铁路货车转向架柔性构架及铁路货车的制作方法

1.本发明涉及一种铁路货车转向架构架及铁路货车，具体涉及一种铁路货车转向架柔性构架及铁路货车。


背景技术：

2.目前世界轨道车辆货车转向架主要包括三大件式和整体焊接式两种结构型式。其中，构架是转向架的基础，它把转向架各零部件组成一个整体。构架主要起到承受、传递各种作用力和载荷的作用，其结构尺寸满足各零部件的结构、形状及组装要求。
3.传统三大件式转向架构架由侧架、摇枕通过中央悬挂弹簧自由联接，具有结构简单、成本低、承载能力大、适应复杂线路和运行速度低的特点，但结构松散，不能适应车辆高速运行，且菱形变形大。整体焊接式转向架构架为刚性一体结构，具有无菱形变形、重量轻和运行速度高的特点，但车辆运行中构架受力复杂、不易保证横向稳定性，对线路条件要求较高。
4.目前，铁路货运发展以“高速、重载”并举，对货车转向架性能要求越来越高，而构架作为转向架的关键组成部件，对其性能的影响起到决定性作用。无论传统三大件式构架还是整体焊接式构架，均在优化转向架性能方面存在一定的局限。因此，需要提供一种铁路货车转向架柔性构架，其可以兼顾传统三大件式构架和整体焊接式构架的优点，提高货车转向架运行性能和品质，满足“高速、重载”要求。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种铁路货车转向架柔性构架，其能够使两侧梁(侧梁a和侧梁b)在三向方向上相对独立，从而能够更好地适应不平顺的路面状况。进一步地，本发明的铁路货车转向架柔性构架兼顾传统三大件构架的重载、适应复杂线路能力强的优点以及整体焊接式构架抗菱变形能力强和适合高速运行的优点，以满足“高速、重载”要求。本发明的另一个目的在于提供一种铁路货车。
6.本发明采用如下技术方案实现上述目的。
7.本发明提供一种铁路货车转向架柔性构架，包括：
8.l型梁，其包括端梁和侧梁a；所述侧梁a和所述端梁固定连接，二者之间的夹角为90度；所述侧梁a设置有l型梁安装孔；所述l型梁安装孔的底面设置有第一球面心盘；
9.t型梁，其包括侧梁b和横梁；所述横梁设置在所述侧梁b的一侧，且与所述侧梁b垂直；所述横梁远离所述侧梁b的一端设置有t型梁安装座，所述t型梁安装座设置为能够插入所述l型梁安装孔内；所述t型梁安装座的上表面设置有弹性垫块；所述t型梁安装座的下表面设置有第二球面心盘，所述第二球面心盘设置为能够与所述第一球面心盘相匹配；
10.连接构件，其包括连接栓、弹性球铰和连接座；所述连接座包括底板和垂向板；所述垂向板设置为与所述底板垂直，所述垂向板设置有垂向板通孔；所述弹性球铰设置为能够插入所述垂向板通孔内；所述连接栓设置为能够穿过弹性球铰，并与所述端梁远离所述
侧梁a的一端固定连接；所述底板设置为能够与所述侧梁b固定连接。
11.在本发明中，端梁和侧梁a呈直角焊接为刚性一体。侧梁b的中部和横梁的一端呈直角焊接为刚性一体。
12.在本发明中，将连接栓和弹性球铰作为连接构件的核心部件，并作为第一柔性体，实现l型梁和t型梁之间的弹性连接；将第二球面心盘放入第一球面心盘内，且t型梁安装座的上表面设置有弹性垫块(呈球形、锥形或椭圆形的搭接结构)作为第二柔性体，可以限制测梁b和横梁的动作空间。从而使得柔性构架具有很好的柔性。从而使得转向架柔性构架可以达到兼顾车辆适应复杂线路、抗菱能力强、运行速度高、适应不同轴重的使用要求，可以兼顾车辆直线蛇行临界运行速度和车辆曲线运行的性能。
13.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述铁路货车转向架柔性构架还包括过渡垫圈、垫片和磨耗垫，所述过渡垫圈和所述垫片设置在所述垂向板和所述端梁之间，所述连接栓依次穿过弹性球铰、过渡垫圈和垫片与所述端梁远离所述侧梁a的一端固定连接；所述磨耗垫设置于所述第二球面心盘和第一球面心盘之间。
14.在某些实施方式中，所述连接构件还包括过渡垫圈和垫片，所述过渡垫圈和所述垫片设置在所述垂向板和所述端梁之间，所述连接栓依次穿过弹性球铰、过渡垫圈和垫片，且与所述端梁远离所述侧梁a的一端固定连接。
15.在某些实施方式中，所述第二球面心盘和第一球面心盘之间设置有磨耗垫。第二球面心盘加装磨耗垫后放入第一球面心盘内。
16.根据本发明的一个具体实施方式，连接栓能够依次穿过弹性球铰、过渡垫圈、垫片和l型梁连接板，并与螺母固定连接，从而将连接构件和l型梁连接板连接到一起。这样有利于改善柔性构架的柔性。
17.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述铁路货车转向架柔性构架还包括l型梁连接板，所述l型梁连接板平行设置于所述端梁远离所述侧梁a的一端端面上，所述l型梁连接板上设置有l型梁连接孔，其用于供所述连接栓穿过。所述侧梁a的上表面与所述端梁的上表面可以不在同一个平面上。在本发明中，所述l型梁连接孔的中心轴线位于所述端梁的上表面所在水平面的上方。所述侧梁a的上表面和所述侧梁b的上表面在同一个平面上。这样连接栓可以更好地与弹性球铰过盈配合连接，从而有利于传递侧梁b与横梁之间的力。
18.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述铁路货车转向架柔性构架还包括t型梁连接板，所述t型梁连接板平行设置于所述侧梁b的一端端面上；所述t型梁连接板上设置有t型梁连接孔；所述连接构件的底板设置有底板通孔；所述t型梁连接孔和所述底板通孔设置为能够供螺栓穿过，从而将所述t型梁连接板和所述底板连接到一起。
19.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述t型梁安装座的上表面设置有弹性垫块安装孔；所述弹性垫块通过弹性垫块安装孔与t型梁安装座相连。在本发明中，弹性垫块可以通过螺栓或铆钉布置在弹性垫块安装孔上。弹性安装垫块能够限制t型梁安装座在l型梁安装孔内的空间动作。
20.在本发明中，所述底板的横截面为接近三角形结构；垂向板远离底板的一端为圆弧形结构；t型梁连接板远离侧梁b上表面的一端为圆弧形结构。
21.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述弹性球铰包括刚性外圈和
异型刚性内圈，所述刚性外圈套设在所述异型刚性内圈之外，所述刚性外圈和异型刚性内圈之间通过硫化橡胶层硫化为一体。根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述连接栓为变截面异型连接螺栓；所述异型刚性内圈中部呈向外凸起的弧状。在本发明中，所述弹性球铰为类关节柔性体，由异型刚性内圈、刚性外圈和硫化橡胶层形成为一体结构。异形刚性内圈可以呈球体或锥体结构，刚性外圈可以呈圆形、锥形或椭圆形结构。根据本发明的一个实施方式，所述刚性外圈成圆形，所述异型刚性内圈中部呈向外凸起的弧状。这样有利于提高柔性构架的柔性。
22.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述侧梁a和所述测梁b的上表面的内侧边缘分别设置有多组制动安装吊座，或所述侧梁a和所述测梁b的下表面的内侧边缘分别设置有多组制动安装吊座。在某些实施方案中，所述侧梁a和所述测梁b的上表面的内侧边缘分别设置有多组制动安装吊座，且部分组的制动安装吊座位于所述l型梁安装孔的附近，其他组的制动安装吊座位于所述横梁与侧梁b连接处的附近。在本发明中，制动安装吊座用于安装制动装置，满足制动需要。
23.根据本发明的铁路货车转向架柔性构架，优选地，所述铁路货车转向架柔性构架还包括弹性旁承、下心盘和支点座；所述弹性旁承为一对，分别设置于所述横梁的两端；所述下心盘设置于所述横梁的中部；所述支点座设置于所述横梁中部的一侧。
24.在本发明中，横梁沿垂直于侧梁b方向的两侧分别设置有多个旁承孔。弹性旁承通过旁承孔与侧梁b相连。弹性旁承可以是盒式的、滚子式的、弹簧式的或其它型式的。横梁的中部设置有下心盘孔。下心盘通过心盘孔与横梁相连。支点座与横梁之间的夹角大于等于90度。在某些实施方案中，支点座与横梁之间的夹角为90度。在另一些实施方案中，支点座与横梁之间的夹角大于90度。
25.本发明还提供一种铁路货车，其包括上述所述的铁路货车转向架柔性构架。
26.本发明的铁路货车转向架柔性构架可以使两侧梁(侧梁a和侧梁b)在三向方向上相对独立，从而能够更好地适应不平顺的路面状况，并且可以兼顾传统三大件构架的重载、适应复杂线路能力强的优点以及焊接式一体构架抗菱变形能力强和适合高速运行的优点，可以满足“高速、重载”要求。
附图说明
27.图1为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的结构示意图。
28.图2为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的l型梁示意图。
29.图3为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的连接构件的爆炸示意图。
30.图4为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的弹性球铰的纵剖面示意图。
31.图5为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的t型梁的示意图。
32.附图标记说明如下：
33.100-l型梁；110-端梁；111-l型梁连接板；120-侧梁a；121-l型梁安装孔；122-第一球面心盘；200-t型梁；210-侧梁b；211-t型梁连接板；220-横梁；221-t型梁安装座；222-第二球面心盘；21-弹性垫块安装孔；22-弹性垫块；23-磨耗垫；24-下心盘孔；25-旁承孔；300-连接构件；310-连接栓；320-弹性球铰；321-刚性外圈；322-异型刚性内圈；323-硫化橡胶层；330-连接座；31-底板；32-垂向板；340-螺母；350-过渡垫圈；360-垫片；70-制动安装吊
座；400-弹性旁承；500-下心盘；600-支点座。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
35.实施例1
36.图1为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的结构示意图。图2为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的l型梁示意图。图5为本发明的一种铁路货车转向架柔性构架的t型梁的示意图。
37.本实施例的铁路货车转向架柔性构架包括l型梁100、t型梁200、连接构件300、弹性旁承400、下心盘500和支点座600。
38.如图1和图2所示，l型梁100包括端梁110和侧梁a 120。侧梁a 120和端梁110固定连接，二者之间的夹角为90度。端梁110远离侧梁a 120的一端设置有l型梁连接板111。l型梁连接板111平行设置于端梁110远离侧梁a 120的一端端面上。侧梁a 120的中部设置有l型梁安装孔121。l型梁安装孔121的底面设置有第一球面心盘122。
39.如图1和图5所示，t型梁200包括侧梁b 210和横梁220。横梁220设置在侧梁b210的一侧，且垂直于侧梁b 210。横梁220远离侧梁b 210的一端设置有t型梁安装座221，t型梁安装座221设置为能够插入l型梁安装孔121内。t型梁安装座221的上表面设置有弹性垫块安装孔21。弹性垫块22通过螺栓固定于弹性垫块安装孔21上。t型梁安装座221的下表面设置有第二球面心盘222，第二球面心盘222与第一球面心盘122相匹配。第二球面心盘222和第一球面心盘122之间设置有磨耗垫23。侧梁b 210的一端设置有t型梁连接板211。t型梁连接板211平行设置于侧梁b 210的一端端面上。t型梁连接板211通过连接构件300与l型梁连接板111固定连接。
40.如图1和图3所示，连接构件300包括连接栓310、弹性球铰320、连接座330、螺母340、过渡垫圈350和垫片360。连接座330包括底板31和垂向板32。垂向板32设置为垂直于底板31。垂向板32设置有垂向板通孔。弹性球铰320设置为能够插入垂向板通孔内。过渡垫圈350和垫片360设置在垂向板32和l型梁连接板111之间。连接栓310为变截面异型连接螺栓，其设置为能够依次穿过弹性球铰320、过渡垫圈350、垫片360与l型梁连接板111通过螺母340固定连接，从而将连接构件300和l型梁连接板111连接到一起。底板31和t型梁连接板211固定连接。在本实施例中，l型梁连接板111上设置有l型梁连接孔，用于供连接栓310穿过。t型梁连接板211上设置有多个t型梁连接孔。连接构件300的底板31设置有多个底板通孔。多个t型梁连接孔和多个底板通孔设置为能够供螺栓穿过，从而将t型梁连接板211和底板31连接到一起。
41.在本实施例中，底板31的横截面接近三角形结构。垂向板32远离底板31的一端为圆弧形结构。t型梁连接板211远离侧梁b 210上表面的一端为圆弧形结构。
42.如图4所示，弹性球铰320包括刚性外圈321和异型刚性内圈322，刚性外圈321套设在异型刚性内圈322外部，异型刚性内圈322中部设置为向外凸起的弧状，所述刚性外圈321和异型刚性内圈322之间通过硫化橡胶层323硫化为一体。
43.在本实施例中，侧梁a 120和测梁b 210的上表面的内侧边缘分别设置有多组制动
安装吊座70，且其中部分组的制动安装吊座70位于所述l型梁安装孔121附近。其他组的制动安装吊座70位于横梁220与侧梁b210连接处的附近。
44.在本实施例中，弹性旁承400设置为一对。横梁220的两端分别设置有多个旁承孔25。弹性旁承400通过旁承孔25与横梁220相连，弹性旁承400与侧梁b210平行。
45.横梁220的中部设置有下心盘孔24。下心盘500通过下心盘孔24与横梁220相连。
46.支点座600设置于横梁220的中部一侧。支点座600与横梁220之间的夹角等于90度。
47.实施例2
48.本实施例提供一种铁路货车，包括实施例1的铁路货车转向架柔性构架。
49.本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。