本发明涉及一种锁紧装置，尤其是涉及一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置，用于变轨前后滑移机构与转向架轴箱的锁紧。
背景技术：
由于世界各国采用不同的铁路轨距制式，例如中国的铁路为标准轨，轨距为1435mm，俄罗斯和大多数东欧、中亚地区国家的铁路为宽轨，轨距为1520mm，还有一些国家铁路轨距制式为窄轨1000mm，因此，铁道车辆要想在标准轨线路以及宽、窄轨线路上直通运行，则需要借助变轨距转向架实现。
变轨距转向架是一种非常规的转向架，它与常规转向架的主要区别在于轮对结构，轮对结构设计是实现轨距变换功能的关键，变轨距转向架轮对与常规转向架轮对结构相比，需要增加一套锁紧装置，锁紧装置的作用是实现车轮滑移变轨距前的解锁和运行中的锁紧固定，是直接影响能否顺利实现轮对内侧距变化和确保列车运行安全的关键部件，变轨过程一般以不大于15km/h(通常7km/h)的速度通过较短的变轨设施，实现变轨，整个变轨过程的时间很短，因此锁紧机构的解锁和锁紧动作必须灵活快速；车辆正常运行时必须保证锁紧的准确性，不能因为车辆的振动或者其它原因使锁紧的车轮松脱而产生横移，以致发生安全事故，保证锁紧机构准确性，就是要确保车轮在某一适宜轨距位置被锁紧，否则，不但达不到变轨距的目的，还有可能发生安全事故。
中国专利授权公告号为cn103192843a，授权公告日:2013年7月10日，申请日为2013年4月19日，发明名称：用于变轨距转向架的锁紧机构；中国专利授权公告号为cn107757651a；授权公告日:2018年3月6日，申请日为2017年11月23日，发明名称:一种用于高速动车组变轨距转向架的锁紧机构；上述两种用于变轨距转向架的锁紧机构的发明都需要地面配套的机械装置实现解锁和锁紧，并都不具备自动化解锁和锁紧功能。
技术实现要素：
为了实现变轨距转向架在轮对内侧距调整过程中自动对车轮的解锁和锁紧目的，解锁后保证轮对内侧距能自由灵活的调整，锁紧后确保列车在固定轨距的轨道上安全运行，本发明提供了一种便捷且自动化的锁紧装置。
为解决上述问题，本发明提供一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置，其主要包括上轴箱壳体1、下轴箱壳体2、电控气缸3、锁头4、压簧5和龙门反力座6；上轴箱壳体1与下轴箱壳体2通过螺栓固定连接并且同时安装在变轨距转向架上，电控气缸3通过螺栓固定安装在下轴箱壳体2上，龙门反力座6通过螺栓固定安装在上轴箱壳体1上，压簧5两端分别安装在龙门反力座6和锁头4的弹簧座上，压簧5的主要作用是在锁紧位置时压住锁头4防止锁头4上移以及落锁时回压锁头4，确保锁头4下移锁紧。
所述的电控气缸3包括推杆7、气缸体8、支撑侧臂9、上通气孔10和下通气孔11，推杆7上端伸入气缸体8内部，下端头部焊接一个四周开有螺栓孔的法兰盘，利用螺钉将法兰盘与锁头4固定连接，气缸体8外侧焊接两个结构相同的支撑侧臂9，利用螺栓将支撑侧臂9固定连接在下轴箱壳体2上，保证电动气缸竖直向上固定；上通气孔10和下通气孔11通过气管接头与车载气源相通，并由控制器通过电磁阀控制其与气源的接通与断开，从而实现对气缸体8内进、排气的控制。
所述的上轴箱壳体1一侧设置了与锁头4上圆柱销相配合的圆柱槽以及对锁头4限位防止其下移的凸台结构，车轮轴套滑块与车轮一起在轴箱内相对于车轴可以横向移动，实现变轨距，当两车轮达到某一轨距时，车轮轴套滑块上的圆柱槽会与上轴箱壳体1上的圆柱槽对齐，锁头4落锁锁紧。
当变轨距转向架在某一特定轨距下运行时，本发明所述的锁紧装置的锁头4在压簧5压力下处于锁紧状态，当控制器识别到变轨距触发信号时，则控制电动气缸的电磁阀使下通气孔11进气，上通气孔10排气，推动推杆7上移，则锁头4在推杆7的作用下克服压簧5的压力向上移动，解除了车轮轴套滑块与上轴箱壳体1的连接；当锁头4上移至完全解锁后，维持电动气缸内压力不变，变轨距转向架开始转换轨距，车轮轴套滑块在车轮带动下在上轴箱壳体1和下轴箱壳体2之间可以横向移动，当两车轮达到某一轨距时，车轮轴套滑块上的圆柱槽会与上轴箱壳体1上的圆柱槽对齐；当控制器识别到变轨距完成信号时，控制电动气缸的电磁阀使下通气孔11排气，上通气孔10进气，锁头4在推杆7和压簧5的双重作用下落锁锁紧，回到初始锁紧位置。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
本发明所述的一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置，能够在轨距转向架在轮对内侧距调整时实现对车轮的解锁和锁紧作用，并且实现自动化功能，不需要借助地面机械解锁和锁紧配合装置，使变轨距过程更加快速和便捷。
附图说明
图1本发明所述的一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置的轴侧投影图；
图2本发明所述的电动气缸的轴侧投影图；
图3本发明所述的上轴箱壳体的轴侧投影图；
图4本发明所述的锁头的轴侧投影图；
图5本发明所述的一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置的右视图；
图6本发明所述的一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置的锁紧及解锁原理图。
图中，1.上轴箱壳体，2.下轴箱壳体，3.电控气缸，4.锁头；5.压簧，6.龙门反力座，7.推杆，8.气缸体，9.支撑侧臂，10.上通气孔，11.下通气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1和图4，所述的一种适用于变轨距转向架的气动式锁紧装置，其主要包括上轴箱壳体1、下轴箱壳体2、电控气缸3、锁头4、压簧5和龙门反力座6；上轴箱壳体1与下轴箱壳体2通过螺栓固定连接并且同时安装在变轨距转向架上，电控气缸3通过螺栓固定安装在下轴箱壳体2上，龙门反力座6通过螺栓固定安装在上轴箱壳体1上，压簧5两端分别安装在龙门反力座6和锁头4的弹簧座上，压簧5的主要作用是在锁紧位置时压住锁头4防止锁头4上移以及落锁时回压锁头4，确保锁头4下移锁紧。
参阅图2，所述的电控气缸3包括推杆7、气缸体8、支撑侧臂9、上通气孔10和下通气孔11，推杆7上端伸入气缸体8内部，下端头部焊接一个四周开有螺栓孔的法兰盘，利用螺钉将法兰盘与锁头4固定连接，气缸体8外侧焊接两个结构相同的支撑侧臂9，利用螺栓将支撑侧臂9固定连接在下轴箱壳体2上，保证电动气缸竖直向上固定；上通气孔10和下通气孔11通过气管接头与车载气源相通，并由控制器通过电磁阀控制其与气源的接通与断开，从而实现对气缸体8内进、排气的控制。
参阅图3，所述的上轴箱壳体1一侧设置了与锁头4上圆柱销相配合的圆柱槽以及对锁头4限位防止其下移的凸台结构，车轮轴套滑块与车轮一起在轴箱内相对于车轴可以横向移动，实现变轨距，当两车轮达到某一轨距时，车轮轴套滑块上的圆柱槽会与上轴箱壳体1上的圆柱槽对齐，锁头4落锁锁紧。
参阅图5和图6，当变轨距转向架在某一特定轨距下运行时，本发明所述的锁紧装置的锁头4在压簧5压力下处于锁紧状态，当控制器识别到变轨距触发信号时，则控制电动气缸的电磁阀使下通气孔11进气，上通气孔10排气，推动推杆7上移，则锁头4在推杆7的作用下克服压簧5的压力向上移动，解除了车轮轴套滑块与上轴箱壳体1的连接；当锁头4上移至完全解锁后，维持电动气缸内压力不变，变轨距转向架开始转换轨距，车轮轴套滑块在车轮带动下在上轴箱壳体1和下轴箱壳体2之间可以横向移动，当两车轮达到某一轨距时，车轮轴套滑块上的圆柱槽会与上轴箱壳体1上的圆柱槽对齐；当控制器识别到变轨距完成信号时，控制电动气缸的电磁阀使下通气孔11排气，上通气孔10进气，锁头4在推杆7和压簧5的双重作用下落锁锁紧，回到初始锁紧位置。