一种整体式旁承的制作方法

本实用新型涉及一种整体式旁承。

背景技术：

铁路是国家的重要基础设施、大众化的交通工具，在中国综合交通运输体系中处于重要地位。铁路运输量的增长随着国民经济的不断发展而快速增长，铁路运输在国民经济的发展起到相当重要的作用，也是能源、矿物等重要物资的主要运输方式之一。

旁承是保证铁路车辆运行稳定性和安全性的关键零部件之一，主要作其用是减缓车辆蛇行运动以及保证转向架与车体间适当的回转阻力矩。其结构型式和性能参数直接关系到车辆的蛇形运行临界速度、脱轨系数、轮减载率和曲线通过性能等重要性能指标。

但是，现役的旁承还普遍存在一些共性问题，主要表现在以下这些方面：

(1)弹性旁承采用橡胶与金属的复合结构，橡胶体弹性体与金属构件之间的粘接强度较低，易出现开胶、粘接牢固性不够的问题，且在后期的使用过程中，粘接面在交变载荷的作用下容易出现疲劳破坏。

(2)由于橡胶材料存在抗老化性能差和永久变形大的问题，直接导致现有的弹性旁承在服役一段时间后普遍出现弹性元件龟裂、刚度变大和永久变形大幅增加等现象，永久变形会导致旁承间隙大大降低，从而改变了车辆动力学参数，严重时会恶化车辆的动力学稳定性。

(3)橡胶材料的高低温适应性较差，使得旁承体的刚度等关键参数随着温度变化差异较大，弹性旁承在使用过程中的性能随之发生较大改变，将降低轨道车辆的运行稳定性，甚至产生安全隐患。

(4)现有双作用弹性接触旁承重量大，以JC型双作用弹性旁承为例，每个重量约为5kg，由于使用量较大，直接加重了货运列车负担，增加能源消耗。

现有技术中的旁承容易出现疲劳破坏、弹性元件龟裂、刚度变大和永久变形大幅增加导致使用寿命较短，维护成本高，且不利于环境保护，存在重量大，运营成本高的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种承载能力强，使用寿命长，降低维护成本的整体式旁承。

本实用新型的整体式旁承，包括底座，其特征在于：底座上方通过弹性支撑件连接有上支撑板，上支撑板上方设置有上磨耗板，底座两侧对称设置有侧支撑板；所述弹性支撑件包括上弹件、中弹件与下弹件，上弹件为开口朝上的1/2椭圆环形，中弹件为椭圆环形，下弹为开口朝下的1/2椭圆环形，上弹件底部与中弹件顶部固定连接为一体，下弹件的顶部与中弹件的底部固定连接为一体，上弹件两端固定连接在上支撑板底面上，下弹件两端固定连接在底座内底面上；侧支撑板通过斜板与底座两侧边固定连接为一体；

所述上支撑板上表面具有凸起，上磨耗板与凸起相对应的位置设置有与凸起相配合的通孔；

所述中弹件中部与上弹件、下弹件连接处壁厚小于中弹件椭圆环形两端靠近长径处的壁厚；

所述上弹件、下弹件与中弹件连接后连接部位厚度小于中弹件椭圆环形长径处壁厚的2倍；

所述弹性支撑件的上弹件、中弹件、下弹件由高分子材料一体浇注成型构成整体结构；

所述上支撑板、弹性支撑件、底座、侧支撑板、斜板由高分子材料一体浇注成型构成整体结构；

所述上支撑板、弹性支撑件、底座、侧支撑板、斜板材料为超高分子量聚乙烯或改性尼龙。

本实用新型的整体式旁承，由超高分子量聚乙烯或改性尼龙等高分子材料一体浇注成型构成，避免了金属与橡胶连接的硫化工艺，简化加工过程，节省加工时间，避免了应力集中、开裂的问题；弹性支撑件的截面采用变截面形式，弹性支撑件中部的椭圆环形两端承受应力大的地方壁厚增加，中弹件椭圆环形与半椭圆环形的上下弹件连接处承受应力较小，相应的减小壁厚，在满足垂向承载力的前提下同时减轻重量，弹性支撑件的应力承受分布更均匀，保证提供合适刚度的同时又能承受较大载荷；椭圆环形的中弹件的垂向支撑能力较强，提高了旁承的垂向能力，而刚度相对于半椭圆环形的上下弹件较小，可以起到调节弹性支撑件整体的垂向刚度的作用；超高分子量聚乙烯或改性尼龙等高分子材料密度很小，减轻旁承总重量，从而可减轻火车的自重，可有效节约运营成本；此外，此类高分子材料具有耐腐蚀、耐磨、抗老化、耐疲劳性能好、高低温适应性优于橡胶等优点，有效提高了旁承的使用寿命。在使用时，旁承主体可产生较大预压缩量，由此产生垂直旁承主体上表面稳定的支撑力，抑制车厢侧滚，提高了车辆运行的临界速度和平稳性；为了满足不同规格要求，节约运营成本，还可以通过改变弹性支撑件的截面，或者通过改变材料的配方来改变材料的弹性模量来改变旁承的刚度，从而使统一规格的弹性旁承的刚度适用范围扩大，可减少旁承的型号规格，有效降低生产成本，提高了车辆运行安全性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体式旁承平面结构示意图；

图2是本实用新型实施例的整体式旁承立体结构示意图。

具体实施方式

如图所示，一种整体式旁承，包括底座5，底座5上方通过弹性支撑件3连接有上支撑板2，上支撑板2上方设置有上磨耗板1，底座5两侧对称设置有侧支撑板4；弹性支撑件3包括上弹件、中弹件与下弹件，上弹件为开口朝上的1/2椭圆环形，中弹件为椭圆环形，下弹为开口朝下的1/2椭圆环形，上弹件底部与中弹件顶部固定连接为一体，下弹件的顶部与中弹件的底部固定连接为一体，上弹件两端固定连接在上支撑板2底面上，下弹件两端固定连接在底座5内底面上；侧支撑板4通过斜板与底座两侧边固定连接为一体。

上支撑板2上表面具有凸起，上磨耗板1与凸起相对应的位置设置有与凸起相配合的通孔，上磨耗板1通过通孔与凸起互相配合固定连接在上支撑板2上方。

中弹件中部与上弹件、下弹件连接处壁厚小于中弹件椭圆环形两端靠近长径处的壁厚，使得弹性支撑件3构成变截面结构；进一步地，上弹件、下弹件与中弹件连接后连接部位厚度小于中弹件椭圆环形长径处壁厚的2倍。

本实用新型的整体式旁承，可以通过高分子材料一体浇注成型使得弹性支撑件3的上弹件、中弹件、下弹件构成整体结构，还可以通过过高分子材料一体浇注成型使得上支撑板2、弹性支撑件3、底座5、侧支撑板4、斜板都构成整体结构，避免了各部件之间的固定连接结构，也避免了金属件与弹性橡胶固定连接的硫化工艺，简化加工工艺，避免了应力集中、开裂的问题。

优选地，上支撑板2、弹性支撑件3、底座5、侧支撑板4、斜板的材料可以选择高分子材料中的超高分子量聚乙烯，或者改性尼龙。

具体地，本实用新型的整体式旁承，包括上磨耗板1、上支撑板2、弹性支撑件3、侧支撑板4和底座5，弹性支撑件3装配在底座5和上支撑板1之间，上支撑板2上方设置上磨耗板1。

为了保证弹性件在使用过程中具有较高的承载力，不易产生永久变形且寿命长，弹性支撑件3包括两个拱形半椭圆环与一个椭圆环形，两个拱形半椭圆环的两端分别与上支撑板和底座相连，两个拱形半椭圆环一正一反地与椭圆环形顶相连。

为了在满足垂向承载力的前提下同时使弹性支撑件的应力更均匀且减轻重量，弹性支撑件的截面采用变截面形式，在椭圆环形两边承受应力大的地方增加横面积，而椭圆环形与拱形半椭圆环相连的截面上承受应力较小，对应减小截面面积。

为了简化加工过程，节省加工时间，并避免原有旁承因橡胶和金属粘结面上容易应力集中、开裂及疲劳破坏等问题，本实用新型的整体式旁承除上磨耗板外，其他部位采用高分子材料一体浇注成型为整体结构。

为了满足不同规格要求，节约运营成本，还可以通过改变壁厚来改变旁承的刚度，也可以通过改变尼龙的配方改变材料的弹性模量。

有益效果：本发明涉及的弹性旁承结构简单，拆装便捷，旁承弹性支撑件的承载能力强，刚度调节范围大，应力均匀，永久变形小，质量更轻，提高了旁承的寿命和稳定性，有效减小了应力集中现象，减轻了火车的自重，提高了车辆运行安全性，节约了运营成本。

在安装时，先给两侧的侧支撑板4同时施加作用力使其向中间产生一定量的预位移，然后将旁承主体放置在旁承盒中，两端的侧支撑板4起到定位作用，旁承底座5位于旁承盒底上，最后将上磨耗板1固定于旁承上支撑板2上，上磨耗板1与上支撑板2通过上支撑板2的凸起与上磨耗板1的与凸想相匹配的通孔连接在一起。

在使用时，旁承主体可产生较大预压缩量，由此产生垂直旁承主体上表面稳定的支撑力，抑制车厢侧滚，提高了车辆运行的临界速度和平稳性。

旁承由超高分子量聚乙烯或改性尼龙等高分子材料一体浇注成型，避免了金属—橡胶硫化工艺，简化加工过程，节省加工时间，避免了应力集中、开裂的问题，并且浇注截面可以为变截面，均匀应力，保证提供合适刚度的同时又能承受较大载荷。旁承弹性支撑件3为上、空心椭圆和下圆拱的组合结构，由于圆拱的垂向支撑能力较强，提高了旁承的垂向能力，中间的空心椭圆的刚度相对圆拱较小，可以起到调节谈性支撑件整体的垂向刚度的作用。超高分子量聚乙烯或改性尼龙等高分子材料密度很小，减轻旁承德重量，从而可减轻火车的自重，可有效节约运营成本，此外，此类高分子材料具有耐腐蚀、耐磨、抗老化、耐疲劳性能好、高低温适应性优于橡胶等优点，有效提高了旁承的使用寿命。为了满足不同规格要求，节约运营成本，可以通过改变弹性支撑件的截面，或者通过改变材料的配方来改变材料的弹性模量来改变旁承的刚度，从而使统一规格的弹性旁承的刚度适用范围扩大，可减少旁承的型号规格，有效降低生产成本。

本实用新型的整体式旁承，由超高分子量聚乙烯或改性尼龙等高分子材料一体浇注成型构成，避免了金属与橡胶连接的硫化工艺，简化加工过程，节省加工时间，；弹性支撑件的截面采用变截面形式，弹性支撑件中部的椭圆环形两端承受应力大的地方壁厚增加，中弹件椭圆环形与半椭圆环形的上下弹件连接处承受应力较小，相应的减小壁厚，在满足垂向承载力的前提下同时减轻重量，弹性支撑件的应力承受分布更均匀，保证提供合适刚度的同时又能承受较大载荷；椭圆环形的中弹件的垂向支撑能力较强，提高了旁承的垂向能力，而刚度相对于半椭圆环形的上下弹件较小，可以起到调节弹性支撑件整体的垂向刚度的作用；超高分子量聚乙烯或改性尼龙等高分子材料密度很小，减轻旁承总重量，从而可减轻火车的自重，可有效节约运营成本；此外，此类高分子材料具有耐腐蚀、耐磨、抗老化、耐疲劳性能好、高低温适应性优于橡胶等优点，有效提高了旁承的使用寿命。在使用时，旁承主体可产生较大预压缩量，由此产生垂直旁承主体上表面稳定的支撑力，抑制车厢侧滚，提高了车辆运行的临界速度和平稳性；为了满足不同规格要求，节约运营成本，还可以通过改变弹性支撑件的截面，或者通过改变材料的配方来改变材料的弹性模量来改变旁承的刚度，从而使统一规格的弹性旁承的刚度适用范围扩大，可减少旁承的型号规格，有效降低生产成本，提高了车辆运行安全性能。