排石撒砂装置及轨道机车的制作方法

本发明涉及铁路机车安全保障设备技术领域，尤其涉及一种排石撒砂装置及轨道机车。

背景技术：

排石撒砂装置作为机车的转向架的重要组成单元，能够起到排除机车运行前方轨道上障碍及通过向轨道上撒砂从而增加车轮粘着力的作用，排石撒砂装置设计的合理性直接关系到机车的转向架的品质。

如图1所示，其代表性地示出了一种现有的排石撒砂装置的结构示意图。其中，该种现有铁路机车车辆的排石撒砂装置采用导向槽104和平面对接的连接结构，且撒砂管106采用圆直筒斜口型撒砂管结构。

承上，该种现有排石撒砂装置的缺点包含：

排石撒砂安装座101与排石撒砂安装支架102为平面对接连接，且采用间隙配合，即，排石撒砂安装座101和排石撒砂安装支架102的相互对接的表面均为平面，两者仅通过定位销103和连接螺栓107连接。机车运行过程中，轴箱振动产生的剪切力和排石器105排石过程中产生的倾覆力矩作用于定位销103和连接螺栓107上，频繁地冲击作用力容易导致定位销103断裂、连接螺栓107松动，甚至可能使排石撒砂装置脱落，从而影响机车安全运行、增加机车运营成本。

并且，圆直筒斜口型撒砂管106出砂口直径偏大且坡口较大，遇到冰雪等恶劣气候条件，由于受雨雪及泥水飞溅的影响，容易发生撒砂管106末端冰冻堵塞现象，导致排石撒砂装置撒砂量大幅减少，降低了机车轮轨间粘着效力，使车轮在运行过程中发生空转或打滑现象，从而影响机车牵引和制动性能，导致机车坡停问题的发生。

再者，圆直筒斜口型的撒砂管106受其自身设计的影响，随着轮缘的损耗、磨削，在其安装尺寸公差范围内的调节较为困难，严重时甚至会影响撒砂装置的使用效果，造成机车运行安全隐患，影响机车安全平稳的运行。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种连接效果较佳、有利于提升轨道机车安全性和可靠性的排石撒砂装置。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种安全性和可靠性较佳的轨道机车。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种排石撒砂装置；其中，所述排石撒砂装置包含第一支架、第二支架以及排石机构和撒砂机构；所述第一支架用以连接于轨道机车，并具有第一连接表面，所述第一连接表面设置有第一纹路结构；所述第二支架具有第二连接表面，所述第二连接表面设置有第二纹路结构；所述排石机构和所述撒砂机构分别设置于所述第二支架；其中，所述第一支架与所述第二支架通过连接件可拆装地连接，所述第一连接表面与所述第二连接表面相对接，所述第一纹路结构与所述第二纹路结构相配合，以限制所述第一支架与所述第二支架的相对位移。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第一纹路结构的纹路形状呈锯齿状，所述第二纹路结构的纹路形状呈锯齿状。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第一支架包含第一连接板、第三连接板以及第一筋板；所述第一连接板竖直布置并以一侧表面定义所述第一连接表面；所述第三连接板水平布置并连接于所述第一连接板，用以可拆装地连接于所述轨道机车；所述第一筋板连接于所述第一连接板与所述第三连接板之间。

根据本发明的其中一个实施方式，所述第二支架包含第二连接板、第四连接板以及第二筋板；所述第二连接板竖直布置并以一侧表面定义所述第二连接表面；所述第四连接板竖直布置并连接于所述第二连接板，所述第四连接板与所述第二连接板在水平方向上相倾斜；所述第二筋板连接于所述第二连接板与所述第四连接板之间。

根据本发明的其中一个实施方式，所述撒砂机构可拆装地连接于所述第二连接板的与所述第二连接表面相背的表面；和/或，所述排石机构可拆装地连接于所述第四连接板。

根据本发明的其中一个实施方式，所述撒砂机构包含撒砂管，所述撒砂管呈变径鸭嘴型结构。

根据本发明的其中一个实施方式，所述撒砂管的末端具有出砂口，所述出砂口呈扁平型结构。

根据本发明的其中一个实施方式，所述排石撒砂装置还包含位移传感器；所述位移传感器设置于所述第二支架；其中，所述位移传感器被配置为在所述轨道机车运行过程中，监测所述轨道机车的轴箱与车轮之间的距离，和/或，监测所述轨道机车的轴箱与轨面间的距离。

根据本发明的其中一个实施方式，所述位移传感器包含双通道双向位移传感器。

根据本发明的另一个方面，提供一种轨道机车；其中，所述轨道机车包含本发明提出的并在上述实施方式中所述的排石撒砂装置。

由上述技术方案可知，本发明提出的排石撒砂装置及轨道机车的优点和积极效果在于：

本发明提出的排石撒砂装置包含第一支架、第二支架以及排石机构和撒砂机构。第一支架的第一连接表面设置有第一纹路结构，第二支架的第二连接表面设置有第二纹路结构。据此，第一支架与第二支架通过连接件可拆装地连接，第一连接表面与第二连接表面相对接，第一纹路结构与第二纹路结构相配合，以限制第一支架与第二支架的相对位移。通过上述设计，本发明提出的排石撒砂装置相比于现有方案中的平面对接的连接方式，可以有效地预防第一支架与第二支架之间的连接件，在轨道机车运行过程中发生松动或断裂、有效地延长连接件的使用寿命，进而提升轨道机车的安全性和可靠性。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是一种现有排石撒砂装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种排石撒砂装置安装于轨道机车时的结构示意图；

图3是图2示出的排石撒砂装置的另一角度的结构示意图；

图4是图2示出的排石撒砂装置的第一支架的结构示意图；

图5是图2示出的排石撒砂装置的第二支架的结构示意图；

图6是图2示出的排石撒砂装置的撒砂管的结构示意图；

图7是图2示出的排石撒砂装置的局部放大图。

附图标记说明如下：

101.排石撒砂安装座；

102.排石撒砂安装支架；

103.定位销；

104.导向槽；

105.排石器；

106.撒砂管；

107.连接螺栓；

200.排石撒砂装置；

210.第一支架；

211.第一连接板；

2111.长孔；

212.第三连接板；

213.第一筋板；

220.第二支架；

221.第二连接板；

2211.安装孔；

222.第四连接板；

223.第二筋板；

230.排石机构；

241.撒砂管；

2411.出砂口；

242.第三支架；

250.螺栓；

260.位移传感器；

261.第四支架；

300.转向架；

s1.第一连接表面；

s2.第二连接表面；

p1.第一纹路结构；

p2.第二纹路结构；

x.第一方向；

y.第二方向。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

参阅图2，其代表性地示出了本发明提出的排石撒砂装置的结构示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的排石撒砂装置是以应用于例如铁路机车的轨道车辆为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的轨道车辆或其他设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的排石撒砂装置的原理的范围内。

如图2所示，在本实施方式中，本发明提出的排石撒砂装置100包含第一支架210、第二支架220以及排石机构230和撒砂机构。配合参阅图3至图7，图3中代表性地示出了排石撒砂装置100的另一角度的结构示意图；图4中代表性地示出了第一支架210的结构示意图；图5中代表性地示出了第二支架220的结构示意图；图6中代表性地示出了撒砂管241的结构示意图；图7中代表性地示出了排石撒砂装置100的局部放大图，其中具体示出了位移传感器260。以下将结合上述附图，对本发明提出的排石撒砂装置100的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图2和图3所示，在本实施方式中，第一支架210能够用以连接于轨道机车，例如通过螺栓等连接件可拆装地连接于轨道机车的转向架300等结构。第一支架210具有第一连接表面s1，第一连接表面s1设置有第一纹路结构p1。第二支架220具有第二连接表面s2，第二连接表面s2设置有第二纹路结构p2。排石机构230和撒砂机构分别设置于第二支架220。在此基础上，第一支架210与第二支架220能够通过连接件可拆装地连接，且当第一支架210与第二支架220连接时，第一连接表面s1与第二连接表面s2相对接，第一纹路结构p1与第二纹路结构p2相配合，从而限制第一支架210与第二支架220的相对位移。通过上述设计，本发明提出的排石撒砂装置100相比于现有方案中的平面对接的连接方式，可以有效地预防第一支架210与第二支架220之间的连接件，在轨道机车运行过程中发生松动或断裂、有效地延长连接件的使用寿命，进而提升轨道机车的安全性和可靠性。

可选地，如图2至图5所示，在本实施方式中，第一纹路结构p1的纹路形状可以呈锯齿状，第二纹路结构p2的纹路形状可以呈锯齿状。在其他实施方式中，第一纹路结构p1和第二纹路结构p2亦可呈相配合的其他形式的纹路形状，例如波纹状等，并不以本实施方式为限。通过上述设计，随着轨道机车的轮缘的磨耗程度，本发明能够在其安装尺寸公差范围内更方便地实现调节。

进一步地，如图4和图5所示，基于第一纹路结构p1和第二纹路结构p2的纹路形状分别呈锯齿状的设计，在本实施方式中，第一纹路结构p1的呈锯齿状的纹路形状的对应齿形可以为三角形，第二纹路结构p2的呈锯齿状的纹路形状的对应齿形可以为三角形。在其他实施方式中，第一纹路结构p1和第二纹路结构p2的呈锯齿状的纹路形状亦可为其他齿形，例如梯形齿形、矩形齿形等，并不以本实施方式为限。

可选地，如图2至图4所示，在本实施方式中，第一支架210可以包含第一连接板211，该第一连接板211的一侧表面定义上述的第一连接表面s1。并且，第二支架220可以包含第二连接板221，该第二连接板221的一侧表面定义上述的第二连接表面s2。在此基础上，用于连接第一支架210和第二支架220的连接件可以包含螺栓250，该螺栓250穿设于第一连接板211与第二连接板221，能够将第一支架210与第二支架220可拆装地连接。据此亦可看出，相比于现有技术的采用连接螺栓、定位销和导向槽的复杂的连接方式，本发明的第一支架210与第二支架220的连接设计在保证两者不产生相对位移的同时，还可以减少例如定位销等连接结构的使用，简化连接结构和拆装步骤。

进一步地，如图2至图5所示，基于第一支架210包含第一连接板211且第二支架220包含第二连接板221的设计，在本实施方式中，第一连接板211上可以开设有长孔2111，且第二连接板221上可以开设有与上述长孔2111相对应的安装孔2211。其中，长孔2111的长轴方向定义第一方向x，螺栓250穿设于长孔2111和连接孔，以使第一支架210与第二支架220的连接位置在第一方向x上可调节。例如，可以将螺栓250旋松或者拆下，重新调整第一支架210与第二支架220在第一方向x上的相对位置，且安装孔2211仍对应于长孔2111的一部分，再将螺栓250重新安装于长孔2111和安装孔2211，即可实现第一支架210与第二支架220在第一方向x上的连接位置的调节。换言之，上述所谓第一支架210与第二支架220的可调节的设计，是需要将例如螺栓250的连接件拆装并重新调整第一支架210与第二支架220的相对位置，而非是在螺栓250连接第一支架210与第二支架220的状态下对两者的相对位置进行动态的调节，因此依然能够保证第一支架210与第二支架220通过连接件连接时不会产生相对位移。在其他实施方式中，上述的长孔2111亦可开设在第二连接板221上，上述的安装孔2211亦可开设在第一连接板211上，并不以本实施方式为限。即，第一连接板211和第二连接板221的其中之一开设有长孔2111，其中另一开设有安装孔2211。

进一步地，如图2至图5所示，基于第一连接板211上开设有长孔2111且第二连接板221上开设有安装孔2211的设计，在本实施方式中，第一连接板211上可以开设有至少两个长孔2111，例如图中示出的两个。对应地，第二连接板221上可以开设有至少两个安装孔2211，例如图中示出的两个。其中，至少两个长孔2111沿垂直于第一方向x的第二方向y间隔布置。

可选地，如图4所示，在本实施方式中，第一支架210可以包含第一连接板211、第三连接板212以及第一筋板213。具体而言，第一连接板211大致沿竖直方向布置，且定义连接部以一侧表面定义第一连接表面s1。第三连接板212大致沿水平方向布置并连接于第一连接板211，且第三连接板212用以可拆装地连接于轨道机车，例如可拆装地与轨道机车的转向架300相连接。第一筋板213连接于第一连接板211与第三连接板212之间。

进一步地，如图2至图4所示，基于第一支架210包含第一连接板211、第三连接板212以及第一筋板213的设计，在本实施方式中，第一连接板211可以通过自身的顶端与第三连接板212的一端相连接。在其他实施方式中，第一连接板211亦可通过自身的底端或者中部与第三连接板212的端部或者中部相连接，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图2至图4所示，基于第一支架210包含第一连接板211、第三连接板212以及第一筋板213的设计，在本实施方式中，第一支架210可以包含两块第一筋板213，两块第一筋板213分别连接于第一连接板211与第三连接板212的两侧(例如沿第二方向y的两侧)之间。在其他实施方式中，第一筋板213亦可连接在第一连接板211与第三连接板212的中部之间，并不以本实施方式为限。

可选地，如图5所示，在本实施方式中，第二支架220可以包含第二连接板221、第四连接板222以及第二筋板223。具体而言，第二连接板221大致沿竖直方向布置，第二连接板221以一侧表面定义第二连接表面s2。第四连接板222大致沿竖直方向布置并连接于第二连接板221，第四连接板222与第二连接板221在水平方向上相倾斜，即，第四连接板222在水平面上的正投影与第二连接板221在水平面上的正投影之间具有一夹角，且根据实际结构，该夹角不为180°，可以例如为150°。第二筋板223连接于第二连接板221与第四连接板222之间。

进一步地，如图5所示，基于第二支架220包含第二连接板221、第四连接板222以及第二筋板223的设计，在本实施方式中，第二连接板221与第四连接板222可以为一体结构。即，第二连接板221与第四连接板222可以通过一整体的结构弯折而成。在其他实施方式中，第二连接板221与第四连接板222亦可为分别独立的结构，并通过例如焊接等方式固定连接，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图2、图3和图5所示，基于第二支架220包含第二连接板221、第四连接板222以及第二筋板223的设计，在本实施方式中，第二连接板221可以通过自身的一侧边(例如沿水平方向的一侧)与第四连接板222的一侧边相连接。在其他实施方式中，第二连接板221亦可通过自身的另一侧边或者中部与第四连接板222的另一侧边或者中部相连接，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图2、图3和图5所示，基于第二支架220包含第二连接板221、第四连接板222以及第二筋板223的设计，在本实施方式中，第二支架220可以包含两块第二筋板223，两块第二筋板223分别连接于第二连接板221与第四连接板222的两端(例如沿第一方向x，即竖直方向的上、下两端)之间。在其他实施方式中，第二筋板223亦可连接在第二连接板221与第四连接板222的中部(例如沿竖直方向上的中部)之间，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图2和图3所示，基于第二支架220包含第二连接板221、第四连接板222以及第二筋板223的设计，在本实施方式中，撒砂机构可拆装地连接于第二连接板221的与第二连接表面s2相背的表面。

进一步地，如图2和图3所示，撒砂机构可以包含撒砂管241以及第三支架242。具体而言，撒砂管241连接于第三支架242，并通过第三支架242连接于第二支架220。例如，第三支架242可以通过例如螺栓的连接件，可拆装地连接于第二支架220的第二筋板223上，且可进一步地连接于位于下方的一块第二筋板223上。

进一步地，如图2和图3所示，基于第二支架220包含第二连接板221、第四连接板222以及第二筋板223的设计，在本实施方式中，排石机构230可以连接于第四连接板222，其中，如将第二连接板221与第四连接板222视为一体结构，则排石机构230是连接于第四连接板222的与第二连接表面s2共平面的表面上。

进一步地，如图2和图3所示，排石机构230可以通过例如螺栓的连接件，可拆装地连接于第二支架220的第四连接板222上。

可选地，如图6所示，在本实施方式中，撒砂机构可以包含撒砂管241，该撒砂管241可以大致呈变径鸭嘴型结构。具体而言，该撒砂管241的出砂口2411处具有一段变径结构，且整体结构呈现鸭嘴型结构。通过上述设计，出砂口2411及坡口尺寸较小，能够有效地避免机车在雨雪天气运行时撒砂管241发生冰冻堵塞，并能有效地将大部分石英砂喷撒在轨道上，提升了轨道机车轮轨间粘着效力，尤其提升了轨道机车在冰雪等恶劣天气运行中的牵引和制动性能，避免了坡停问题的发生。另外，随着轮缘的磨耗，本发明能够在其安装尺寸公差范围内更好地实现调节。

进一步地，如图6所示，基于撒砂机构的撒砂管241呈变径鸭嘴型结构的设计，在本实施方式中，撒砂管241的末端具有出砂口2411，该出砂口2411可以呈扁平型结构。

进一步地，基于撒砂机构包含撒砂管241的设计，在本实施方式中，撒砂管241为橡胶管。在其他实施方式中，撒砂管241亦可采用其他材质的管材，例如皮质管材、塑料管材等，并不以本实施方式为限。

可选地，如图7所示，在本实施方式中，本发明提出的排石撒砂装置100还可以包含位移传感器260。具体而言，该位移传感器260可以设置在第二支架220上，例如设置在第二支架220的靠下的一块第二筋板223上。当然亦可设置在第二支架220的其他位置或第一支架210上。据此，位移传感器260能够在轨道机车运行过程中，监测轨道机车的轴箱与车轮之间的距离，和轨道机车的轴箱与轨面间的距离的至少其中之一，并能够将监测到的上述距离信息由轨道机车的控制系统(例如，车载6a系统)采集，据此作出相应的控制动作或者预警。通过上述设计，本发明能够辅助轨道机车提供防脱轨辅助预警系统，可在一定程度上预防轨道机车脱轨，预防影响轨道机车安全运营的事故发生。

进一步地，基于排石撒砂装置100包含位移传感器260的设计，在本实施方式中，位移传感器260可以包含双通道双向位移传感器。据此，双通道双向位移传感器能够同时监测轨道机车的轴箱与车轮之间的距离，和轨道机车的轴箱与轨面间的距离。

进一步地，基于排石撒砂装置100包含位移传感器260的设计，在本实施方式中，该位移传感器260可以连接于第四支架261，该第四支架261可以通过例如螺栓的连接件可拆装地连接于第二支架220的靠下的一块第二筋板223上。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的排石撒砂装置仅仅是能够采用本发明原理的许多种排石撒砂装置中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的排石撒砂装置的任何细节或排石撒砂装置的任何部件。

在本实施方式中，本发明提出的轨道机车包含本发明提出的并在上述实施方式中详细说明的排石撒砂装置。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的轨道机车仅仅是能够采用本发明原理的许多种轨道机车中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的轨道机车的任何细节或轨道机车的任何部件。

综上所述，本发明提出的排石撒砂装置包含第一支架、第二支架以及排石机构和撒砂机构。第一支架的第一连接表面设置有第一纹路结构，第二支架的第二连接表面设置有第二纹路结构。据此，第一支架与第二支架通过连接件可拆装地连接，第一连接表面与第二连接表面相对接，第一纹路结构与第二纹路结构相配合，以限制第一支架与第二支架的相对位移。通过上述设计，本发明提出的排石撒砂装置相比于现有方案中的平面对接的连接方式，采用纹路接触，增加了连接表面之间的摩擦力，使连接件在轨道机车运行过程中受到的轴箱振动产生的剪切力和排石器排石过程中产生的倾覆力矩作用大幅减小，从而能很好地预防连接件在轨道机车运营过程中发生松动等情况，延长了连接件的使用寿命，在一定程度上节约了机车的运营成本。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的排石撒砂装置及轨道机车的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的排石撒砂装置及轨道机车进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。