一种齿轨轮高度调节机构及齿轨车轮驱装置的制作方法

本发明属于齿轨车驱动技术领域，尤其涉及一种齿轨轮高度调节机构及齿轨车轮驱装置。

背景技术：

齿轨车是借助道床上的齿条与机车上的齿轮实现增加爬坡能力的矿用机车。国内外对齿轨车进行了充分的研究，其中国外有大量的实物机车运行在不同的山地线路上。国内虽然暂没有在山地线路上运行的齿轨车辆，但是其类似技术在游乐设施和采煤领域都有一定的应用。传统技术中，齿轨轮设置在车轮之间，一般通过过盈配合与车轴连接，另外，齿轨轮和车轮圆心在同一高度线上，且相对不可调。为保证齿轨轮和道床上的齿条的正常啮合，车轮的直径使用限度范围很小，一般小于10mm。普通的地铁车辆，其车轮直径使用限度范围一般可达到70mm。由于这一制约，严重缩短了齿轨车车轮的更换周期和使用寿命，限制了齿轨车辆的使用范围和使用性能。

cn201510893200公开了一种齿轨轮装置，通过安装轴座，使得齿轨轮可相对车轴转动，但文中并未提及如何解决齿轨轮车轮寿命短的上述问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在保证齿轨轮和线路上齿条正常啮合的前提下，增加车轮直径的使用限度范围，延长车轮的更换周期和使用寿命的齿轨轮高度调节机构，还相应提供具有该机构的齿轨车轮驱装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种齿轨轮高度调节机构，所述齿轨轮高度调节机构用于安装于车轴上且位于车轮和齿轨轮之间，所述齿轨轮高度调节机构包括空心轴头、偏心轮、轴承和空心轴；所述空心轴套设于车轴上，所述空心轴用于安装齿轨轮；所述偏心轮通过轴承套装于车轴上，所述空心轴头套装于偏心轮上并与空心轴固定连接。

藉由上述结构，在车轮磨耗齿轨轮高度随之降低后，只需旋转偏心轮结构，偏心轮绕车轴中心旋转的同时，该齿轨轮高度调节机构带动空心轴上的齿轨轮相对轮对抬高，在保证齿轨轮和线路上齿条正常啮合的前提下，扩大了车轮直径使用限度范围，延长了车轮的更换周期和使用寿命，扩展了齿轨车辆的使用范围和使用性能。

且本发明通过上述设计，使得齿轨车在行进过程中，齿轨轮高度调节机构相对机架静止，而大齿轮、齿轨轮、轮对等传动运动部件的转动不受影响。

所述轴承优选为调心滚子轴承，以保证齿轨轮高度调节机构相对机架静止，而大齿轮、齿轨轮、轮对等传动运动部件的转动不受影响。

作为上述技术方案的进一步改进：

为提高齿轨轮高度调节机构的整体性和稳定性，本机构还包括套装于空心轴头上的调节环，所述调节环与齿轨车的机架通过紧固件相连；所述调节环沿圆周方向开设有多个调节孔，所述机架上开设有与调节孔配合的安装孔，所述紧固件依次穿过安装孔和其中一个调节孔。

在机架上设置一个安装孔用于固定调节环，根据齿轨轮需要的高度不同，在调节环对应位置设置若干调节孔，调节孔位置需根据调节量精确设计。根据不同的齿轨轮高度要求通过调节孔组不同的调节孔将调节环用螺栓固定在机架的安装孔上。其中调节环和空心轴头之间是小间隙，在调节环和机架之间没有通过螺栓固定时，调节环和空心轴头之间可相对转动。偏心轮和空心轴头之间也是小间隙，其间隙之间填充润滑脂。

为提高轴承和偏心轮的稳定性，本机构还包括压装于车轴上且位于轴承外侧的第一轴承压盖，所述空心轴头的外端开设有容纳偏心轮的第一凹槽，所述偏心轮的外端开设有容纳轴承的第二凹槽，所述轴承的外圈压装于第一轴承压盖和第二凹槽的底面之间，所述偏心轮压装于第一轴承压盖和第一凹槽的底面之间。

所述第一轴承压盖与偏心轮通过紧固件固连。

为进一步提高齿轨轮高度调节机构的整体性和稳定性，本机构还包括连接板组件，所述偏心轮通过连接板组件与调节环固连。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种齿轨车轮驱装置，包括车轴、齿轨轮，以及安装于车轴两端的车轮，还包括上述的齿轨轮高度调节机构；所述齿轨轮通过空心轴安装于车轴上且可相对车轴旋转。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述齿轨轮通过第一圆锥滚子轴承套装于空心轴上。

通过轴承和第一圆锥滚子轴承的两级应用，可实现增加齿轨轮高度调节机构的同时不妨碍齿轨轮和轮对的转动。

为实现齿轨轮的可靠安装，该齿轨车轮驱装置还包括安装齿轨轮的齿轨轮座，所述齿轨轮座套设于空心轴上，所述齿轨轮座包括固连的第一齿轨轮座和第二齿轨轮座，所述第一齿轨轮座和第二齿轨轮座相对的端面上均开设有容纳槽，两个所述容纳槽之间形成齿轨轮的安装空间；所述第一齿轨轮座的外端开设有容纳第一圆锥滚子轴承的第三凹槽。

还包括套装于空心轴上且位于第一圆锥滚子轴承外侧的第二轴承压盖，所述第二轴承压盖与第一齿轨轮座固连，所述第一圆锥滚子轴承的外圈端面与第三凹槽的底面抵接，所述第一圆锥滚子轴承的内圈端面与第二轴承压盖抵接。

为驱动齿轨轮转动，该齿轨车轮驱装置还包括与所述第二齿轨轮座固定连接的大齿轮，所述大齿轮通过第二圆锥滚子轴承套装于空心轴上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的齿轨轮高度调节机构，可在保证齿轨轮和线路上齿条正常啮合的前提下，调节齿轨轮和车轮圆心的相对高度，增加车轮直径的使用限度范围，延长车轮的更换周期和使用寿命，扩大齿轨车辆的使用范围。

附图说明

图1为本发明实施例的齿轨车轮驱装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的齿轨轮高度调节机构的结构示意图。

图3为本发明实施例的齿轨轮高度调节机构调节齿轨轮相对轮对高度的原理图。

图例说明：1、齿轨轮高度调节机构；11、调节环；111、调节孔；12、第一轴承压盖；13、第一连接板；14、第二连接板；15、空心轴头；151、第一凹槽；16、偏心轮；161、第二凹槽；17、轴承；18、空心轴；10、车轴；2、车轮；3、机架；31、安装孔；4、齿轨轮；5、第一齿轨轮座；51、第三凹槽；6、第二齿轨轮座；7、大齿轮；71、第四凹槽；8、第一圆锥滚子轴承；81、第二轴承压盖；9、第二圆锥滚子轴承；91、连接套。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1和2所示，本实施例的齿轨车轮驱装置，包括车轴10、安装于车轴10两端的车轮2，齿轨轮高度调节机构1和齿轨轮组件。

齿轨轮高度调节机构1安装于车轴10上且位于车轮2和齿轨轮4之间。齿轨轮高度调节机构1包括偏心调节组件和空心轴18。本实施例中偏心调节组件设有两个，两个偏心调节组件分设于齿轨轮4的两端。

偏心调节组件包括调节环11、第一轴承压盖12、第一连接板13、第二连接板14、空心轴头15、偏心轮16和调心滚子轴承17。

其中，空心轴18套设于车轴10上，齿轨轮组件转动安装于空心轴18上；偏心轮16通过调心滚子轴承17套装于车轴10上，空心轴头15套装于偏心轮16上并与空心轴18固定连接。

调节环11与机架3通过紧固件相连；调节环11沿圆周方向开设有多个调节孔111，机架3上开设有与调节孔111配合的安装孔31，紧固件依次穿过安装孔31和其中一个调节孔111。

第一轴承压盖12压装于车轴10上且位于调心滚子轴承17外侧，空心轴头15的外端开设有容纳偏心轮16的第一凹槽151，偏心轮16的外端开设有容纳调心滚子轴承17的第二凹槽161，调心滚子轴承17的外圈压装于第一轴承压盖12和第二凹槽161的底面之间，偏心轮16压装于第一轴承压盖12和第一凹槽151的底面之间。

第一轴承压盖12与偏心轮16通过螺栓固连。偏心轮16、第一连接板13、第二连接板14和调节环11通过螺栓依次连接，从而调节环11、第一轴承压盖12、第一连接板13、第二连接板14和偏心轮16各级通过螺栓连接为一个整体。

偏心调节组件的放大图如图2所示。偏心轮16相对空心轴头15可转动，其间隙之间填充润滑脂。调心滚子轴承17内圈安装在轮对的车轴10上，外圈安装在偏心轮16里。调节环11上设置若干调节孔111，机架3上设置安装孔31，调节孔组中某一孔与安装孔31通过螺栓连接。

齿轨轮组件包括齿轨轮4、齿轨轮座、第一圆锥滚子轴承8、大齿轮7、第二圆锥滚子轴承9、第二轴承压盖81和连接套91。

齿轨轮座套设于空心轴18上，齿轨轮座包括固连的第一齿轨轮座5和第二齿轨轮座6，第一齿轨轮座5和第二齿轨轮座6相对的端面上均开设有容纳槽，两个容纳槽之间形成齿轨轮4的安装空间，齿轨轮4固定于该安装空间内。

第一齿轨轮座5的外端开设有容纳第一圆锥滚子轴承8的第三凹槽51，第二轴承压盖81套装于空心轴18上且位于第一圆锥滚子轴承8外侧，第一圆锥滚子轴承8置于第三凹槽51中，第一圆锥滚子轴承8的外圈端面与第三凹槽51的底面抵接，第一圆锥滚子轴承8的内圈端面与第二轴承压盖81的内端面抵接。

第二轴承压盖81与第一齿轨轮座5固连，第二轴承压盖81的外端面与相邻侧的空心轴头15抵接。

大齿轮7通过第二圆锥滚子轴承9套设于空心轴18上并与第二齿轨轮座6固定连接。大齿轮7的外端部开设有容纳第二圆锥滚子轴承9的第四凹槽71，第二圆锥滚子轴承9置于该第四凹槽71中。

连接套91套设于空心轴18上，连接套91的一端与相邻侧的空心轴头15抵接，另一端与第二圆锥滚子轴承9的内圈抵接，第二圆锥滚子轴承9的外圈与第四凹槽71的底面抵接。

如此，齿轨轮4、第一齿轨轮座5、第二齿轨轮座6、大齿轮7通过两个圆锥滚子轴承安装在空心轴18上，且中心线重合。

本实施例的齿轨轮高度调节机构调节齿轨轮相对车轮的高度的原理如图3所示，齿轨轮4固定在偏心轮16的外圆，轮对固定在偏心轮16的内圆。初始时，齿轨轮4和轮对圆心可设置在同一高度上，并通过调节孔组中某一孔和安装孔31固定其相对位置。当轮对的车轮2磨损后，齿轨轮4的高度也同步降低。但轨道上齿顶不会相对轨面降低，如不调整齿轨轮4和车轮的相对高度，一般允许的齿轨轮4降低高度为5mm，即轮对的车轮2直径最大磨损量为10mm。若需要车轮继续使用，本发明只需要解除调节环和机架的固定，并在保证齿轨轮4和线路上齿条正常啮合的前提下将偏心轮16逆时针旋转一定角度，再将调节环上与安装孔31对应的另一调节孔111和安装孔31固定。偏心轮16绕车轴10中心旋转的同时，该齿轨轮高度调节机构带动空心轴18上的齿轨轮组件相对轮对抬高，从改变了齿轨轮4和轮对的相对高度。车轮可持续使用，通过多次抬高齿轨轮4，延长轮对的车轮2的使用寿命。在此过程中，调节孔组中的孔位置需要根据相对位置和抬高量值精确确定。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。