一种兼具常摩擦和变摩擦楔块减振性能的铁路货车转向架的制作方法

本发明涉及一种铁路货车车辆部件，具体涉及一种兼具常摩擦和变摩擦楔块减振性能的铁路货车转向架。

背景技术：

铁路货车转向架由于数量大、运行速度相对较低，一般采用铸钢三大件式转向架，其减振装置大都采用机械式摩擦减振器。常用的机械式摩擦减振器分为楔块式常摩擦减振器和楔块式变摩擦减振器。

楔块式常摩擦减振器的斜楔为一个中部挖空的特殊三角状结构，其减振弹簧压缩后上平面顶着斜楔中部的空腔底部，下平面坐落在摇枕端部斜楔槽底板上平面上，减振弹簧只提供转向架减振摩擦力不提供承载力。常摩擦楔块式减振器的优点是性能可靠，结构稳定，斜楔与摇枕、侧架配合接触面积较大，为宽体斜楔，能提供较高的转向架摇枕与侧架的菱形定位刚度；缺点是提供的减振摩擦力由预压缩在斜楔腔体内的减振弹簧提供，而减振弹簧预压缩量为一常数，不会随着车辆载重量的变化而变化，导致车辆在空载和满载工况下的减振性能差别较大。

楔块式变摩擦减振器的斜楔则为近乎规则的三角形结构，减振弹簧顶端顶在斜楔下平面上，下端则坐落在侧架弹簧承台面，减振弹簧既提供减振摩擦力，同时也提供部分承载力。由于楔块式变摩擦减振器提供的减振摩擦力与转向架承载载荷呈线性正比例关系，因而楔块式变摩擦减振式转向架的相对摩擦系数在空载和满载时近似相等，转向架减振效果始终稳定，这是楔块式变摩擦减振器转向架的最大特点。其缺点是由于减振弹簧顶着斜楔底部，斜楔与摇枕、侧架以及减振弹簧的配合面受到空间限制而接触面积相对较小，因而使得转向架的抗菱刚度不足，转向架必须依靠其他的附属装置来提高抗菱刚度，如交叉支撑装置、横向梁装置等。这样，既使转向架的结构趋于复杂化，又增加了转向架的制造、维护成本。

鉴于两种形式的楔块式摩擦减振器都具有各自的优点和不足，本发明是在传统铁路货车三大件式转向架的基础上，对转向架摇枕的减振装置安装部位结构进行了改进设计，安装了一种兼具有常摩擦和变摩擦楔块式摩擦减振器优点的机械式摩擦减振器，该减振器保持了常摩擦减振器宽体斜楔结构，使转向架不依靠附加结构就具有较高的抗凌刚度；同时该减振器在侧架和斜楔间安装有减振弹簧，因而又具有变摩擦减振器减振摩擦力随转向架承载载荷变化呈正线性变化的特点，以适应车辆在空重车状态下具有稳定的减振功能的要求。从而既保证转向架具有较好的运行品质，同时又简化了传统变摩擦楔块减振式转向架结构，方便了斜楔及摇枕上部斜楔减振弹簧(上减振弹簧)的装配，取消了保证抗菱刚度的附加装置，降低车辆制造和运用维修成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有设备为满足减振性能和抗菱刚度而结构复杂，制造运用维修成本较高，目的在于提供一种兼具常摩擦和变摩擦楔块减振性能的铁路货车转向架，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种兼具常摩擦和变摩擦楔块减振性能的铁路货车转向架，包括轮对、侧架、旁承、摇枕、基础制动装置、减振装置和滚动轴承装置；所述轮对有两组并且对称设置，轮对外侧对称设置有侧架，并且侧架通过滚动轴承装置连接在轮对上；所述侧架中点连线上设置有摇枕；所述摇枕上在对称设置有旁承；所述基础制动装置设置在摇枕中部；所述减振装置包括引导座和斜楔，减振装置对称设置在摇枕两端，并且减振装置底部设置有中央悬挂装置，且减振装置的下减振弹簧同时也是中央悬挂装置中的承载弹簧；

所述摇枕包括减振装置安装部位；所述减振装置安装部位上开设了2个半槽孔和1个槽孔，用以安装减振装置的引导座；所述引导座顶部的三个定位凸柱穿过摇枕减振装置安装部位的弹簧承台底板，并且用连接螺钉与斜楔紧固连接在一起；所述半槽孔和槽孔左右宽度较引导座的定位凸柱有一定的间隙量，以适应斜楔、侧架的立柱磨耗板和摇枕的磨耗板磨耗后减振装置发生左右移动。

本发明应用时，其轮对、侧架、旁承、基础制动装置和滚动轴承装置与传统铁路货车三大件转向架相同，属于现有技术。通过对其摇枕减振装置安装部位结构进行了改进设计，在减振装置安装部位弹簧承台面上开设了2个半槽孔和1个槽孔，以安装一种集常摩擦楔块式减振器和变摩擦楔块式减振器优点于一身的新型楔块式减振器的引导座；其减振装置由经过改进结构设计的斜楔、安装在斜楔腔体内的上减振弹簧、通过摇枕减振装置安装部位弹簧承台安装在斜楔底部的引导座以及用于斜楔与引导座紧固的连接螺栓和安装在引导座之下侧架之上的下减振弹簧组成。引导座与下减振弹簧间留有一定的间隙。

当转向架工作时，当车辆处于空载状态时，转向架承载载荷较小，此时仅上减振弹簧提供减振摩擦力；而当车辆承载增加时，转向架下减振弹簧与引导座之间的间隙变小直至为0后接触受力，下减振弹簧一旦受力后，其承担的载荷既是来自车体载荷的一部分，同时此部分的力也是转向架的减振摩擦力。因此此时转向架的减振摩擦力既包括了藏在斜楔腔体内上减振弹簧提供的常数减振摩擦力，又包含了下减振弹簧提供的随转向架载荷大小变化而正线性变化的减振摩擦力。这样，转向架就同时具有了常摩擦楔块式摩擦减振器楔块宽度大、抗菱刚度高、转向架结构简化特点和变摩擦楔块式摩擦减振器摩擦系数稳定、适应空重车工况能力强的特点。

进一步的，所述减振装置还包括上减振弹簧、连接螺钉和下减振弹簧，所述上减振弹簧安装在斜楔的腔体内；所述下减振弹簧安装在引导座之下侧架之上，通过连接螺钉紧固引导座，用连接螺钉紧固后，使斜楔、上减振弹簧处于摇枕减振装置安装部位的正常工作位置。

进一步的，所述引导座顶部的三个定位凸柱穿过摇枕减振装置安装部位的弹簧承台底板用连接螺钉与斜楔紧固连接在一起。

进一步的，所述引导座与下减振弹簧间留有一定的间隙。

进一步的，所述中央悬挂装置由7组承载弹簧和2个减振装置的下减振弹簧组成。

进一步的，所述减振装置对称安装于摇枕端部两侧。

进一步的，所述斜楔为宽体斜楔，并且与摇枕、侧架配合接触面积较大。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明采用既有传统楔块式常摩擦减振器结构，其性能可靠，结构稳定，斜楔与摇枕、侧架配合接触面积较大，为宽体斜楔，能提供较高的转向架摇枕与侧架的菱形定位刚度，使转向架不需要同变摩擦减振器转向架那样为了确保较高运行速度下的抗菱刚度的而增设专门的附属机构，从而简化转向架结构，节约转向架制造、维修成本。

2、本发明安装了一种集常摩擦楔块式减振器和变摩擦楔块式减振器优点于一身的新型楔块式摩擦减振装置，使得在车辆空载时仅由藏在斜楔腔体内的上减振弹簧提供减振摩擦力，而在车辆载荷增加到一定数量时则由减振装置的上、下减振弹簧同时提供减振摩擦力，而且下减振弹簧减振摩擦力会随着承载载荷变化而呈正线性变化，这使得转向架的相对摩擦系数趋于稳定，保证转向架在空重车状态下的减振性能无较大变化，确保车辆具有较好的运行品质。

3、本发明采用一种集常摩擦楔块式减振器和变摩擦楔块式减振器优点于一身的新型楔块式摩擦减振装置，其安装方式更简单，安装在摇枕内与侧架组装前不需要专用的固定工装固定。减振装置上部斜楔、上减振弹簧安装在摇枕减振装置安装部位后，再用连接螺钉将引导座与斜楔底部紧固后，斜楔与上减振弹簧将固定在其工作时正常位置自由相差不大的范围内，因此，可以省去既有常摩擦楔块式减振器转向架在摇枕与侧架装配前用于固定斜楔和上减振弹簧组合的专用工装，因而简化了减振装置的安装难度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1(a)为正等轴测视图；

图1(b)是减振装置及中央悬挂装置正等轴测视图；

图2(a)为减振器正等轴测视图；

图2(b)为减振器零部件装配爆炸图；

图2(c)为减振器安装在转向架上时的工作位置示意图；

图3是本发明的摇枕端部斜楔槽结构示意图；

图4是本发明减振装置工作原理图；

图5(a)是本发明空载时减振装置各零部件关系的结构示意图；

图5(b)是本发明承载时减振装置各零部件关系的结构示意图

附图中标记及对应的零部件名称：

1-轮对，2-侧架，3-旁承，4-摇枕，5-基础制动装置，6-减振装置，7-中央悬挂装置，8-滚动轴承装置，9-摇枕减振装置安装部位；10-半槽孔，11-槽孔，12-斜楔，13-上减振弹簧，14-引导座，15-连接螺钉，16-下减振弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1(a)、图1(b)、图2(a)、图2(b)、图2(c)、图3和图4所示，一种兼具常摩擦和变摩擦楔块减振性能的铁路货车转向架，包括轮对1、侧架2、旁承3、摇枕4、基础制动装置5、减振装置6和滚动轴承装置8；所述轮对1有两组并且对称设置，轮对1外侧对称设置有侧架2，并且侧架2通过滚动轴承装置8连接在轮对1上；所述侧架2中点连线上设置有摇枕4；所述摇枕4上在对称设置有旁承3；所述基础制动装置5设置在摇枕4中部；所述减振装置6包括引导座14和斜楔12，减振装置6对称设置在摇枕4两端，并且减振装置6底部设置有中央悬挂装置7，且减振装置6的下减振弹簧16同时也是中央悬挂装置7中的承载弹簧；

所述摇枕4包括减振装置安装部位9；所述减振装置安装部位9上开设了2个半槽孔10和1个槽孔11，用以安装减振装置6的引导座14；所述引导座14顶部的三个定位凸柱穿过摇枕减振装置安装部位9的弹簧承台底板，并且用连接螺钉15与斜楔12紧固连接在一起；所述半槽孔10和槽孔11左右宽度较引导座14的定位凸柱有一定的间隙量，以适应斜楔12、侧架2的立柱磨耗板和摇枕4的磨耗板磨耗后减振装置6发生左右移动。

本实施例实施时，其轮对1、侧架2、旁承3、基础制动装置5和滚动轴承装置8与传统铁路货车三大件转向架相同，属于现有技术。通过对其摇枕4的减振装置安装部位9结构进行了改进设计，在减振装置安装部位9的弹簧承台面上开设了2个半槽孔10和1个槽孔11，以安装一种集常摩擦楔块式减振器和变摩擦楔块式减振器优点于一身的新型楔块式减振器的引导座14；其减振装置由经过改进结构设计的斜楔12、安装在斜楔12腔体内的上减振弹簧13、通过摇枕4的减振装置安装部位9弹簧承台安装在斜楔底部的引导座14以及用于斜楔12与引导座14紧固的连接螺栓和安装在引导座14之下侧架2之上的下减振弹簧16组成。引导座14与下减振弹簧16间留有一定的间隙。

当转向架工作时，当车辆处于空载状态时，转向架承载载荷较小，此时仅上减振弹簧13提供减振摩擦力；而当车辆承载增加时，转向架下减振弹簧16与引导座14之间的间隙变小直至为0后接触受力，下减振弹簧16一旦受力后，其承担的载荷既是来自车体载荷的一部分，同时此部分的力也是转向架的减振摩擦力。因此此时转向架的减振摩擦力既包括了藏在斜楔腔体内上减振弹簧提供的常数减振摩擦力，又包含了下减振弹簧16提供的随转向架载荷大小变化而正线性变化的减振摩擦力。这样，转向架就同时具有了常摩擦楔块式摩擦减振器楔块宽度大、抗菱刚度高、转向架结构简化特点和变摩擦楔块式摩擦减振器摩擦系数稳定、适应空重车工况能力强的特点。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图4所示，所述减振装置6还包括上减振弹簧13、连接螺钉15和下减振弹簧16，所述上减振弹簧13安装在斜楔12的腔体内；所述下减振弹簧16安装在引导座14之下，侧架2之上，通过连接螺钉15紧固引导座14，使斜楔12、上减振弹簧13处于摇枕4的减振装置安装部位9的正常工作位置；所述引导座14顶部的三个定位凸柱穿过摇枕减振装置安装部位9的弹簧承台底板用连接螺钉15与斜楔12紧固连接在一起；所述引导座14与下减振弹簧16间留有一定的间隙；所述中央悬挂装置7由7组承载弹簧和2个减振装置6的下减振弹簧16组成；所述减振装置对称安装于摇枕端部两侧共两组；所述斜楔12为宽体斜楔，并且与摇枕4、侧架2配合接触面积较大。

本实施例实施时，本发明在安装完减振装置6后，其斜楔12总体结构保持了常摩擦楔块减振式转向架宽体结构，使斜楔12与侧架2、摇枕4保持较大的接触磨耗面积，使侧架2和摇枕4联系加强，从而提供转向架较大的抗菱刚度，可使转向架不必像变摩擦楔块式减振转向架那样须增设专门用于提高抗菱刚度的附属机构，从而大大简化转向架结构

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，如图5(a)所示，引导座14与下减振弹簧16存在间隙，下减振弹簧16不受力的作用，此时转向架的减振摩擦力仅来自于藏在摇枕减振装置安装部位9的预压缩的上减振弹簧13，且其提供的减振摩擦力为一常数；如图5(b)所示，引导座14与下减振弹簧16接触受到来自车辆载荷p的作用，下减振弹簧16压缩产生回复力，反作用在斜楔12上后产生一个随转向架承载载荷p变化而正线性变化的减振摩擦力，此时转向架受到的减振摩擦力包含上减振弹簧13提供的常数减振摩擦力和下减振弹簧16提供的随p变化而正线性变化的变减振摩擦力。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。