一种公铁两用运输车组连挂装置的制作方法

本发明涉及铁路货车技术领域，尤其涉及一种公铁两用运输车组连挂装置。

背景技术：

铁路运输具有安全可靠、绿色环保、成本低、运能大、全天候运行的特点，同时公路运输具有机动灵活、服务到门的优势，公铁联运可以充分发挥铁路和公路两种运输方式的整体优势和组合效率，减少货物不同运输方式的装卸次数，为货主提供无缝衔接的“门到门”服务，代表着综合运输发展方向。现有公铁两用货车包括两台专用转向架和一辆公铁两用半挂车，其专用转向架一端安装传统铁路货车车钩，另一端安装连挂装置，公铁两用半挂车两端分别与专用转向架的连挂装置连接，如需要将多辆公铁两用半挂车进行编组，需要将相邻专用转向架的车钩缓冲装置互相连接构成运输车组。

但本申请发明人在实施本发明实施例过程中，发现上述现有技术至少存在以下技术问题：采用现有连挂装置构成的运输车组其结构复杂，运输车组无效自重较重；车辆之间间隙较大，车辆编组数量少；同时铁路货车车钩缓冲装置安装在专用转向架构架牵引梁内，与公铁两用半挂车连挂的连挂装置安装在专用转向架构架上平面，造成运输车组内部连挂中心高度交替梯度变化，列车纵向力传递不均匀，车组高度方向产生附加弯矩，水平方向容易产生附加阻力，对运输车组运行性能影响较大；且专用转向架连挂装置只能实现专用转向架单向与公铁两用半挂车编组，编组时转向架的摆放讲究方向，给运输车组的使用和管理带来困难，编组速度慢，运输经济性低。

技术实现要素：

为解决上述现有公铁两用运输车组连挂装置其结构复杂而导致运输经济性低的技术问题，本发明的目的在于提供一种公铁两用运输车组连挂装置，可简化公铁两用车组内部连接装置，降低车组无效自重，减小车辆之间间隙，增加车辆编组数量，提高运输经济性；可有效实现车组内的专用转向架任意双向与公铁两用半挂车连挂编组，提高编组速度，方便运输车组的使用和管理；可有效保证公铁两用运输车组内部连挂中心高度一致，列车纵向力传递均匀，车组水平方向不会产生附加阻力，可有效避免列车纵向力上发生高度上的多次梯度转移，降低纵向力衰减，进而降低运能损耗以提高运输经济性，且列车运行性能好；可有效提高公铁两用运输车组编组连挂效率，满足公铁两用运输车组铁路运行工况的点头、摇头和侧滚自由度需要。

本发明采用的技术方案如下：

一种公铁两用运输车组连挂装置，包括

连挂板，所述连挂板的中部固定安装在关节转向架构架上，且所述连挂板的两端均具有连挂段，且在连挂板两端连挂段上均设置有球铰安装孔并安装球铰，所述球铰内具有球铰中心孔；

连挂座，所述连挂座设于公铁两用挂车前端及后端端梁内，且在所述连挂座上设置有与所述连挂板端部球铰中心孔相对应的连接圆销孔；

连接圆销，所述连挂板两端的连挂段分别插入其行进方向两侧公铁两用挂车端梁内的连挂座内，并分别通过所述连接圆销穿过连挂座上的连接圆销孔及其对应连挂板上的球铰中心孔，以完成关节转向架与其行进方向两侧相邻两辆公铁两用挂车的连挂。

本技术方案简化了公铁两用运输车组内部牵引连挂结构，降低运输车组无效自重，减小了列车内部车辆之间的间隙，增加车辆编组数量，提高车组运输经济性；同时可有效实现关节转向架任意双向与公铁两用半挂车连挂编组，提高编组速度，方便运输车组的使用和管理；且本技术方案采用在同一车组连挂板两端设置的车组连挂段与其行进方向两侧的公铁两用半挂车端梁内车组连挂座连接，进而实现公铁两用半挂车之间快速编组连挂，取消了现有需在运输车组内部采用传统铁路货车车钩连挂装置或辅助连接装置进行编组连挂的方式，可有效避免由于车钩连挂装置和公铁联运连挂装置连挂中心高度不一致导致列车纵向力传递不均匀的技术问题，提高了列车运行安全性，且可有效提高列车运行性能。

可选地，所述连挂板为哑铃形状对称平板结构，其中部设置有固定安装座，所述连挂板通过固定安装座固定在关节转向架构架上。以实现连挂板两端沿中部固定安装座构成哑铃形状对称平板结构，以保证两端连挂中心支撑稳定性。

可选地，所述固定安装座包括两个耳座，且两个耳座的排列方向与所述连挂板的延伸方向相互垂直，两个耳座分别位于连挂板两侧并关于连挂板中心对称设置。进一步保证固定安装座对连挂板的支撑稳定性，以实现列车纵向力传递均匀。

可选地，在所述连挂板两端嵌装有球铰，所述球铰包括一个球芯和两瓣外球套，所述球铰中心孔沿竖直方向位于球芯中部，连挂时，所述连接圆销穿过球铰中心孔，两瓣所述外球套的上端面和下端面均设置有挡肩，所述球芯与外球套之间设置有间隙，以使所述球芯相对于外球套具有摇头自由度和受限制的侧滚及点头自由度。如此球铰使公铁两用挂车车架成为二力杆结构，并结合连挂板的设计结构，巧妙地实现车组纵向力的方向始终沿连挂点连线，而两端的连挂点位于同一水平方向，连接圆销只承受剪力而不承受弯矩，且保持连挂装置两端连挂中心高度一致，车组纵向力传递均匀高度方向不会产生附加弯矩，可有效提高运输车组运行性能。

可选地，在所述关节转向架构架的两端均设置有弹性导向套，所述连接圆销自下而上依次穿过弹性导向套、连挂板及连挂座以完成关节转向架与其行进方向两侧相邻两辆公铁两用挂车的连挂。

可选地，所述弹性导向套包括中间弹性体和内外钢套，所述关节转向架构架的两端均设置有用于安装弹性导向套的导向套安装孔，所述弹性导向套用于约束连接圆销在上下运动时相对于关节转向架构架仅产生竖直运动，当所述连接圆销、球芯与连挂座一起相对于连挂板发生点头和侧滚时，所述连接圆销能绕球芯自由运动。

可选地，所述连挂板两端的连挂中心关于连挂板中心呈中心对称设置，所述连挂板两端连挂中心高度相同，且其两端连挂座位于同一水平面上，以使公铁两用运输车组行进过程中高度方向不产生附加弯矩，水平方向不产生附加阻力。

可选地，所述连挂板靠近固定安装座的中部呈腰形状，连挂板两端的连挂段均具有楔形的水平方向导向轮廓和竖直方向导向轮廓，其水平方向导向轮廓包括中间劣弧段和分别与中间劣弧段两端连接的第一折线段和第二折线段，所述第一折线段与第二折线段关于所述中间劣弧段呈中心对称设置，且第一折线段与第二折线段与中间劣弧段连接的折弯点为受力肩；其竖直方向导向轮廓包括中间直线段和分别与中间直线段两端连接的第三折线段和第四折线段，所述第三折线段和第四折线段关于中间直线段呈中心对称设置，以使其竖直截面呈拟v形。此外，在所述连挂板的受力肩横剖面处设置倒角，以使连挂座相对于连挂板上的球铰中心孔具有侧滚自由度。

可选地，所述连挂板两端的楔形水平方向导向轮廓和竖直方向导向轮廓均关于连挂板中心呈对称设置，以使连挂板整体构成哑铃形状对称结构。以进一步保证列车纵向力均匀传递，列车高度方向不产生附加弯矩，同时结合连挂板两端连挂段轮廓及球铰的设计，满足铁路货车运行的点头、摇头和侧滚自由度需求，实现快速编组连挂的同时减小了列车了内部车辆之间的间隙，可有效抑制公铁两用运输车组蛇形运动。

可选地，所述连挂座内具有与所述连挂板的连挂段相适配的导向接口，所述导向接口水平截面呈拟v形，且导向接口内沿连挂板的连挂段插入方向的两侧壁上对称地安装有侧磨耗板，所述连挂板连挂段两侧的受力肩与所述侧磨耗板接触，所述连挂板两端的球铰中心孔分别与其对应连挂座上的连接圆销孔呈同轴设置，且所述导向接口与插入的连挂段上端面及下端面均具有间隙，以使连挂座相对于连挂板上的球铰中心孔具有点头自由度。具体地，导向接口内嵌于公铁两用车架端梁内部，且其水平横截面构成拟v形内凹状，如此两侧的侧磨耗板可对连挂板的连挂段起可靠导向连接作用；且侧磨耗板沉头带榫螺栓与导向连接口内侧壁连接，连接可靠的同时便于拆卸维修更换，保证其限位稳定性；采用本技术方案的连挂方式相对于现有牵引连挂结构，可有效避免额外增加的无效重量，保障公铁两用货车铁路运输的稳定性，进而大大提高了其铁路运输经济性。

如上所述，本发明相对现有技术至少具有如下有益效果：

1.本发明连挂装置通过连接板两端连挂段与连挂座的配合设计可有效实现公铁两用运输车组相邻两公铁两用挂车直接连挂，省去了传统车钩缓冲连挂装置及辅助连接装置的配置，简化了公铁两用运输车组内部牵引连挂结构，可显著降低运输车组无效自重，同时减小了车辆之间的间隙，有利于增大车辆编组数量，并可实现关节转向架任意双向与公铁两用挂车连挂编组，以使公铁两用运输车组使用管理方便，显著提高列车运输经济性。

2.本发明根据申请人分析发现，现有运输车组运行性能低其中重要的原因是由于采用现有连挂装置容易造成运输车组内部连挂中心高度不一致而致使列车纵向力传递不均匀，水平方向容易产生附加阻力，而采用本技术方案设计的连挂装置，可直接与相邻的公铁两用挂车连挂，省去传统车钩缓冲连挂装置及辅助连接装置的配置；更重要的是，其两端连挂中线位于同一水平面上，能够实现列车纵向力在车组内部传递不发生高度方向上的多次梯度转移，衰减小，水平方向不产生附加阻力，可显著提高列车运能及提高运输经济性。

3.本发明连挂板巧妙地采用哑铃形状对称平板结构，结构简单，其实现两端连挂段与其行进方向两侧公铁两用挂车连挂中心高度一致并利用连接圆销可实现快速连挂，提高运输车组连挂效率；且两端连挂中心关于连挂板中心呈对称设置，以使该连挂装置结合关节转向架构架的设计连接结构稳定性好，且可有效解决现有技术依靠车钩连挂装置或辅助连接装置进行连挂与公铁联运连挂装置连挂中心高度不一致导致列车纵向力传递不均匀、容易产生水平方向附加阻力的问题，可显著提高了列车安全性，满足铁路运输成组运行的需要。

4.本发明连挂板两端球铰的设计使公铁两用挂车车架成为二力杆结构，巧妙地实现车组纵向力的方向始终沿连挂点连线，而两端的连挂点位于同一水平方向，并结合弹性导向套的设计结构，约束连接圆销在上下运动时相对于关节转向架构架仅产生竖直运动，连接圆销只承受剪力而不承受弯矩，且保持连挂装置两端连挂中心高度一致，车组纵向力传递均匀高度方向不会产生附加弯矩，可有效提高运输车组运行性能。

5.本发明连挂板连接段具有导向连挂功能，且结合连挂板两端连挂段球铰的设计，公铁两用挂车车架相对于转向架具有摇头、点头和侧滚自由度，实现快速编组连挂的同时减小了列车了内部车辆之间的间隙，可有效抑制公铁两用运输车组蛇形运动，其构成和作用原理与传统铁路货车的车钩缓冲连挂装置完全不同，可显著提高企业经济效益，适合推广应用。

附图说明

本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中

图1是本发明实施例公铁两用运输车组连挂装置的结构分解轴侧视图；

图2是本发明实施例连挂装置的主视图；

图3是本发明实施例连挂装置的俯视图；

图4是本发明实施例连挂装置连挂状态的示意图；

图5是本发明实施例沿连挂板纵向中心剖视图；

图6是本发明实施例沿连挂板水平中心剖视图；

图7是本发明实施例沿受力肩横向剖视图。

附图标记说明：1-连挂板；11-连挂段；12-球铰安装孔；13-水平方向导向轮廓；131-劣弧段；132-第一折线段；133-第二折线段；14-受力肩；15-竖直方向导向轮廓；151-直线段；152-第三折线段；153-第四折线段；16-倒角；17-固定安装座；2-连挂座；21-连接圆销孔；22-侧磨耗板；23-导向接口；24-楔形导向轮廓；3-球铰；31-球芯；32-外球套；321-挡肩；4-连接圆销；5-弹性导向套；51-中间弹性体；52-内外钢套；6-关节转向架构架；61-导向套安装孔；7-公铁两用挂车端梁。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

实施例基本如图1至图4所示：本实施例提供一种公铁两用运输车组连挂装置，可有效简化公铁两用运输车组内部牵引连挂结构，具体包括连挂板1、连挂座2以及连接圆销4，牵引板的中部固定安装在公铁两用运输车组的关节转向架构架6上，连挂板1具体为哑铃形状对称平板结构，其中部设置有固定安装座17，连挂板1通过固定安装座17固定在关节转向架构架6上，以保证连挂板1两端连挂中心支撑稳定性；本实施例提供的连挂板1的两端均具有连挂段11，且在连挂板1两端连挂段11上均安装球铰3，球铰3包括球芯31和外球套32，球芯31中部位置设置有沿竖直方向的球铰中心孔；同时本实施例提供的连挂座2内嵌于公铁两用挂车端梁7内部，且在连挂座2的上端面与下端面设置有连接圆销孔21，连挂板1两端的球铰中心孔与其对应连挂座2上的连接圆销孔21相对设置，如此连挂板1两端的连挂段11分别插入其行进方向两侧公铁两用挂车端梁7内的连挂座2内，并分别通过连接圆销4穿过连挂座2上的连接圆销孔21及其对应连挂板1上的球铰中心孔，以完成关节转向架与其行进方向两侧相邻两个公铁两用挂车的连挂。

在连挂板1两端的球铰安装孔12内嵌装有球铰3，连挂时，球铰3位于连接圆销4与球铰安装孔12之间，具体地，球铰3包括一个球芯31和两瓣外球套32，球铰中心孔沿竖直方向位于球芯3中部，两瓣外球套32的上端面和下端面均设置有挡肩321，球芯31与外球套32之间设置有间隙，以使球芯31相对于外球套32具有摇头自由度和受限制的侧滚及点头自由度，如此球铰3使公铁两用挂车车架成为二力杆结构，并结合连挂板1的设计结构，巧妙地实现车组纵向力的方向始终沿连挂点连线，而两端的连挂点位于同一水平方向，连接圆销4只承受剪力而不承受弯矩，且保持连挂装置两端连挂中心高度一致，车组纵向力传递均匀高度方向不会产生附加弯矩，可有效提高运输车组运行性能。

同时，在关节转向架构架6的两端均设置有弹性导向套5，连接接圆销自下而上依次穿过弹性导向套5、连挂板1及连挂座2以完成关节转向架与其行进方向两侧相邻两辆公铁两用挂车的连挂；具体地，弹性导向套5包括中间弹性体51和内外钢套52，关节转向架构架6的两端均设置有用于安装弹性导向套5的导向套安装孔61，弹性导向套5用于约束连接圆销4在上下运动时相对于关节转向架构架6仅产生竖直运动，当连接圆销4、球芯31与连挂座2一起相对于连挂板1发生点头和侧滚时，连接圆销4能绕球芯31自由运动。

实施例二

作为实施例一的优选实施例，实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：本实施例提供连挂板1两端的连挂中心关于连挂板1中心呈对称设置，连挂板1两端连挂中心高度相同，且其两端连挂座2位于同一水平面上，以使公铁两用运输车组行进过程中高度方向不产生附加弯矩，根据申请人分析发现，现有运输车组运行性能低其中重要的原因是由于采用现有连挂装置容易造成运输车组内部连挂中心高度不一致而致使列车纵向力传递不均匀，水平方向容易产生附加阻力，而采用本技术方案设计的连挂装置，可直接与相邻的公铁两用挂车连挂，省去传统车钩缓冲连挂装置及辅助连接装置的配置；更重要的是，其两端连挂中线位于同一水平面上，能够实现列车纵向力在车组内部传递不发生高度方向上的多次梯度转移，衰减小，水平方向不易产生附加阻力，可显著提高列车运能及提高运输经济性。

具体地，请参考图5至图7所示，本实施例提供的连挂板1靠近固定安装座17的中部呈腰形状，连挂板1两端的连挂段11均具有楔形的水平方向导向轮廓13和竖直方向导向轮廓15，其水平方向导向轮廓13包括中间劣弧段131和分别与中间劣弧段131两端连接的第一折线段132和第二折线段133，第一折线段132与第二折线段133关于中间劣弧段131呈中心对称设置，且第一折线段132与第二折线段133与中间劣弧段连接的折弯点为受力肩14；其竖直方向导向轮廓15包括中间直线段151和分别与中间直线段151两端连接的第三折线段152和第四折线段153，第三折线段152和第四折线段153关于中间直线段151呈中心对称设置，以使其竖直截面呈拟v形，此外，在所述连挂板1的受力肩14横剖面处设置倒角16，以使连挂座2相对于连挂板1上的球铰中心孔具有侧滚自由度，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高，满足公铁两用运输车组铁路工况安全运行的需要。

更进一步地，本实施例提供的连挂板1两端的楔形水平方向导向轮廓13和竖直方向导向轮廓15均关于连挂板1中心呈对称设置，以使连挂板1整体构成哑铃形状对称结构，以进一步保证列车纵向力均匀传递，列车高度方向不产生附加弯矩，同时结合连挂板1两端连挂段11轮廓及球铰安装孔12内球铰3的设计，满足铁路货车运行的点头、摇头和侧滚自由度需求，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高，满足公铁两用运输车组铁路工况安全运行的需要；并实现快速编组连挂的同时减小了列车了内部车辆之间的间隙，可有效抑制公铁两用运输车组蛇形运动。

实施例三

作为实施例二的优选实施例，实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：请参考图5和图6所示，本实施例提供的连挂座2内具有与连挂板1的连挂段11相适配的导向接口23，导向接口23的开口端设计为楔形导向轮廓24，且导向接口23水平截面呈拟v形，且导向接口23内沿连挂板1的连挂段11插入方向的两侧壁上对称地安装有侧磨耗板22，连挂板1连挂段11两侧的受力肩14与侧磨耗板22接触，连挂板1两端的球铰中心孔分别与其对应连挂座2上的连接圆销孔21呈同轴设置，且导向接口23与插入的连挂段11上端面及下端面均具有间隙，以使连挂座2相对于连挂板1的球铰中心孔具有点头自由度，以适应铁路运行的线路不平顺和缓和曲线超高，满足公铁两用运输车组铁路工况安全运行的需要；具体地，导向接口23内嵌于公铁两用车架端梁内部，且其水平横截面构成拟v形内凹状，如此两侧的侧磨耗板22可对连挂板1的连挂段11起可靠导向连接作用；且侧磨耗板22沉头带榫螺栓与导向连接口内侧壁连接，连接可靠的同时便于拆卸维修更换，保证其限位稳定性；采用本实施例的连挂方式相对于现有牵引连挂结构，可有效避免额外增加的无效重量，保障公铁两用货车铁路运输的稳定性，进而大大提高了其铁路运输经济性。

本实施例公铁两用运输车组关节转向架通过本实施例连挂装置将相邻的公铁两用挂车连挂组成一列公铁两用运输车组，通过球铰3结构使公铁两用挂车车架成为二力杆，其纵向力的方向始终沿连挂点连线，而两端的连挂点位于同一水平方向，改善因车体倾斜产生垂向分力对轮重的负面影响，释放了车架与转向架的点头自由度，连接圆销4只承受剪力而不承受弯矩，并结合弹性导向套5的设计结构，约束连接圆销4在上下运动时相对于关节转向架构架6仅产生竖直运动，连接圆销4只承受剪力而不承受弯矩，且保持连挂装置两端连挂中心高度一致，车组纵向力传递均匀高度方向不会产生附加弯矩，可有效提高运输车组运行性能。

综上所述，本实施例提供的连挂装置通过连接板两端连挂段11与连挂座2的配合设计可有效实现公铁两用运输车组相邻两公铁两用挂车直接连挂，省去了传统车钩缓冲连挂装置及辅助连接装置的配置，简化了公铁两用运输车组内部牵引连挂结构，降低车组无效自重，减小车辆之间间隙，增加车辆编组数量，提高运输经济性；可实现车组内的专用转向架任意双向与公铁两用半挂车连挂编组，提高编组速度，方便运输车组的使用和管理；还可有效保证运输车组内部连挂中心高度一致，列车纵向力传递均匀，车组高度方向不会产生附加弯矩，水平方向不产生附加阻力，降低运能损耗以提高运输经济性，且列车运行性能好，适合推广应用。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。