一种铁路车辆及其关节连接器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路车辆技术领域，特别是涉及一种用于铁路车辆及其关节连接器。
【背景技术】
[0002]关节连接器为一种车辆间的连接装置，用于连接相邻车辆，对于铁路车辆，关节连接器的使用使得相邻车辆可以共同支承在一个转向架上，从而节省转向架数量，降低列车质量。
[0003]请参考图1，图1为现有技术中一种典型的关节连接器结构。
[0004]该关节连接器(美国ASF公司提供的一种关节连接器)，包括凸关节10、凹关节20、主销30、中心销40、销轴块50、从板60、楔块70、球环80和球座90等。
[0005]凸关节10朝向凹关节20的一端形成连接端，凹关节20具有用于容置所述连接端的安装腔201 ;当凸关节10的连接端置入凹关节20的安装腔201后，能够通过主销30贯穿所述凸关节10和凹关节20，以实现两者的连接；主销30在垂向上延伸，以使得凸关节10和凹关节20能够绕主销30在转动。同时，在凸关节10的连接端还设有安装孔，安装孔为半球形的孔状结构，主销30能够贯穿所述安装孔，并通过挤压安装的销轴块50实现主销30与安装孔的紧密配合；主销30的下端还连接有中心销40，中心销40与主销30同轴设置，且直径小于主销30，通过中心销40可以贯穿凹关节20的下端面。
[0006]详细地，销轴块50上带有销轴块弹簧，使得销轴块50能够挤压安装在凸关节10的安装孔内，与主销30配合实现拉伸载荷的传递；此时，凸关节10的安装孔与销轴块50的配合面构成第一转动副。凹关节20在其安装腔201的底部还设有球环80和球座90，在垂向上，球环80与球座90夹装在凸关节10与凹关节20之间，用于传递车辆的垂向载荷；球环80与球座90的配合面形成第二转动副。凸关节10与凹关节20之间还设有从板60和楔块70，从板60与凸关节10的连接端配合，楔块70插装在从板60与凹关节20之间，楔块70的作用是在纵向磨耗发生后自动下落，以消除凸关节10与凹关节20之间的纵向间隙，从板60和楔块70用于传递压缩载荷；凸关节10与从板60之间的配合面构成第三转动副。
[0007]组装时，可以首先将销轴块50挤压安装在凸关节10的安装孔内；然后，将球环80和球座90放置在凹关节20的安装腔201的底部；接着，放入楔块70，并用专用的撬棍将楔块70向上顶起；再放入从板60，将凸关节10推入凹关节20的安装腔201内，并顶紧从板60和楔块70 ;最后，可以安装中心销40、主销30和固定销，抽出撬棍。
[0008]上述关节连接器的工作原理如下:
[0009]1、转动功能:如上所述，凸关节10与从板60之间、凸关节10与销轴块50之间、球环80与球座90之间的三对配合面构成了三个转动副，实现了关节连接器的水平、侧向和垂向转动。
[0010]2、力的传递:关节连接器主要传递车辆之间的拉伸载荷、压缩载荷和垂向载荷，传递路径如下:
[0011]拉伸载荷:凸关节10 —销轴块50 —主销30 —凹关节20 ；
[0012]压缩载荷:凸关节10 —从板60 —楔块70 —凹关节20 ；
[0013]垂向载荷:凸关节10 —球环80 —球座90 —凹关节20。
[0014]可见，上述关节连接器存在下述技术问题:
[0015]一方面，零件配合面较多，各配合面均需要定期润滑，配合面磨损严重时需要焊接金属垫片以补偿磨耗或更换零件，也就是说，上述关节连接器的检修维护周期短、频次高。
[0016]更为重要的是，采用楔块实现磨耗间隙的补偿，在磨耗发生后，楔块会自动下落以补偿间隙，而当楔块位置下降时会影响关节连接器的转动灵活性，进而引发故障。
[0017]因此，亟需针对上述技术问题，提供一种铁路车辆的关节连接器，以避免因间隙补偿导致的转动不灵活。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是提供一种铁路车辆的关节连接器，在实现纵向间隙补偿的同时，不会影响转动的灵活性。
[0019]为解决上述技术问题，本发明提供一种铁路车辆的关节连接器，包括具有安装腔的凹关节和以后端铰接在所述安装腔内的凸关节，两者之间设有从板，所述从板的前端面与所述凸关节的后端面为相互配合的球面，还包括弹性件，所述弹性件的前端能够与所述从板抵接，后端能够与所述凹关节抵接，以通过其前后方向的变形补偿纵向间隙。
[0020]本发明的关节连接器中，凸关节与凹关节之间设有从板，且从板与凹关节之间设有弹性件，在传递压缩载荷时，压缩力的传递方向为凸关节-从板-弹性件-凹关节，一方面，在整个力的传递过程中无需凸关节与凹关节的铰接件承受载荷，进而可以延长铰接件的使用寿命，并提高铰接件的使用可靠性。另一方面，弹性件是通过弹性形变补偿纵向间隙的，而其形变量是可变的，那么，即使在使用过程中因磨耗等导致纵向间隙增大，弹性件的形变量也会相应变化，以补偿不同的纵向间隙，进而保证载荷传递的可靠性；更为重要的是，由于弹性件的形变量会随着关节连接器的工况变化而变化，具有“退让性”，能够给予关节连接器一定的转动自由度，与现有技术中采用楔块进行间隙补偿相比，不会影响转动的灵活性。同时，弹性件能够产生压缩和拉伸两种变形，且弹性件具有“退让性”，则如果必要，弹性件还能够在拉伸载荷传递的过程中补偿纵向间隙。再者，不管是在拉伸载荷还是压缩载荷的传递过程中，弹性件均能够起到一定的缓冲作用，以降低应力集中。
[0021]可选地，所述弹性件以压缩状态设置在所述从板与所述凹关节之间，且初始压缩力处于预定范围。
[0022]可选地，所述弹性件包括安装盒和套装在所述安装盒内的弹性体，所述安装盒呈前端开口的中空盒体状，所述从板隔挡在所述安装盒的前端；所述安装盒内置于所述安装腔的后端，并能够与所述安装腔的后端面抵接。
[0023]可选地，所述从板包括主体部和由所述主体部向后突出形成的突出部，所述主体部由上至下延伸并封堵所述安装盒的前端开口，所述突出部由前至后延伸并伸入所述安装盒的中空腔内；所述弹性体能够压缩在所述安装盒与所述主体部之间。
[0024]可选地，还包括牵引销和向心关节轴承，所述牵引销由上至下延伸，所述凸关节和所述凹关节通过所述牵引销铰接；所述向心关节轴承的内圈与所述牵引销配合，外圈与所述凸关节配合。
[0025]可选地，还包括安装套，所述安装套固定设置在所述凸关节的后端，所述安装套的内壁与所述向心关节轴承的外圈配合。
[0026]可选地，所述安装套呈上下贯通的中空筒状，并固定安装在所述凸关节的上部；所述安装套的下部向内突出形成与所述向心关节轴承配合的安装部。
[0027]可选地，还包括推力关节轴承，所述推力关节轴承安装在所述安装腔的底部，并以其顶面支撑所述凸关节的底面。
[0028]可选地，所述向心关节轴承的内圈与外圈之间、所述推力关节轴承的内圈与外圈之间以及所述从板与所述凸关节的配合面附着有自润滑耐磨材料。
[0029]本发明还提供一种铁路车辆，包括多节车体，相邻的所述车体之间通过关节连接器连接，所述关节连接器为上述任一项所述的关节连接器。
[0030]由于本发明的铁路车辆包括上述任一项所述的关节连接器，故上述任一项关节连接器所产生的