一种铁路机车防脱轨装置密封结构及实现方法与流程

本发明涉及铁路机车防脱轨技术领域，尤其是涉及一种铁路机车防脱轨装置密封结构及实现方法。

背景技术：

铁路机车车辆运行在钢轨上时，尤其是机车车辆在高架铁路线上运行时，为了防止车辆脱轨的发生，需要对机车车辆加装防脱轨装置以保证机车车辆自动复轨且能维持正常运行。现有的铁路机车防脱轨装置的结构如图1、图2所示，主要包括防脱轨轮2、支撑轴3、安装架5和轴承8，其中，所述的安装架5与车轴6之间组成可相对转动的活动连接，所述支撑轴3通过连接螺栓固定连接在安装架5底部，所述防脱轨轮2与支撑轴3之间通过轴承8组成可相对转动的活动连接。

在铁路机车车辆的车轮7沿着钢轨4运行时，其两侧的防脱轨装置是裸露于自然环境中，而铁路机车车辆运行时所处的自然环境千差万别，例如，有的线路所在地区风沙较大，有的线路所在地区的雨水较多，等等，这些外部自然环境中的风沙、雨水等杂物很容易进入到防脱轨装置内部，最终给防脱轨装置的正常工作带来不利影响，从而降低了防脱轨装置整体的工作寿命和防脱轨性能的可靠性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路机车防脱轨装置密封结构及实现方法，有效地防止外部自然环境中的风沙、雨水等杂物进入到防脱轨装置内部。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种铁路机车防脱轨装置密封结构，包括防脱轨轮、支撑轴、轴承以及关节压盖和外密封圈，所述的防脱轨轮与支撑轴之间通过轴承组成可相对转动的活动连接，所述关节压盖固定连接在防脱轨轮外侧且覆盖轴承外侧，所述外密封圈固定连接在防脱轨轮内侧且覆盖轴承内侧。

优选地，还包括轴压盖，所述轴压盖与轴承、支撑轴之间组成密封结构。

优选地，还包括内密封圈，所述内密封圈安装在轴承与外密封圈之间。

优选地，所述的内密封圈、外密封圈上分别设置凸齿、凹槽，且位于内密封圈上的凸齿与位于外密封圈上的凹槽相互啮合，位于内密封圈上的凹槽与位于外密封圈上的凸齿相互啮合。

优选地，所述内密封圈的内孔与支撑轴之间是过盈配合。

优选地，所述内密封圈、外密封圈上的凸齿、凹槽分别是楔形凸齿、楔形凹槽。

优选地，所述内密封圈、外密封圈上的凸齿、凹槽分别是矩形凸齿、矩形凹槽。

优选地，所述轴承的外圈与防脱轨轮之间是间隙配合。

一种铁路机车防脱轨装置密封结构实现方法，包括如下步骤：

第1步，将轴承固定安装到支撑轴上；

第2步，将防脱轨轮套装到轴承外侧；

第3步，将关节压盖、外密封圈分别固定安装在防脱轨轮相对两侧，且所述关节压盖、外密封圈、防脱轨轮共同包覆轴承。

优选地，所述轴承的内圈先采用油浴或者电磁加热至90-100℃，再固定安装到支撑轴上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于采用了关节压盖、外密封圈分别固定连接在防脱轨轮的相对两侧，并使关节压盖、外密封圈与防脱轨轮共同包覆轴承，从而可以有效地阻止外部自然环境中的风沙、雨水等杂物进入到轴承内部，确保了轴承的正常工作和使用寿命，有利于提高防脱轨装置整体的工作寿命和防脱轨性能的可靠性。

附图说明

图1为现有的铁路机车防脱轨装置的结构原理图。

图2为本发明一种铁路机车防脱轨装置密封结构示意图(图1中A部放大图)。

图中标记：1-枕梁，2-防脱轨轮，3-支撑轴，4-钢轨，5-安装架，6-车轴，7-车轮，8-轴承，9-轴压盖，10-关节压盖，11-连接螺栓，12-外密封圈，13-内密封圈，31-轴肩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示的一种铁路机车防脱轨装置密封结构，主要包括防脱轨轮2、支撑轴3、轴承8以及关节压盖10和外密封圈12，其中，所述支撑轴3的一端与轴承8内孔之间以过盈配合方式固定连接，另一端与安装架5通过螺栓固定连接；所述的防脱轨轮2套装在轴承8的圆周外侧；所述的关节压盖10通过连接螺栓11固定连接在防脱轨轮2外侧且覆盖轴承8外侧；所述的外密封圈12通过连接螺栓11固定连接在防脱轨轮2内侧且覆盖轴承8内侧，从而使得防脱轨轮2与支撑轴3之间通过轴承8组成了可相对转动的活动连接，并且，由关节压盖10、外密封圈12与防脱轨轮2共同包覆轴承8，形成了防脱轨装置的密封结构。

如图1所示，当铁路机车的车轮7沿着钢轨4正常运行时，其两侧的防脱轨轮2均位于枕梁1下方且与枕梁1之间保持合适的间隙。通常，所述防脱轨轮2与枕梁1下平面之间的间隙设计按照以下方法给定：通过机车的动力学计算，考虑机车在适用的线路条件下，在不同的曲线半径上以不同的速度通过时，防脱轨装置的最大垂向位移为a，并考虑枕梁1下平面与钢轨4顶面间距离的制造误差为b，则防脱轨轮2与枕梁1下平面之间的间隙设计为：a+b+(1～2mm)。由于铁路机车两侧的防脱轨装置均裸露于自然环境中，因此，通过防脱轨装置的密封结构可以有效地阻止外部自然环境中的风沙、雨水等杂物进入到轴承8内部，从而保证了轴承8的正常工作和使用寿命。

如图2所示，在支撑轴3外侧增加设置T形阶梯结构的轴压盖9，所述轴压盖9与支撑轴3之间通过连接螺栓11连接固定，所述轴压盖9上的凸起部伸入到轴承8内孔中，轴压盖9的圆周端部则密封压紧轴承8内圈，因此，所述的轴压盖9、轴承8、支撑轴3之间也组成了一个密封结构，以防止风沙、雨水等杂物进入到支撑轴3与轴承8之间的空腔中。

为了提高外密封圈12对轴承8、支撑轴3的密封性能，如图2所示，可以在轴承8与外密封圈12之间设置内密封圈13，所述内密封圈13的内孔与支撑轴3之间以过盈配合方式固定连接。在支撑轴3上还可以设置轴肩31，所述内密封圈13固定安装在轴肩31与轴承8之间，通过轴肩31可以限制内密封圈13相对于外密封圈12向右移动，不仅结构紧凑，而且还使得外密封圈12与内密封圈13之间保持合适的间隙，以保证防脱轨轮2与支撑轴3之间相对转动的顺畅性。为了进一步提高防脱轨装置密封结构的密封性能可靠性，如图2所示，可以在内密封圈13、外密封圈12上分别设置矩形凸齿、矩形凹槽，且位于内密封圈13上的矩形凸齿与位于外密封圈12上的矩形凹槽相互啮合，位于内密封圈13上的矩形凹槽与位于外密封圈12上的矩形凸齿相互啮合，这种密封结构不仅密封可靠，而且加工容易，有利于降低内密封圈13、外密封圈12的生产成本。所述内密封圈13、外密封圈12上的凸齿、凹槽也可以分别是楔形凸齿、楔形凹槽，这种楔形结构具有一定的导向作用，使内密封圈13、外密封圈12之间的相对转动更加顺畅且密封可靠，另外，这种楔形结构还能使得进入凸齿、凹槽啮合空间内的污染杂质加速流出防脱轨装置密封结构，从而对进入凸齿、凹槽啮合空间内的污染杂质起到了一定的自动清理作用，有利于保证轴承8的正常工作。

上述铁路机车防脱轨装置密封结构可以采用如下步骤实现：

首先，安装内密封圈13；所述内密封圈13采用压装方式与支撑轴3之间以过盈配合方式固定连接，并使内密封圈13紧靠支撑轴3上的轴肩31。

然后，将轴承8以过盈配合方式固定安装到支撑轴3上；所述轴承8内圈采用热装方式安装到支撑轴3上的合适位置，最好是紧靠内密封圈13。在热装前，将轴承8的内圈先采用油浴或者电磁加热至90-100℃，再安装到支撑轴3上指定位置，并压紧内密封圈13。

其次，安装轴压盖9；采用连接螺栓11将轴压盖9与支撑轴3之间连接固定，并使轴压盖9圆周端部密封、压紧轴承8内圈外侧。通过内密封圈13紧靠轴肩31、轴压盖9与支撑轴3连接固定，共同限制了轴承8内圈的轴向移动，以保证铁路机车防脱轨装置的可靠性。

接下来，将防脱轨轮2套装到轴承8外侧。所述的防脱轨轮2与轴承8外圈之间最好以间隙配合方式套装，这样不仅安装方便，更重要的是，在铁路机车运行过程中，如果因偏转角过大而导致防脱轨轮2与枕梁1下平面之间产生相互挤压作用力时，由于防脱轨轮2与轴承8外圈之间是间隙配合，因此，使得防脱轨轮2、轴承8均可以得到一定程度的缓冲，从而对防脱轨轮2、轴承8起到一定的保护作用；另外，在铁路机车正常运行时，或者偏转角较小时，防脱轨轮2与枕梁1下平面之间不会产生相互挤压作用力，因此，防脱轨轮2相对于枕梁1、防脱轨轮2相对于轴承8、防脱轨轮2相对于支撑轴3均不会发生相对转动，从而减轻了防脱轨轮2、轴承8的摩擦损耗，有利于铁路机车运行的节能降耗。

最后，安装关节压盖10和外密封圈12；将所述的关节压盖10通过连接螺栓11固定连接在防脱轨轮2左侧，将所述的外密封圈12通过连接螺栓11固定连接在防脱轨轮2右侧，所述的关节压盖10、外密封圈12、防脱轨轮2共同包覆轴承8，如图2所示。至此，铁路机车防脱轨装置的密封结构完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。