一种补偿动车轮对平衡的机械支撑装置及动车轮对装置的制作方法

本实用新型涉及动车转向架技术领域。

背景技术：

轮对是动车转向架的核心部件，其对于动车平稳运行起到关键作用。在目前动车轮对运行中，轮对承受到了动车整个重量，不可避免将产生挠曲变形，并且在转向过程中左右两侧受到不同载荷产生一定变形，这些变形都将影响动车的使用寿命和平稳运行。而现在轮对机械支撑所采用的轴承为普通滚动轴承，不能很好的克服变形所带来的弊端，因此，对动车轮对产生的变形能否通过机械支撑装置进行有效的补偿，成为当前迫切需要解决的问题。

经检索，没有发现与本实用新型完全相同的现有专利技术。申请号为cn201520400965.x的实用新型公开了一种补偿印刷滚筒圆柱度制造误差的机械支承装置，包括印刷滚筒、橡皮布、压印滚筒、轴承外圈、柔性体、轴承内圈、滚动体。存在圆柱度制造误差的印刷滚筒两侧布置有相同的圆柱滚子轴承，轴承内圈固定在印刷滚筒轴颈，轴承内圈和轴承外圈之间均匀分布着滚动体，柔性体内嵌在滚动体内部，存在圆柱度制造误差的印刷滚筒表面覆盖有橡皮布，压印滚筒与橡皮布直接接触。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种补偿动车轮对平衡的机械支撑装置及动车轮对装置，其能有效补偿轮对因整车重量产生的挠曲变形以及转向过程中的左右载荷不同产生的变形，改善载荷的均匀分布，提升动车运行的平衡性。

本实用新型采用的技术方案是：一种补偿动车轮对平衡的机械支撑装置，包括圆柱滚子轴承，所述圆柱滚子轴承包括轴承外圈、轴承内圈、滚动体、柔性体；轴承内圈和轴承外圈之间分布着滚动体，柔性体内嵌在滚动体内部；动车轮对包括二个轮对轴颈，二个轮对轴颈上均安装有所述圆柱滚子轴承，轴承内圈固定在轮对轴颈上。

柔性体由高分子材料制作而成。

所述圆柱滚动体为加工有内孔的空心圆柱滚动体，柔性体嵌入在圆柱滚动体的内孔中。

轴承内圈和轴承外圈之间并排分布有二列滚动体，二列滚动体通过保持架定位在轴承内圈和轴承外圈之间。

二个轮对轴颈上安装的圆柱滚子轴承相同。

轴承内圈的左端和轴承外圈的右端都带有挡边，轴承内圈和轴承外圈的截面均为“l”形，轴承内圈的挡边和轴承外圈之间通过应力监测密封圈密封连接，轴承外圈的挡边和轴承内圈之间也通过应力监测密封圈密封连接。

一种动车轮对装置，包括动车轮对和设置在动车轮对上的机械支撑装置，动车轮对包括轮轴和安装在轮轴上的车轮，轮轴的两端附近部分为轮对轴颈，所述机械支撑装置为上述的补偿动车轮对平衡的机械支撑装置。

当动车轮对承受整车载荷而产生挠曲变形以及在转向过程中左右两侧受到不同载荷会产生一定变形，弹性圆柱滚子轴承内圈与轮对轴颈接触，在轴颈外侧的作用力大于内测，从而导致轮对左右载荷分布不均。本实用新型中的滚动体采用新的结构形式，在滚动体内嵌入柔性体，柔性体具有优异的物理力学性能；不仅能改善轴承滚动体的应力集中状况，同时还能吸收轮对车轴的振动冲击、有效降低动车运行噪声，保证轴承的使用寿命，动车轮对的变形得以有效补偿，这样使得动车运行更加平稳舒适。轴承内圈和轴承外圈的截面均为“l”形设计，其挡边能完整承受轴承滚动体的轴向载荷，保持滚动体轴向载荷的均匀分布，避免了滚动体的轴向窜动。轴承内圈和轴承外圈通过应力监测密封圈紧密配合构建无尘空间，让滚动体处在无尘环境下运行，大大提高了轴承的使用寿命和安全性能。固定在轴承外圈内测的应力监测密封圈实时测量轴承内外圈的径向位移和应力大小，通过监测径向位移和应力大小数据了解轴承的健康运行状态，从而更好地保证轴承的正常工作以及动车的安全运行。

附图说明

图1为补偿动车轮对平衡的机械支撑装置结构（局部剖视）示意图；

图中，1为轴承外圈，2为轴承内圈，3为轮对轴颈，4为滚动体，5为柔性体，6为轮轴，7为车轮。

具体实施方式

如图1所示，一种补偿动车轮对平衡的机械支撑装置，设置在动车轮对上，包括圆柱滚子轴承，所述圆柱滚子轴承包括轴承外圈1、轴承内圈2、滚动体4、柔性体5。轴承内圈2和轴承外圈1之间均匀分布有滚动体4，滚动体4内嵌有柔性体5，柔性体5由高分子材料构成。动车轮对包括轮轴6和安装在轮轴上的车轮7，轮轴6包括轮对轴颈3，轮轴6的两端附近部分为轮对轴颈3。位于动车轮对两端的轮对轴颈3上均安装有相同的弹性复合圆柱滚子轴承，轴承内圈固定在动车轮对的轮对轴颈上，轴承内、外圈之间均匀分布滚动体，柔性体嵌入在滚动体内部。滚动体的制作方法是：在实心圆柱滚动体的基础上加工内孔，形成空心圆柱滚动体，在空心圆柱滚动体内嵌入柔性体，柔性体由高分子材料制作而成。内孔沿径向贯通于空心圆柱滚动体中部。轴承内圈和轴承外圈之间并排分布有二列滚动体，二列滚动体通过保持架定位在轴承内圈和轴承外圈之间。

一种动车轮对装置，包括动车轮对和设置在动车轮对上的上述机械支撑装置。

动车轮对承受整车载荷以及左右两侧的载荷。轮对轴颈3受载产生挠曲变形以及在转向过程中左右两侧受到不同载荷产生了一定变形导致轴承内圈内外两侧受力不均。轮对轴颈3由轴承支承，由于滚动体4内嵌柔性体5，柔性体具有优异的物理特性，不仅能改善轴承滚动体4应力分布、保证轴承较好的承载能力，而且使得动车轮对的挠曲变形以及在转向过程中左右两侧受到不同载荷产生了一定变形得到有效补偿，从而在运行过程中更加平稳。本机械支撑装置还能吸收动车轮对在运行中产生的振动能量，有效降低了振动和噪声，从而保证了动车运行的舒适性。

更进一步，轴承内圈的左端和轴承外圈的右端都可以带有挡边，轴承内圈和轴承外圈两者的截面均可为“l”形，两者配合后的缝隙可通过应力监测密封圈进行密封，两者的左端和右端均通过应力监测密封圈密封连接、紧密配合构建无尘空间。轴承内圈和轴承外圈的截面均采用“l”形设计，其挡边能完整承受轴承滚动体的轴向载荷，保持滚动体轴向载荷的均匀分布，避免了滚动体的轴向窜动。

应力监测密封圈固定在轴承外圈内侧。应力监测密封圈的内侧0°和180°位置内嵌有高精度、耐高温、耐腐蚀的压电陶瓷传感器，应力监测密封圈的外侧0°位置还内嵌可以收集传感器信号并进行无线传输的rtu（智能远程终端控制系统），应力监测密封圈4其外侧90°和270°位置内嵌有磁铁形成磁场，轴承内圈在高速旋转过程中切割磁感线而发电，应力监测密封圈其外侧180°位置内嵌可以存储电能的电源模块。压电陶瓷传感器能实时精确测量轴承内圈和轴承外圈之间的径向位移和应力大小，通过rtu（智能远程终端控制系统）将监测数据无线传输到动车运行质量监测中心，监测径向位移和应力大小数据了解轴承的健康运行状态，其健康运行状态再反馈到动车机车操纵台，形成闭环控制，从而保证轴承的正常工作以及动车的智能安全运行。应力监测密封圈其外侧90°和270°位置内嵌有磁铁形成磁场，轴承内圈在高速旋转过程中切割磁感线而发电，将发电存储到电源模块，从而保证了整个系统的电源供应。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。