一种轮缘润滑装置、轮缘润滑器及转向架的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种轮缘润滑装置、轮缘润滑器及转向架，包含两个润滑棒，两个润滑棒分别与轮缘根部区域和轮缘外侧面区域接触实现润滑。本发明充分考虑了轮缘外侧面区域和轮缘根部区域磨损率不同的特点，采用两个独立的润滑棒分别对轮缘外侧面区域和轮缘根部区域进行润滑，每个润滑棒尺寸、润滑棒与润滑区域的作用角度以及润滑棒的作用力都可以独立设定，因此能够很好的满足轮缘外侧面区域和轮缘根部区域磨损率不同的要求，具有润滑区域准确、润滑棒利用效率高以及经济性好的优点。
【专利说明】
一种轮缘润滑装置、轮缘润滑器及转向架
技术领域
[0001]本发明涉及一种转向架，特别涉及一种安装在转向架上的轮缘润滑装置和轮缘润滑器，同时涉及安装有该轮缘润滑装置的转向架，属于轨道车辆制造技术领域。
【背景技术】
[0002]当列车运行到小曲线路段时，外轨侧导向轮轮缘将与钢轨轨距角/轨距面接触，由于接触压力大并伴随有冲击，同时接触斑内的滑动速度分量较大，因此将导致严重的轮轨磨损，同时还会增加列车运行阻力，带来噪声污染等问题。随着铁路运输向高速、重载方向发展，轮轨接触条件进一步恶化，轮轨磨耗问题越来越严重，由此导致钢轨和轮对大量提前报废，列车运行能耗增加，甚至车辆脱轨。
[0003]为了减缓轮轨磨耗，目前常用的措施是轮缘润滑。轮缘润滑是用严格的控制方法在车轮轮缘处施加合适的润滑剂，将摩擦系数很高的干式滑动摩擦变为摩擦系数较低的有润滑的滑动摩擦，从而减小轮轨磨耗和列车运行能耗，延长镟轮和换轨周期，同时提高列车运行的安全性。
[0004]轮缘润滑分为干式润滑和湿式润滑。干式润滑使用固体轮缘润滑棒作为润滑介质，并且一般由纯机械式的轮缘润滑器将润滑棒作用到轮缘表面实施润滑。湿式润滑使用润滑油或润滑脂作为润滑介质，并由一套机械、电器、气动和智能控制一体化的复杂装置将润滑介质喷射到轮缘表面。干式润滑由于具有结构简单可靠、故障率和维护成本低以及润滑介质性能稳定等优点，因此得到了越来越多的应用。
[0005]干式润滑的常用结构是在转向架构架上安装轮缘润滑器，在润滑器中安装润滑棒和恒力弹簧，润滑棒在恒力弹簧的作用下与车轮轮缘接触并将润滑介质转移到轮缘上实现润滑的目的。
[0006]如图1所示，现在普遍采用的轮缘润滑器5都是使用恒力弹簧将润滑棒2压靠在轮缘区域进行润滑，而且在车轮轮缘处仅安装一个润滑棒2，同时对轮缘根部区域3及轮缘外侧面区域4进行润滑。
[0007]车辆和轨道的动力学特性决定了轮缘外侧面区域和轮缘根部区域的磨损速率不同，在磨损快的区域内润滑棒转移形成的润滑膜容易被破坏，保持时间短，而磨损慢的区域内润滑膜能够较长时间稳定存在。这就意味着磨损快的区域内要求润滑棒的消耗率高，而磨损慢的区域内要求润滑棒的消耗率低。
[0008]对于现有技术中普遍采用的润滑器，在弹簧力以及润滑棒和轮缘间的摩擦磨损作用下，润滑棒的端部与轮缘区域形成共形接触，因此润滑棒端部各区域内的润滑剂消耗率基本上是相同的。这就会导致轮缘磨损快的区域内润滑膜被很快磨掉后不能及时从润滑棒上获得补充，从而导致该区域内润滑不足，加剧了轮缘磨损。
【发明内容】
[0009]本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种能够适应轮缘外侧面区域和轮缘根部区域不同磨损率要求，并能有效降低轮缘磨损率，保证车辆运行安全的新型轮缘润滑装置。
[0010]本发明的另一个目的在于，提供一种结构简单，易于拆装和更换的轮缘润滑器。
[0011]本发明的再一个目的在于，提供一种安装有该轮缘润滑装置和轮缘润滑器的转向架。
[0012]为实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0013]—种轮缘润滑装置，包含两个润滑棒，两个润滑棒分别与轮缘根部区域和轮缘外侧面区域接触实现润滑。
[0014]进一步，所述润滑棒的轴线与润滑区域的法线重合。
[0015]进一步，两个润滑棒分别安装在两个润滑器内，两个润滑器固定在安装支架上，所述安装支架固定安装在转向架的构架上。
[0016]进一步，还包括一个安装托板，所述安装托板固定在所述安装支架上，两个所述润滑器安装在所述安装托板上。
[0017]进一步，在所述安装托板与安装支架上均开设有一个或多个槽形孔，所述安装托板通过一个或多个螺栓固定在所述安装支架上。
[0018]进一步，所述安装托板上具有三个平行且相互错开的第一槽形孔，在所述安装支架上设置有两个平行的第二槽形孔，所述第一槽形孔与所述第二槽形孔之间具有一夹角，所述安装托板通过三个螺栓固定在所述安装支架上。
[0019]进一步，所述润滑器焊接固定在所述安装托板上。
[0020]进一步，所述润滑器包括导向管、安装在导向管内的润滑棒、恒力弹簧和L形顶推板，所述导向管的前后端具有开口，所述润滑棒从前端开口中伸出，所述顶推板的底边伸入导向管内并与恒力弹簧固定，所述顶推板的侧边封闭所述导向管后端的开口并向上伸出至导向管的外部，所述润滑棒的后端与所述恒力弹簧接触，在顶推板侧边的内侧和外侧各设置一销轴，所述销轴与导向管固定连接。
[0021]本发明的另一个技术方案是:
[0022]—种轮缘润滑器，包括导向管、安装在导向管内的润滑棒、恒力弹簧和L形顶推板，所述导向管的前后端具有开口，所述润滑棒从前端开口中伸出，所述顶推板的底边伸入导向管内并与恒力弹簧固定，所述顶推板的侧边封闭所述导向管后端的开口并向上伸出至导向管的外部，所述润滑棒的后端与所述恒力弹簧接触，在顶推板侧边的内侧和外侧各设置一销轴，所述销轴与导向管固定连接。
[0023]本发明的再一个技术方案是:
[0024]—种转向架，安装有如上所述的轮缘润滑装置。
[0025]综上内容，本发明所述的一种轮缘润滑装置、轮缘润滑器及转向架，与现有技术相比，具有如下优点:
[0026](I)本发明充分考虑了轮缘外侧面区域和轮缘根部区域磨损率不同的特点，采用两个独立的润滑棒分别对轮缘外侧面区域和轮缘根部区域进行润滑，每个润滑棒的尺寸、润滑棒与润滑区域的作用角度以及润滑棒的作用力都可以独立设定，因此能够很好的满足轮缘外侧面区域和轮缘根部区域磨损率不同的要求，具有润滑区域准确、润滑棒利用效率高以及经济性好的优点。
[0027](2)本发明中的轮缘润滑器结构简单，仅需拆装销轴即可将顶推板和恒力弹簧整体抽出和插入，易于拆装和更换。
【附图说明】
[0028]图1是现有技术中的轮缘润滑装置结构示意图；
[0029]图2是本发明轮缘润滑装置结构示意图；
[0030]图3是本发明轮缘润滑装置与轮缘接触的示意图；
[0031 ]图4是本发明轮缘润滑器内部结构剖视图。
[0032]如图1至图4所示，车轮I，润滑棒2，轮缘根部区域3，轮缘外侧面区域4，润滑器5，导向管6，恒力弹簧7，顶推板8，铆钉9，销轴10，安装托板11，安装支架12，第一槽形孔13，第二槽形孔14，螺栓15，腰形槽口 16，B形销17，构架18。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0034]如图2所示，本发明提供的一种轮缘润滑装置，安装在转向架的构架18上，在车轮I的前方安装一个轮缘润滑装置。
[0035]如图2和图3所示，本发明提供的一种轮缘润滑装置，包含两个润滑棒2，两个润滑棒2分别与轮缘根部区域3和轮缘外侧面区域4接触实现润滑，用于减轻轮缘根部区域及轮缘外侧面区域的磨损。本实施例中，优选将两个润滑棒2分别安装在两个润滑器5内。
[0036]如图4所示，两个润滑器5的结构相同，润滑器5包括一个导向管6，润滑棒2安装在导向管6内，润滑器5还包括一个恒力弹簧7和一个呈L形的顶推板8，导向管6的断面为矩形，其前后端具有开口，润滑棒2从前端开口中伸出，顶推板8的底边伸入导向管6内，顶推板8底边的前端部与恒力弹簧7之间通过铆钉9固定连接，这样在抽出或插入顶推板8时可以一并将恒力弹簧7抽出或插入，方便拆装和更换，顶推板8的侧边封闭导向管6后端的开口。
[0037]本实施例中，恒力弹簧7采用卷簧，恒力弹簧7安装在顶推板8侧边与润滑棒2之间并与润滑棒2的后端接触，恒力弹簧7推动润滑棒2向前移动使其始终与轮缘根部区域区域3和轮缘外侧面区域4接触，从而实现恒力润滑。由于列车类型及线路条件的不同，因此选用的恒力弹簧7的输出力也是不同的。恒力弹簧7的输出力由弹簧自身性质决定，根据需要的输出力，确定卷簧的参数，包括弹簧片的厚度和宽度以及内外圈直径等。恒力弹簧7的输出力是在综合考虑轮缘磨损速率和轮缘润滑棒2的消耗速率的基础上确定的，恒力弹簧7的弹簧力越大，润滑棒2的消耗率越高，转移到轮缘上的润滑材料也越多，对轮缘的保护效果也越明显，恒力弹簧7的弹簧力越小，润滑棒2的消耗率越低，应用及维护成本就越小，恒力弹簧7的弹簧力优选在10-50N之间。
[0038]在顶推板8侧边的内侧和外侧各设置一销轴10，用于限制顶推板8运动，两个销轴10分别通过两个B形销17与导向管6固定连接，在需要更换润滑棒2时，只需要将两个销轴10和两个B形销17拆下即可抽出顶推板8，安装时，首先插入顶推板8，然后只需要将两个销轴10从顶推板8的内外两侧插入并用两个B形销17连接即可。为了方便拆装，本实施例中，将顶推板8的侧边向上伸出至导向管6的外部，操作人员只需要抓住顶推板8伸出的部位即可将顶推板8从导向管6中抽出或插入至导向管6内。
[0039]如图2和图3所示，两个润滑器5可以同时焊接固定在一个安装支架12上，安装支架12则固定安装在构架18上，这样结构简单，可靠性高。但是该种结构在当轮缘磨损区的磨损特性随着车辆运行时间的延长发生变化后，或者车轮由于镟修尺寸发生较大变化后，原先设计的润滑棒与磨损区的接触位置和接触角度可能就不合适了，会降低润滑棒的润滑性會K。
[0040]因此，本实施例中，更优选采用在安装支架12上再固定安装一个安装托板11，润滑器5的导向管6焊接固定在安装托板11上，两个润滑器5分别固定在安装托板11的上、下表面上，使上、下两个润滑棒2分别与轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3相接触。安装托板11通过螺栓15安装在安装支架12上，安装支架12则焊接在构架18上，这样不但结构简单，而且可靠性较高。当轮缘磨损区的磨损特性随着车辆运行时间的延长发生变化后，或者车轮I由于镟修尺寸发生较大变化后，可以通过调整安装托板11相对于安装支架12的安装位置来调整上、下两个润滑棒2与轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3的接触位置和接触角度。
[0041 ]在安装托板11与安装支架12上均开设有一个或多个槽形孔，本实施例中，安装托板11为一水平设置的平板，安装支架12为L形支架，安装支架12的垂直侧边焊接在构架18上，安装支架12的水平边与安装托板11固定连接。
[0042]在安装托板11上开设有三个第一槽形孔13，在安装支架12的水平边上开设两个第二槽形孔14，三个第一槽形孔13平行且相互错开设置，两个第二槽形孔14相互平行设置，第一槽形孔13与第二槽形孔14之间具有一夹角，夹角的大小与两个润滑棒2的安装角度有关，如图2所示，第一槽形孔13与第二槽形孔14之间为相互垂直的状态，安装托板11通过三个螺栓15固定在安装支架12上，安装托板11在水平面内具有三个自由度，即沿纵向(车辆运行方向)和横向(车轴轴线方向)的平动，以及绕垂向(垂直于纵向和横向所在平面的方向)的转动，可以便于调节安装托板11的安装位置，因此可以方便的调整润滑棒2与润滑区域的接触位置和接触角度，使两个润滑棒2都能较好地与轮缘根部区域3和轮缘外侧面区域4接触，进而保证润滑效果。
[0043]在每个润滑器5的导向管6侧部均开设有一条或两条腰形槽口16，便于观察润滑棒2的使用情况和消耗量，可以根据需要及时更换或补充润滑棒2。同时，如果要取出润滑棒2，那么在拆卸销轴10将顶推板8和恒力弹簧7整体抽出之后，操作人员可以通过腰形槽口 16将润滑棒2整体拉出。
[0044]润滑棒2的截面尺寸以及与轮缘的夹角角度是由轮缘磨损区的大小和位置决定的，由于不同的车辆及线路运行条件会造成不同的轮缘磨损特点，因此润滑棒2的截面尺寸以及与轮缘的夹角角度也需要根据实际情况测量决定。如图2和图3所示，本实施例中，首先根据实际情况确定轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3需要润滑的区域范围，进而再确定上、下两个润滑棒2的截面尺寸，同时确定两个润滑棒2与轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3的接触角度，保证润滑棒2的轴线与其润滑区域的法线重合，即轮缘外侧面磨损区的法线要与其对应的润滑棒2的轴线重合，轮缘根部磨损区的法线要与其对应的另一个润滑棒2的轴线重合，使两个润滑棒2均处于最佳工作位置，这样才能保证恒力弹簧7的弹簧力通过润滑棒2有效的传递到轮缘磨损区，同时，当轮缘给润滑棒2传递较大的振动冲击载荷时，润滑棒2可以自如的“回缩”，从而保护润滑棒2，不至于卡死或折断。当轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3发生明显磨损后，可以通过调整安装托板11在安装支架12上的安装位置来改变上、下润滑棒2与轮缘磨损区的接触位置和接触角度。
[0045]另外，还需要根据轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3内的磨损情况确定上、下两个润滑器5中恒力弹簧7的弹簧力，磨损严重时选用大弹簧力，磨损轻时选用小弹簧力，从而提高润滑棒2的使用经济性，弹簧力优选在10-50N之间。
[0046]润滑棒2的截面宽度要覆盖发生磨损的轮缘根部区域3及轮缘外侧面区域4的宽度，而其高度主要由润滑棒2的强度决定，虽然润滑棒2受到恒力弹簧7的弹簧力很小，但列车运行过程中会产生较大的随机振动和冲击，这对润滑棒2的强度提出了比较高的要求。因此，在设计润滑棒2时，首先要根据轮缘磨损区的范围确定出润滑棒2的截面尺寸，然后根据标准要求进行随机振动和冲击的仿真分析，优化润滑棒2的截面尺寸，最后依据标准IEC61373-2010《铁路应用机车车辆设备振动和冲击试验》要求进行随机振动冲击试验，验证设计的可行性。
[0047]本实施例中，采用了两套独立的轮缘润滑器5分别对轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3进行润滑。因此，可以根据轮缘外侧面区域4及轮缘根部区域3的磨损区域分别设计对应的轮缘润滑棒2的截面尺寸，在满足润滑棒2强度的同时，实现最经济的润滑，避免了现有技术中单管式润滑器的润滑棒会对轮缘外侧面区域和轮缘根部区域之间没有发生磨损的轮缘区域也进行润滑进而造成不必要浪费的现象发生。而且采用两套独立的轮缘润滑器5分别对轮缘外侧面区域4和轮缘根部区域3进行润滑，每个润滑器5中恒力弹簧7的弹簧力大小也可以根据具体车辆及线路条件通过试验测试来确定，即可保证润滑效果，又可实现最经济的润滑。
[0048]如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种轮缘润滑装置，其特征在于:包含两个润滑棒，两个润滑棒分别与轮缘根部区域和轮缘外侧面区域接触实现润滑。2.根据权利要求1所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:所述润滑棒的轴线与润滑区域的法线重合。3.根据权利要求1或2所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:两个润滑棒分别安装在两个润滑器内，两个润滑器固定在安装支架上，所述安装支架固定安装在转向架的构架上。4.根据权利要求3所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:还包括一个安装托板，所述安装托板固定在所述安装支架上，两个所述润滑器安装在所述安装托板上。5.根据权利要求4所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:在所述安装托板与安装支架上均开设有一个或多个槽形孔，所述安装托板通过一个或多个螺栓固定在所述安装支架上。6.根据权利要求5所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:所述安装托板上具有三个平行且相互错开的第一槽形孔，在所述安装支架上设置有两个平行的第二槽形孔，所述第一槽形孔与所述第二槽形孔之间具有一夹角，所述安装托板通过三个螺栓固定在所述安装支架上。7.根据权利要求4所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:所述润滑器焊接固定在所述安装托板上。8.根据权利要求3所述的一种轮缘润滑装置，其特征在于:所述润滑器包括导向管、安装在导向管内的润滑棒、恒力弹簧和L形顶推板，所述导向管的前后端具有开口，所述润滑棒从前端开口中伸出，所述顶推板的底边伸入导向管内并与恒力弹簧固定，所述顶推板的侧边封闭所述导向管后端的开口并向上伸出至导向管的外部，所述润滑棒的后端与所述恒力弹簧接触，在顶推板侧边的内侧和外侧各设置一销轴，所述销轴与导向管固定连接。9.一种轮缘润滑器，其特征在于:包括导向管、安装在导向管内的润滑棒、恒力弹簧和L形顶推板，所述导向管的前后端具有开口，所述润滑棒从前端开口中伸出，所述顶推板的底边伸入导向管内并与恒力弹簧固定，所述顶推板的侧边封闭所述导向管后端的开口并向上伸出至导向管的外部，所述润滑棒的后端与所述恒力弹簧接触，在顶推板侧边的内侧和外侧各设置一销轴，所述销轴与导向管固定连接。10.一种转向架，其特征在于:安装有如权利要求1-8任一项所述的轮缘润滑装置。
【文档编号】B61K3/02GK105857335SQ201610230220
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】张金煜, 虞大联, 邹建才, 赵子豪, 刘韶庆
【申请人】中车青岛四方机车车辆股份有限公司