使得弹性体与旁承体33摩擦产生的回转阻力矩,与车体1绕转向架心盘21回转产生的回转力矩吻合度更高,也即二者除了方向不一致外其余参数基本一致,进而实现了更大的阻力作用。可以想到,上述弹性体与旁承体33的圆弧接触面的参数并不仅限于此,还可以将其轴线设于其他位置。接下来,结合说明书附图对侧压式弹性旁承3各个组件的具体加工加以详述。由图6可知,本具体实施方式中侧压式弹性旁承3的旁承座31与转向架2的摇枕22一体成型,接下来结合图7对旁承座31的具体结构进行详细说明,图7示出了旁承座的三维结构示意图。旁承座31具体为由摇枕22的上表面和四个侧立板围合而成的上端开口的方形盒体,内弹性体32a和外弹性体32b通过各自的固定框可拆卸地连接于旁承座31的内侧立板和外侧立板的内壁上。结合图6可知,内弹性体32a通过内固定框34a可拆卸地旁承座31内,同样,外弹性体32b通过外固定框34b可拆卸地旁承座31内,内固定框34a和外固定框34b均为由四块平板围合固定形成的方形框架,并通过焊接或粘接等方式固定于旁承座31的内侧壁上。为了便于更好地理解侧压式弹性旁承3的具体结构,请一并参见图8a和8b,图8a和8b分别示出了侧压式弹性旁承两个不同角度的三维结构示意图。详细地,内弹性体32a插入内固定框34a内,以限定内弹性体32a相对于旁承座31的纵向位移和垂向位移,内弹性体32a上由内固定框34a的伸出端与车体旁承体33压紧配合,以便在空车状态下将内弹性体32a预压紧于旁承座31的内侧壁上,内弹性体32a和外弹性体32b通过各自的固定框可拆卸连接于旁承座31内,结构简单且便于维护和更换。由于内弹性体32a和外弹性体32b与各自的固定框装配方式相同,本领域技术人员基于上述说明,即可直接且毫无疑义的获知外弹性体32b和外固定框34b可拆卸地连接关系,故而本文在此不再赘述。进一步,继续参见图6可知,内弹性体32a与旁承座31间设置有内调整垫35a,同样外弹性体32b与旁承座31间也设置有外调整垫35b,以便采用不同厚度的调整垫来调整内弹性体32a和外弹性体32b的预压缩量,继而调整内弹性体32a和外弹性体32b两者的预压力,以达到调整车体1与转向架2间的回转阻力矩大小的目的。本具体实施方式中的内弹性体32a和外弹性体32b均为拼装式结构,具体地,结合图9以外弹性体32b为例来对这种拼装式弹性体结构加以说明,图9示出了侧压式弹性旁承的外弹性体的三维结构示意图。外弹性体32b包括依次固连的第一固定板32b1、弹性件32b2、第二固定板32b3和耐磨件32b4,其中,第一固定板32b1和第二固定板32b3外形与外固定框34b形状像匹配,预压紧状态下,外弹性体32b的第一固定板32b1、弹性件32b2和第二固定板32b3三者均插装于外固定框34b内,耐磨件32b4由外固定框34b内伸出并加工有与车体旁承体33的凸圆弧面同轴且半径相等的凹圆弧面,相应地,内弹性体32a的耐磨件32b4加工有与车体旁承体33的凹圆弧面同轴且半径相等的凸圆弧面。拼装式弹性体的优势在于:第一固定板32b1和第二固定板32b3两者与外固定框34b的内侧壁刚性接触,以更好地限定外弹性体32b相对于旁承座31沿纵向和垂向位移且便于组装,压缩量较大的弹性件32b2可提供较大的预压紧力,而耐磨性较强的耐磨件32b4则与车体旁承体33滑动摩擦配合可保证外弹性体32b具备较长的使用寿命。需要说明的是,本具体实施方式中弹性件32b2具体为橡胶件,耐磨件32b4具体为尼龙件。可以理解,在满足弹性件32b2和耐磨件32b4各自功能基础上,弹性件32b2和耐磨件32b4亦可由本领域常用的其他材质制成。车体旁承体33的横断面为T字形,其水平部与车体1的旁承支腿11固定连接,其垂直部加工有与内弹性体32a和外弹性体32b压紧配合的圆弧面,侧压式弹性旁承3整体结构紧凑合理。需要说明的是,由于车体1和转向架2在水平面内相对转动时,车体旁承体33相对于内弹性体32a和外弹性体32b绕转向架心盘21的轴线滑动以形成回转阻力矩,为了在车体旁承体33和内弹性体32a和外弹性体32b两者间形成较大的回转阻力矩,车体旁承体33与内弹性体32a和外弹性体32b两者在滑动配合过程中需要始终完全接触,这样势必需要增大旁承座31的纵向长度,而旁承座31纵向长度的增大必然会增加制作成本和加工难度。因此,如何在不增大旁承座31体积前提下增加车体旁承体33的活动空间是本领域技术人员需要解决的技术问题。为此,如图7所示,本具体实施方式中在旁承座31的前侧立板和后侧立板上均开设了供车体旁承体33穿过并滑动的滑槽31s。如此设置,旁承体相对于内弹性体32a和外弹性体32b绕转向架心盘21的轴线滑动时,其两端部可由相应地滑槽31s伸出,从而巧妙地实现了在不增大旁承座31体积前提下增加车体旁承体33的活动空间的要求。此外,由于背景技术中记载的弹性旁承只能提供垂向的弹性,当车体1产生侧滚振动时,弹性旁承虽然能够提供一定的支撑力,但是旁承垂向变形没有衰减能量的功能,因此不能提供抑制车体1侧滚振动的阻尼,因而无法快速有效衰减车体1侧滚振动。为此,如图6所示,空车状态下,车体旁承体33和旁承座31的底面间具有预定垂向旁承间隙a,当车体1侧滚且侧滚角度达到预设值时,车体旁承体33相对于弹性体下移至与旁承座31的底面相抵,垂向旁承间隙a为零,旁承压死,以免车体1侧滚角过大,从而可提供抑制车体1侧滚振动的阻尼,改善车辆抗侧滚性能。另外,旁承座31的底面上固设有耐磨垫板36,前述的预定垂向旁承间隙a是指车体旁承体33和耐磨垫板36间的垂向距离。当车体1侧滚且侧滚角度达到预设值,垂向旁承间隙a为零后,车体旁承体33与耐磨垫板36相抵,旁承压死,车体1相对于转向架2继续侧滚时,车体旁承体33相对于耐磨垫板36滑动,继而可防止车体旁承体33和旁承座31刚性滑动而造成磨损,从而在一定程度上延长了铁路货车的使用寿命。该耐磨垫板36具体为尼龙垫板,可以理解,在满足耐磨功能、加工及装配工艺要求的基础上,耐磨垫板36亦可由其他耐磨材质制成。需要强调的是,本具体实施方式中侧压式弹性旁承3包括内弹性体32a和外弹性体32b,空车状态下,车体旁承体33与内弹性体32a和外弹性体32b两者均压紧配合。当然,在满足回转阻力矩大小要求基础上,侧压式弹性旁承3也可仅包括外弹性体32b或内弹性体32a。例如:侧压式弹性旁承3仅包括外弹性体32b,该外弹性体32b通过前述方式设置于旁承座31内,车辆落座后,车体旁承体33将外弹性体32b预压紧于旁承座31内,两者压紧配合面为轴线与转向架心盘21的垂向中心线重合且半径相等的凸圆弧面和凹圆弧面,其中,凸圆弧面加工于车体旁承体33,相应地,凹圆弧面加工于外弹性体32b。同理,侧压式弹性旁承3仅包括内弹性体32a,该内弹性体32a通过前述方式设置于旁承座31内,车辆落座后,车体旁承体33将内弹性体32a预压紧于旁承座31内,两者压紧配合面为轴线与转向架心盘21的垂向中心线重合且半径相等的凸圆弧面和凹圆弧面,其中,凸圆弧面加工于内弹性体32a,相应地,凹圆弧面加工于车体旁承体33。当车体1相对于转向架2转动时,仅包括单个弹性体的侧压式弹性旁承3与前述包括两个弹性体的侧压式弹性旁承3相比,后者形成的回转阻力矩是前者的一倍,且可消除车体1与转向架2间的横向间隙(现有技术中车体心盘和转向架心盘21间存在横向间隙,从而改善车辆动力学性能。此外,本发明还提供一种铁路货车,包括车体1、转向架2,以及设于所述车体1和所述转向架2之间的两个弹性旁承,两个所述弹性旁承对称设于所述车体1的两侧;所述弹性旁承采用如上所述的侧压式弹性旁承3。采用这种结构,由于上述弹性旁承具有如上所述的技术效果,因此,应用该弹性旁承的铁路货车也应当具有相同的技术效果,在此不再赘述。以上所述仅为本发明的优选实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
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