一种铁路车辆及其车辆连接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆连接技术领域，特别涉及一种铁路车辆及其车辆连接装置。
【背景技术】
[0002]车辆连接装置为铁路货车的重要部件，其主要作用为连接前后相邻的两列车辆，并传递车辆之间的作用力。以下给出了现有技术一种典型的车辆连接装置的具体形式。
[0003]请参考图1，图1为现有技术车辆连接装置的结构示意图。
[0004]图1中的车辆连接装置能够实现相邻两辆列车共同支撑在同一转向架上，允许相互间的水平和垂向方向上具有一定的转角，车辆外端以常规方式支撑在独立的转向架上。该车辆连接装置包括凸关节I’组件、凹关节2’、固定连接装置和防尘盖5’，凸关节I’组件包括凸关节I’、球形轴承3’、轴承圈；固定连接装置包括螺栓41’、碟簧42’、楔块43’、垫圈44’、螺母45’。固定连接装置将球形轴承3’的水平轴的两端轴柄31’固定在凹关节2’上，实现凸关节I’组成与凹关节2’的连接。楔块43’能够消除凸关节1’、凹关节2’之间的间隙，当磨耗发生后，楔块43’下落时，在碟簧42’回复力的作用下，碟簧42’将推动楔块43’向下运动，使楔块43’的两侧始终挤压位于凸关节I’上的球形轴承3’和凹关节2’，从而将凸关节I’和凹关节2’之间的间隙消除。
[0005]从以上结构描述可以看出，现有技术中的车辆连接装置因采用球形轴承3’，故可以实现水平、垂向、侧向的转动，从而满足两相邻车体转动需求。
[0006]车辆连接装置在使用过程中主要承受拉伸载荷、压缩载荷、垂向载荷。当车辆连接装置承受拉伸载荷，力的传递方向为:凸关节I’ 一球形轴承3’ 一凹关节2’ ；当车辆连接装置承受压缩载荷时，车辆连接装置中力的传递方向为:凸关节I’ 一球形轴承3’ 一楔块43’ 一凹关节2’ ；当车辆连接装置承受垂向载荷时，车辆连接装置中力的传递方向为:凸关节I’ 一球形轴承3’ 一凹关节2’。
[0007]从以上描述可以看出，无论车辆连接装置承受哪一种载荷，凸关节I’上的力的传递均是通过球形轴承3’传递至凹关节2’的，具体而言，是通过球形轴承3’两端部的轴柄31’传递的。
[0008]然而，现有技术车辆连接装置工作过程中容易出现轴柄31’断裂的现象，严重影响了车辆行驶的安全性。
[0009]故，如何提高现有技术中车辆连接装置连接可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的为提供一种铁路车辆及其车辆连接装置，该车辆连接装置力传递面积比较大，可大大提高车辆连接装置在力传递过程中的可靠性，进一步提高了车辆行驶的安全性。
[0011]为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆连接装置，一种车辆连接装置，包括凸关节、凹关节，所述凸关节设置有球头，所述球头的球形表面向下凸起，所述凹关节设置有球座，所述球座加工有与所述球头配合的球窝，所述球窝开口向上；所述车辆连接装置还包括将所述球头限位于所述球窝内的限位部件。
[0012]当使用上述结构的车辆连接装置连接两车体时，因本文中凸关节和凹关节两者通过球头和球座之间的球形配合面构成转动副，故可实现辆车体围绕通过球心的竖直线各个方向的旋转。其次，当车辆连接装置传动拉伸载荷时，拉伸力由前一车体传递至后一车体，车辆连接装置中凸关节的拉伸力通过球头和球座相互配合的球形配合面传递至凹关节，即力传递方向为:凸关节一球头、球座一凹关节；同理，当车辆连接装置传动压缩载荷、垂向载荷时，凸关节的压缩力和垂向力均通过球头和球座相互配合的球形配合面传递至凹关节，即力传递方向均为为:凸关节一球头、球座一凹关节。
[0013]与现有技术中通过轴柄传递载荷相比，本文车辆连接装置拉伸载荷、压缩载荷、垂向载荷均通过球头与球窝之间的球形配合表面进行传递，即球形配合面形成的力传递表面，球形配合面的面积比较大，相应力承载面积就比较大，有利于载荷均匀传递，并且即使车辆连接装置处于比较大的转角状态下，本文中的球面接触也能够保证承载面具有比较大的接触面积，避免局部载荷过大出现承载件断裂现象，保证车辆运行安全性以及提高承载件的使用寿命，进而提高车辆连接装置的使用寿命。
[0014]可选的，所述凹关节的连接端部设置有安装腔，所述安装腔的腔壁内表面开设有安装孔，所述球座具有与所述安装孔配合定位的安装部。
[0015]可选的，所述球头具有上端开口的中空内腔以及连通所述中空内腔与球形外表面的轴向通孔，所述中空内腔的底部为弧形面；所述限位部件包括连接轴，所述连接轴的上端部具有与所述弧形面配合的弧形结构，所述连接轴的下端部穿过所述轴向通孔固定连接所述球座，并且所述连接轴对应所述轴向通孔的轴段直径小于所述轴向通孔的孔径。
[0016]可选的，所述轴向通孔上端开口位置具有向内的凸台，所述凸台形成所述弧形面。
[0017]可选的，所述限位部件包括压块，所述压块具有向下凸起的球面，该球面形成所述连接轴的弧形结构，所述压块设有与所述轴向通孔同轴的纵向中心通孔，所述连接轴的下端部穿过所述纵向中心通孔连接所述球座；
[0018]所述限位部件还包括止挡件，所述止挡件设于所述连接轴的顶端，且位于所述压块的上方，以限定所述压块向上的位移。
[0019]可选的，所述限位部件还包括弹簧，所述弹簧轴向套装于所述连接轴，且压装于所述止挡件与所述压块之间。
[0020]可选的，所述连接轴为阶梯轴，包括下端的大径段和连接所述大径段的小径段，所述凹关节的安装腔的底壁设置有与所述轴向通孔同轴的通孔，所述大径段的直径大于所述通孔直径，所述小径段的直径小于等于所述通孔直径；装配时，所述小径段穿过所述通孔置于所述球头的中空内腔，所述大径段卡装于所述通孔外部，且至少部分伸至所述凹关节的外部。
[0021]可选的，所述凹关节的安装腔底壁和所述球座相对的两安装面其中一者设置有定位凹槽，另一者设置有与所述定位凹槽配合的定位凸起。
[0022]可选的，所述球窝与所述球头两者之一的配合表面上设置有自润滑耐磨材料层，所述自润滑耐磨材料层形成与另一者配合的球形表面。
[0023]此外，本发明还提供了一种铁路车辆，包括转向架和固定于转向架上的车辆连接装置，其特征在于，所述车辆连接装置为上述任一项所述的车辆连接装置，所述凸关节和所述凹关节的两端部分别与前后两相邻车体固定连接。
[0024]由于本发明的铁路车辆包括上述任一项所述的车辆连接装置，故上述任一项车辆连接装置所产生的技术效果均适用于本发明的铁路车辆，此处不再赘述。
【附图说明】
[0025]图1为现有技术车辆连接装置的结构示意图；
[0026]图2为本发明一种实施例中车辆连接装置的结构示意图；
[0027]图3为球座与球头组装后的结构示意图；
[0028]图4为本发明另一种实施例中车辆连接装置的纵向剖视图；
[0029]图5为本发明第三种实施例中车辆连接装置的纵向剖视图。
[0030]其中，图1中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示:
[0031]凸关节I’、凹关节2’、球形轴承3’、轴柄31’、螺栓41’、碟簧42’、楔块43’、垫圈44’、螺母45’、防尘盖5’
[0032]其中，图2至图5中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示:
[0033]凸关节1、连接端部11、球头2、凸台21、轴向通孔2a、凹关节3、自润滑耐磨材料层
4、球座12、定位凸起121、通孔12a、连接轴7、大径段71、小径段72、第三小径段73、销轴5、螺栓6、弹簧8、垫圈9、压块10、纵向中心通孔1a
【具体实施方式】
[0034]本发明的核心为提供一种铁路车辆及其车辆连接装置，该车辆连接装置力传递面积比较大，可大大提高车辆连接