一种轨道车辆转向架及其侧架的制作方法

本发明涉及轨道车辆转向架技术领域，特别涉及一种轨道车辆转向架及其侧架。

背景技术：

铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部件。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。

铁路货车上最常见的转向架是二轴铸钢三大件式转向架，如图1所示，图1为现有技术中轨道车辆转向架的结构示意图。该转向架包括一个摇枕4＇、两个侧架1＇、两个轮对6＇、弹簧减振装置7＇和制动装置5＇等部件。

如图2所示，图2为图1中侧架的结构示意图。为了提高货车的动力学性能，减小轮轨间的冲击载荷和车辆的振动，在转向架的侧架1＇与承载鞍2＇之间加装一个轴箱橡胶垫3＇，轴箱橡胶垫3＇是一个在上下金属板(称为上下衬板)间硫化一层橡胶的部件。在车辆运行过程中，由于轮对7＇在水平面内受到轨道的作用力，而轴箱橡胶垫3＇的弹性作用使得该作用得到一定程度的缓冲，从而减小了该作用力，以实现轮对7＇与侧架1＇之间的弹性定位。同时，轴箱橡胶垫3＇在车辆横向、纵向、竖向均具有一定的变形能力，可以为轮对7＇提供一定的横向、纵向和竖向刚度，从而减小轮轨间的冲击载荷和车辆的振动、改善车辆的动力学性能、减轻磨耗。

目前，常用的轴箱橡胶垫包括以下三种结构，如图3-5所示，其中，图3为现有技术中平板型橡胶垫的结构示意图；图4为现有技术中八字型橡胶垫的结构示意图；图5为现有技术中三块橡胶垫的结构示意图。

如图3所示，该轴箱橡胶垫3＇的上下衬板为平板型，中间硫化一层橡胶。由于该轴箱橡胶垫3＇的纵向和横向的刚度总是相等，无法根据车辆的动力学性能需要及时调整，因此，该轴箱橡胶垫3＇改善车辆动力性能的效果不好。如图5所示，该轴箱橡胶垫3＇由三块橡胶垫组合而成，能够实现转向架对轴箱橡胶垫3＇纵向、横向刚度的不同要求，但是该轴箱橡胶垫3＇结构复杂，制造成本高，组装和拆卸均不方便。

如图4所示，该轴箱橡胶垫3＇的上下衬板均为“八”字型，二者之间硫化一层同形状的橡胶，该轴箱橡胶垫3＇和承载鞍2＇设置于导框顶板与轴承之间，并通过在承载鞍2＇的预定位置设置挡块来限位轴箱橡胶垫3＇，从而将轴箱橡胶垫3＇定位于侧架导框内。该轴箱橡胶垫3＇能够实现转向架对横向、纵向刚度的不同要求，且仅包括一块“八”字型橡胶垫，结构简单，成本较低。因此，图4所示的轴箱橡胶垫能够解决图3和图5的轴箱橡胶垫所存在的问题。

如图4所示，由于轴箱橡胶垫3＇为八字型结构，使得与其配合的侧架1＇的导框顶板和承载鞍2＇均为八字型结构，因此，需对导框顶面进行加工，导致侧架1＇成本增加，承载鞍2＇由于设有挡块而导致其重量增加，同时，对于不同形状、厚度的轴箱橡胶垫3＇来说，导框顶板及承载鞍顶板的形状通常不同，挡块的设置位置也不同，因此，侧架1＇和承载鞍2＇的通用性较低。

有鉴于此，如何提供一种新型轴箱橡胶垫固定结构，使得轴箱橡胶垫固定于侧架导框时，承载鞍重量较轻，且通用性较高，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种轨道车辆转向架的侧架，其沿纵向的两端具有侧架导框，所述侧架导框用于安装轴箱橡胶垫和承载鞍，所述侧架导框沿纵向的两内端面设有小导台；所述轴箱橡胶垫沿纵向的两端均开设有第一缺口，所述承载鞍沿纵向的两端均开设有第二缺口，位于同一端的所述第一缺口与所述第二缺口竖向连通形成卡槽，两所述卡槽相背设置，且底面朝向纵向，侧面朝向横向；

两所述小导台分别卡接于对应的所述卡槽。

可以理解，当小导台卡接于卡槽时，该卡槽的底面和侧面能够限制小导台沿相互垂直的两个方向的运动，由于本发明中卡槽的底面朝向纵向，侧面朝向横向，因此，二者卡接后，该卡槽限制轴箱橡胶垫和承载鞍与侧架之间相沿纵向和横向相对运动，即通过卡槽和小导台能够实现轴箱橡胶垫与侧架、承载鞍与侧架之间的横向和纵向相连。

另外，承载鞍由于设置有两第二缺口，且不需要重新加工挡块，仅通过侧架导框原有的小导台实现轴箱橡胶垫和承载鞍的可靠定位，因此，该承载鞍的重量较轻。同时，由于小导台的形状和大小固定，能够实现不同形状、厚度的轴箱橡胶垫的定位，因此，该连接方式使得侧架和承载鞍具有较高的通用性。

可选地，相连通的所述第一缺口和所述第二缺口的纵向端面形成所述卡槽的卡槽底面，横向端面形成所述卡槽的卡槽侧面；

卡接时，所述小导台的纵向表面与所述卡槽底面之间具有纵向预定间隙，横向表面与所述卡槽侧面之间具有横向预定间隙。

可选地，所述轴箱橡胶垫包括竖向分布的上衬板与下衬板，二者之间连接有橡胶层，所述上衬板包括第一水平段与向下倾斜的两第一倾斜段，两所述第一倾斜段分别位于所述第一水平段纵向的两端；

所述侧架导框的导框顶板为平板，所述小导台卡接于所述卡槽时，所述导框顶板抵接于所述第一水平段，并与两所述第一倾斜段具有间隙。

可选地，所述轴箱橡胶垫沿横向凸出于所述侧架导框，所述导框顶板包括沿横向凸出于所述侧架导框的两外沿板，且所述导框顶板与所述上衬板沿横向相适配；

所述承载鞍的承载鞍顶板沿横向凸出于所述侧架导框，且所述承载鞍顶板与所述下衬板沿横向相适配。

可选地，所述下衬板包括第二水平段与向下倾斜的两第二倾斜段，两所述第二倾斜段分别位于所述第二水平段纵向的两端，所述承载鞍顶板包括与所述第二水平段相适配的顶板水平段和与所述第二倾斜段相适配的两顶板倾斜段；

所述第二水平段的纵向尺寸小于所述第一水平段的纵向尺寸。

可选地，所述上衬板的厚度大于所述下衬板的厚度。

可选地，所述上衬板的上表面具有若干上定位销，所述下衬板的下表面具有若干下定位销，所述导框顶板开设有与所述上定位销配合的第一安装孔，所述承载鞍开设有与所述下定位销配合的第二安装孔；

所述第一安装孔、所述上定位销、所述下定位销及所述第二安装孔相互同轴，且所述第一安装孔与所述上定位销间隙配合，所述第二安装孔与所述下定位销间隙配合。

可选地，所述导框顶板的下表面开设有若干顶面槽，所述顶面槽为横向延伸的通槽。

可选地，所述外沿板的上表面设置有若干加强筋。

另外，本发明还提供一种轨道车辆的转向架，包括侧架及连接于所述侧架的轮对和摇枕，其中，所述侧架为以上所述的侧架。

可选地，还包括设于所述摇枕、用于制动所述轮对的制动装置，所述制动装置包括制动梁和固定杠杆，所述固定杠杆一端铰接于所述制动梁，另一端与轨道车辆车体的上拉杆相连。

附图说明

图1为现有技术中轨道车辆转向架的结构示意图；

图2为图1中侧架的结构示意图；

图3为现有技术中平板型橡胶垫的结构示意图；

图4为现有技术中八字型橡胶垫的结构示意图；

图5为现有技术中三块橡胶垫的结构示意图；

图6为本发明所提供轴箱橡胶垫与承载鞍安装于侧架导框时的爆炸图；

图7为图6中轴箱橡胶垫与承载鞍配合的爆炸图；

图8为图6中轴箱橡胶垫的结构示意图；

图9为图8的主视图；

图10为图8的俯视图；

图11为图6中侧架导框的结构示意图；

图12为图6中侧架导框的另一视角的结构示意图；

图13为图11的主视图；

图14为图11的俯视图；

图15为图6中承载鞍的结构示意图；

图16为图6中承载鞍的另一视角的结构示意图；

图17为图15的正视图；

图18为图16的俯视图；

图19为本发明所提供转向架的结构示意图。

图1-5中：

1＇侧架、2＇承载鞍、3＇轴箱橡胶垫、4＇摇枕、41＇支点座、5＇制动装置、51＇固定杠杆、52＇支点、6＇轮对、7＇弹簧减震装置。

图6-19中：

1侧架、11侧架导框、111导框顶板、1111外沿板、1112加强筋、1113第一安装孔、1114顶面槽、12小导台；

2轴箱橡胶垫、21上衬板、211第一水平段、212第一倾斜段、213上定位销、22下衬板、221第二水平段、222第二倾斜段、223下定位销、23橡胶层、24第一缺口、241第一纵向端面、242第一横向端面；

3承载鞍、31承载鞍顶板、311顶板水平段、312顶板倾斜段、313第二安装孔、32第二缺口、321第二纵向端面、322第二横向端面、33叠放槽、34支脚；

4轮对、5摇枕、6制动装置、61固定杠杆、62中拉杆、63上拉杆、7弹簧减振装置。

具体实施方式

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，本文中提到的“纵向”、“横向”、“竖向”等方位词是以轨道车辆的行驶方向为基准定义的。其中，“纵向”指的是转向架所在平面内与轨道车辆行驶方向相同的方向，如图19所示的左右方向；“横向”指的是转向架所在平面内与轨道车辆行驶方向垂直的方向，如图19所示垂直于纸面的方向；“竖向”指的是垂直于转向架所在平面的方向，如图19所示的上下方向。可以理解，当定义基准变化时，上述各方位词所表示的方向也随之改变，因此，上述方位词不应视为对本发明保护范围的绝对限定。

请参考附图6-19，其中，图6为本发明所提供轴箱橡胶垫与承载鞍安装于侧架导框时的爆炸图；图7为图6中轴箱橡胶垫与承载鞍配合的爆炸图；图8为图6中轴箱橡胶垫的结构示意图；图9为图8的主视图；图10为图8的俯视图；图11为图6中侧架导框的结构示意图；图12为图6中侧架导框的另一视角的结构示意图；图13为图11的主视图；图14为图11的俯视图；图15为图6中承载鞍的结构示意图；图16为图6中承载鞍的另一视角的结构示意图；图17为图15的正视图；图18为图16的俯视图；图19为本发明所提供转向架的结构示意图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种轨道车辆转向架的侧架1，如图19所示，该侧架1沿纵向的两端分别具有侧架导框11，两侧架导框11之间设置有弹簧减振装置7，且该侧架导框11用于安装转向架的一系悬挂装置。轨道车辆运行时，一系悬挂装置对导框顶板111具有竖向向上的作用力，弹簧减振装置7对侧架1的弹簧承载台具有向下的作用力，该方向相反的两个作用力形成作用于侧架1的扭矩。

其中，转向架的一系悬挂装置包括轴箱橡胶垫2，如图6所示，轴箱橡胶垫2设于导框顶板111与承载鞍3之间，用于缓冲轨道对车辆的冲击和振动。同时，图6中的侧架导框11沿纵向的两内端面均具有舌形小导台12，该小导台12与导框顶板111配合，实现轴箱橡胶垫2与侧架1和承载鞍3之间的连接。

具体地，本发明中，如图6所示，轴箱橡胶垫2沿纵向的两端均开设有第一缺口24，承载鞍3沿纵向的两端均开设有第二缺口32，位于纵向同一端的第一缺口24与第二缺口32竖向连通，且连通后形成底面朝向纵向、侧面朝向横向，并相背设置的两卡槽，具体为：第一缺口24的第一纵向端面241和第二缺口32的第二纵向端面321相连，形成卡槽的底面，第一缺口24的两第一横向端面241与第二缺口32的第二横向端面322相连，形成卡槽的两侧面，因此，对于卡槽来说，其底面为纵向平面，侧面为横向平面。两小导台12分别卡接于对应的卡槽。

可以理解，当小导台12卡接于卡槽时，该卡槽的底面和侧面能够限制小导台12沿相互垂直的两个方向的运动，如图6所示，由于本发明中卡槽的底面朝向纵向，侧面朝向横向，因此，二者卡接后，该卡槽限制轴箱橡胶垫2和承载鞍3与侧架1之间相沿纵向和横向相对运动，即通过卡槽和小导台12能够实现轴箱橡胶垫2与侧架1、承载鞍3与侧架1之间的横向和纵向相连，且卡接连接的可靠性较高。

另外，承载鞍3由于设置有两第二缺口32，且不需要重新加工挡块，仅通过侧架导框11原有的小导台12实现轴箱橡胶垫2和承载鞍3的可靠定位，因此，该承载鞍3的重量较轻。同时，由于小导台12的形状和大小固定，能够实现不同形状、厚度的轴箱橡胶垫3的定位，因此，该连接方式使得侧架1和承载鞍3具有较高的通用性。

进一步地，小导台12与卡槽卡接时，该小导台12的纵向表面与卡槽底面之间具有纵向预定间隙，横向表面与卡槽侧面之间具有横向预定间隙。具体实现方式为：第一缺口24的两第一纵向端面241之间的距离略大于两小导台12之间的距离、第二缺口32的两第二纵向端面321之间的距离略大于两小导台12之间的距离，以形成上述纵向预定间隙；第一缺口24的两第一横向端面242之间的距离略大于小导台12的横向尺寸、第二缺口32的两第二横向端面322之间的距离略大于小导台12的横向尺寸，以形成上述横向预定间隙。同时，在形成上述预定间隙的同时，应保证第一缺口24和第二缺口32的尺寸相同，从而避免卡槽的底面或侧面形成阶梯而影响连接的可靠性和强度。

可以理解，上述纵向预定间隙和横向预定间隙的设置能够避免轨道车辆行驶过程中，尤其是转弯时，由于小导台12与第二缺口32之间无间隙而导致侧架1与承载鞍3卡死，从而保证轨道车辆正常行驶。

更进一步地，如图8-10所示，轴箱橡胶垫2包括竖向分布的上衬板21与下衬板22，二者之间连接有橡胶层23，其中，上衬板21包括第一水平段211与向下倾斜的两第一倾斜段212，两第一倾斜段212分别位于所述第一水平段211纵向的两端；下衬板22包括第二水平段221与向下倾斜的两第二倾斜段222，两第二倾斜段222分别位于第二水平段221纵向的两端；因此，上衬板21、下衬板22及橡胶层23均为八字型结构。

本实施例的中，由于两竖向倾斜段的存在，使得该轴箱橡胶垫2具有横向、纵向和竖向三个方向的刚度，从而能够提高轨道车辆运行的稳定性。实际使用时，通过调整倾斜段与水平段之间的角度，及倾斜段与水平段的面积和厚度，能够使得该轴箱橡胶垫2具有不同的纵向刚度和横向刚度，从而缓冲大小不同的横向力和纵向力，进而使得该轴箱橡胶垫2具有良好的减振效果。

同时，由于轴箱橡胶垫2的上衬板21为八字型结构，为了保证其与导框顶板111相配合，如图4所示的现有技术中通常将导框顶板111也设置为八字型结构。显然，该设置方式需重新加工侧架1。

如图11-14所示的实施例中，侧架导框11的导框顶板111为平板，当小导台12卡接于卡槽时，导框顶板111抵接于第一水平段211，并与两第一倾斜段212具有间隙。同时，如图15-18所示，承载鞍顶板31包括与第二水平段221相适配的顶板水平段311和与第二倾斜段222相适配的两顶板倾斜段312。

如此设置，当轴箱橡胶垫2的上衬板21为八字型结构时，本实施例中的导框顶板111仍为常用的平板形结构，因此，能够在提高轨道车辆动力性性能的同时，简化侧架1的结构，避免重新加工侧架1。

此时，结合图6可知，导框顶板111的纵向尺寸大于第一水平段211的纵向尺寸，因此，上述设置方式使得导框顶板111与轴箱橡胶垫2配合的面积减小，相当于轴箱橡胶垫2的有效作用面积减小，因此，导致其刚度降低，由于该轴箱橡胶垫2纵向的两端具有倾斜段，其纵向刚度仍较大，因此，上述导框顶板111与第一水平段121抵接的设置方式导致轴箱橡胶垫2的横向刚度减小。

基于此，如图6所示，轴箱橡胶垫2沿横向的两端凸出于所述侧架导框11，即其横向尺寸增大，同时，导框顶板111沿横向的两端包括凸出于侧架导框11的外沿板1111，即导框顶板111的横向尺寸也增大，并使得导框顶板111与上衬板21沿横向相适配。此时，导框顶板111与上衬板21之间横向配合的长度增大，从而增大轴箱橡胶垫2的横向刚度。

因此，本实施例中的设置方式在满足轴箱橡胶垫2的横向、纵向刚度的同时，还能够避免侧架1再加工，从而简化其结构，降低成本。

同时，由于下衬板22沿横向凸出于侧架导框11，因此，如图6所示，承载鞍3的承载鞍顶板31沿横向的两端也凸出于侧架导框11，即承载鞍3的横向尺寸增大，并使得承载鞍顶板31与下衬板22沿横向相适配，以保证轴箱橡胶垫2具有良好的减振效果。

如图11-14所示，外沿板1111的上表面设置有若干加强筋1112，各加强筋1112竖向延伸，并与侧架1的横向端面连接，从而提高外沿板1111的强度。

上述各实施例中，如图9所示，第二水平段221的纵向尺寸小于第一水平段211的纵向尺寸，即第二倾斜段222相对于第二水平段221的第二倾斜角大于第一倾斜段212相对于第一水平段211的第一倾斜角，具体可为，第一倾斜角为120°，第二倾斜角为150°。

当第一水平段211的纵向尺寸较大时，其与导框顶面111配合的纵向尺寸较大，能够提高轴箱橡胶垫2的纵向刚度；当第二水平段221的纵向尺寸较小时，使得橡胶层23在倾斜段的厚度较大，承载鞍2的在倾斜段的体积较小，因此，能够提高轴箱橡胶垫2的刚度，且有利于降低承载鞍2的重量。

上述各实施例中，上衬板21的厚度大于下衬板22的厚度。

如上所述，上衬板21仅通过第一水平段211与导框顶面111配合，第一倾斜段212悬空，而下衬板22的第二水平段221与第二倾斜段222均与承载鞍顶板31抵接，不存在悬空段，因此，该结构的上衬板21强度低于下衬板22，存在损坏的风险。本实施例中，通过增大上衬板21的厚度来补偿其强度。

如图9所示，上衬板21的上表面具有若干上定位销213，下衬板22的下表面具有若干下定位销223，导框顶板111开设有与上定位销213配合的第一安装孔1113，承载鞍3开设有与下定位销223配合的第二安装孔313，从而使得导框顶板111、轴箱橡胶垫2与承载鞍3三者之间通过上定位销213和下定位销223竖向相连。

具体地，第一安装孔1113、上定位销213、下定位销223及第二安装孔313相互同轴，且第一安装孔1113与上定位销213间隙配合，第二安装孔313与下定位销223间隙配合。

如此设置，能够避免上定位销213与第一安装孔1113、下定位销223与第二安装孔313卡死，并提供上衬板21与下衬板22相对运动的空间，以使二者之间的橡胶层23能够产生剪切作用。

另外，如图12所示，导框顶板111与上衬板21抵接的下表面开设有若干顶面槽1114，该顶面槽1114为横向延伸的通槽。

图12所示的实施例中，导框顶板111开设有两个顶面槽114，从而在导框顶板111下表面形成三条相对于顶面槽114凸起的接触带，以促进除顶面槽114之外的三条接触带与上衬板21之间的接触，从而提高导框顶板111与上衬板21之间的配合。

另外，承载鞍3的承载鞍顶板31下表面设有若干减重槽，以进一步降低承载鞍3的重量。如图15-18所示，承载鞍顶板31的顶板倾斜段312设有四个叠放槽33，且四个叠放槽33位于承载鞍顶板31的四角。同时，该承载鞍3底部具有四个支脚34，上述叠放槽33与支脚34相适配，运输承载鞍3时，各承载鞍3上下叠放，并使得支脚34位于叠放槽33内，从而提高承载鞍3运输时的稳定性和安全性。

另外，本发明还提供一种轨道车辆的转向架，如图15所示，该转向架包括侧架1及连接于侧架1的轮对4和摇枕5，其中，该侧架1为以上任一实施例中所述的侧架1。由于该侧架1具有上述技术效果，包括该侧架1的转向架应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

进一步地，该转向架还包括设于摇枕5且用于制动轮对4的制动装置6，其中，该制动装置6包括两个制动组件，两制动组件分别用于两轮对4的制动，制动组件包括制动梁和固定杠杆61，两固定杠杆61之间通过中拉杆62相连，从而将两制动组件连接起来。同时，固定杠杆61一端铰接于制动梁，另一端与轨道车辆车体的上拉杆63相连。

如图1所示的现有技术中，制动装置5＇的固定杠杆51＇铰接于支点52＇，而支点52＇通过安装于摇枕4＇的支点座41＇与摇枕4＇相连，因此，该制动装置5＇通过支点52＇将制动力传递至固定杠杆51＇，以实现制动。如图1所示，由于摇枕4＇的限制，该支点52＇的有效长度较短，因此，固定杠杆51＇传递的制动力受摇枕4＇的约束较强，导致该制动装置5＇制动缓解不良。

本发明中，如图19所示，该制动装置5不设置支点和支点座，而是通过车体的上拉杆63传递制动力，该上拉杆63的有效长度不受摇枕5的限制，远大于支点的有效长度，因此，本实施例中的制动装置5所受的约束较小，不易蹩劲，从而具有良好的制动缓解性能。

以上对本发明所提供的一种轨道车辆转向架及其侧架均进行了详细介绍。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。