一种铁路货车转向架制动装置及转向架的制作方法

本发明涉及铁路货车制动技术领域，具体来说，是指一种铁路货车转向架制动装置及转向架。

背景技术：

现有铁路货车采用压缩空气作为驱动能量，通过空气制动缸驱动闸瓦靠近车轮以对车轮进行制动。为了保持制动活塞行程不会随着车轮、闸瓦的磨耗而增大，现有的转向架集成制动装置一般采用闸瓦间隙调整器，使得系统结构相对复杂。同时，由于使用后车辆各相关部件刚度、间隙产生变化，即使有闸瓦间隙调整器的作用，制动活塞的行程仍然会发生一定程度的变化，难以稳定的输出，有可能造成制动力变弱的问题，给车辆运行特别是长大下坡道运行造成安全隐患。此外，空气制动缸的缸体、密封圈以及活塞等密封部件，均需要较高的密封性能，对制作要求高，部件质量不易控制，存在密封漏泄故障，严重时会影响列车的正常运输。

另一方面，为了简化结构、保有驻车功能，现有转向架集成制动装置往往会附加手制动装置，由此造成转向架结构复杂的问题。由于缸体内缓解复位弹簧结构影响，在缓解末阶段缓解力较小，手制动装置较重的链条与拉杆进一步增加制动缸缓解阻力，从而造成了缓解不良、闸瓦熔渣产生以及车轮损伤的问题。此外，为了保证车辆停车后不溜车，现有铁路货车加装了手制动机，以保证在不使用压缩空气的条件下仍然能够长时间的停驻。但是，手制动机存在需要人工操作，现场工作量大，容易出现误操作等缺点。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种铁路货车转向架制动装置，以解决现有铁路货车通过压缩空气制动车轮时压缩空气易泄漏、缓解性能差、容易出现制动力减弱的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种铁路货车转向架制动装置，安装在转向架上用于制动车轮，包括：

两组制动梁，两组所述制动梁对称设置于所述转向架上靠近所述车轮的两侧，所述制动梁的两端连接有用于制动所述车轮的闸瓦；以及，

伸缩组件，包括通过螺纹传动的伸缩套筒与伸缩杆件，所述伸缩套筒与其中一组所述制动梁相连接，所述伸缩杆件与另一组所述制动梁相连接；

其中，两组所述制动梁通过所述伸缩套筒与所述伸缩杆件的螺纹传动伸缩，以带动所述闸瓦靠近或者远离所述车轮。

在上述技术方案的基础上，该铁路货车转向架制动装置还可以做如下的改进。

可选的，所述伸缩套筒连接有传动外壳，所述传动外壳内设置有传动组件，所述伸缩套筒内设置有螺纹组件，所述传动组件与所述螺纹组件相连接，所述螺纹组件与所述伸缩杆件相连接，所述传动外壳连接有用于驱动所述传动组件运动的驱动电机，所述伸缩杆件通过所述传动组件带动所述螺纹组件的运动在所述伸缩套筒内伸缩运动。

可选的，所述传动组件包括涡轮与蜗杆，所述涡轮与所述蜗杆啮合连接，所述蜗杆与所述驱动电机的输出端连接固定，所述涡轮与所述螺纹组件相连接。

可选的，所述螺纹组件包括螺杆与螺母，所述螺杆与所述螺母螺纹连接，所述涡轮与所述螺杆键连接，所述伸缩杆件与所述螺母连接固定，所述伸缩杆件滑动连接于所述伸缩套筒内，所述螺杆通过所述螺母带动所述伸缩杆件运动。

可选的，沿所述伸缩套筒与伸缩杆件的轴向在所述传动外壳的端部连接有第一连接头，沿所述伸缩套筒与伸缩杆件的轴向在所述伸缩杆件的端部连接有第二连接头，两组所述制动梁分别通过所述第一连接头和第二连接头与所述伸缩组件相连接。

可选的，所述制动梁包括主梁与次梁，所述主梁与次梁之间连接有立柱，所述立柱铰接有制动杠杆，所述伸缩组件与所述制动杠杆相铰接，所述制动杠杆连接有用于与所述转向架相连接的制动链。

可选的，所述制动杠杆上开设有用于铰接所述立柱的第一铰接孔、用于铰接所述伸缩组件的第二铰接孔以及用于铰接所述制动链的第三铰接孔，所述第一铰接孔与第三铰接孔分别设置于所述制动杠杆的两端，所述第二铰接孔位于所述第一铰接孔与第三铰接孔之间。

可选的，所述制动杠杆位于所述立柱的一端还开设有防脱孔，所述第一铰接孔位于所述第二铰接孔与所述防脱孔之间，所述防脱孔内安装有防脱销，所述防脱销内穿设有防止所述防脱销脱离所述防脱孔的开口销。

可选的，所述制动杠杆的截面呈工字形，所述工字形截面位于所述第一铰接孔与所述第二铰接孔之间以及位于所述第二铰接孔与所述第三铰接孔之间。

可选的，所述主梁的两端分别设置有滑块，所述滑块嵌设于所述转向架上，所述闸瓦安装于所述滑块内。

第二方面，本发明还提供一种转向架，包括摇枕以及上述的铁路货车转向架制动装置，两组所述制动梁对称设置于所述摇枕的两侧。

与现有技术相比，本发明提供的铁路货车转向架制动装置具有的有益效果是：

本发明通过伸缩组件驱动制动梁运动，伸缩组件通过伸缩套筒与伸缩杆件之间螺纹传动的机械方式作为驱动能量，相对于现有的铁路货车采用压缩空气作为驱动能量的方式，避免了由于长时间运用后部件疲劳及磨耗而导致制动活塞行程变化的问题，也不再存在气体泄漏的问题，使转向架制动装置的输出更稳定，系统更简单可靠，且实现了耗能清洁化，现有铁路货车通过压缩空气制动车轮时压缩空气易泄漏、缓解性能差、容易出现制动力减弱的技术问题。此外，对于转向架制动装置各部件的制作要求降低，避免了空气制动缸的缸体、密封圈以及活塞等密封部件加工制作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明铁路货车转向架制动装置的立体结构示意图；

图2是本发明铁路货车转向架制动装置的主视结构示意图；

图3是图1中伸缩组件的剖视结构示意图；

图4是图3中传动组件的剖视结构示意图；

图5是图1中制动杠杆的主视结构示意图；

图6是图1中制动杠杆的剖视结构示意图。

图中：

11—主梁；12—次梁；13—立柱；201—第一连接头；202—第二连接头；21—伸缩套筒；22—伸缩杆件；23—传动外壳；24—驱动电机；25—涡轮；26—蜗杆；27—螺杆；28—螺母；30—制动杠杆；301—防脱销；302—开口销；31—第一铰接孔；32—第二铰接孔；33—第三铰接孔；34—防脱孔；35—工字形截面；40—闸瓦；41—滑块；50—制动链。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例：

本发明提供一种铁路货车转向架制动装置，如图1至图6所示，包括制动梁、伸缩组件、闸瓦40以及制动链50。两组制动梁对称设置在转向架的摇枕两侧靠近车轮的位置，闸瓦40连接在每组制动梁的两端，一共四组闸瓦40，伸缩组件连接在两组制动梁之间。其中，伸缩组件包括通过螺纹驱动的伸缩套筒21与伸缩杆件22，伸缩套筒21与其中一组制动梁相连接，伸缩杆件22与另一组制动梁相连接。两组制动梁通过伸缩套筒21与伸缩杆件22之间的螺纹传动伸缩，带动四组闸瓦40靠近或者远离车轮，以对车轮进行制动或者缓解。制动链50一端与制动梁相连接，另一端与转向架上的摇枕相连接。

如图1与图2所示，具体来说，制动梁包括主梁11与次梁12。次梁12呈三角拱形结构，主梁11的两端通过焊接或者螺栓连接的方式与次梁12的两端连接固定。在主梁11的两端分别设置有滑块41，转向架上设置有用于对滑块41起导向作用的导向轨道，滑块41嵌设在导向轨道内，闸瓦40安装在滑块41内。在次梁12的拱顶与主梁11之间通过焊接或者螺栓连接的方式连接有立柱13，立柱13的中部铰接有制动杠杆30，伸缩组件与制动杠杆30的中部相铰接，制动链50铰接在制动杠杆30的另一端。当然，根据转向架空间位置的大小，还可将次梁12设计为直线梁的结构形式。

如图3与图4所示，伸缩组件还包括传动外壳23，传动外壳23与伸缩套筒21固定连接，在传动外壳23内设置有传动组件，在伸缩套筒21内设置有螺纹组件。传动组件包括涡轮25与蜗杆26，螺纹组件包括螺杆27与螺母28。传动外壳23连接有驱动电机24，蜗杆26与驱动电机24的输出端连接固定，涡轮25与蜗杆26啮合连接，螺杆27与涡轮25键连接，螺母28与螺杆27螺纹连接，伸缩杆件22与螺母28连接固定，伸缩杆件22滑动连接在伸缩套筒21内。当然，根据涡轮25与蜗杆26的布置位置，可以将传动外壳23设计为矩形筒与圆柱筒相结合的结构形式，使涡轮25安装在圆柱筒内，使蜗杆26安装在矩形筒内，驱动电机24安装在矩形筒顶部。

当驱动电机24运行时，驱动电机24驱动蜗杆26转动，蜗杆26驱动涡轮25转动，涡轮25通过键带动螺杆27转动，螺杆27通过螺纹驱动螺母28移动，进而通过螺母28带动伸缩杆件22在伸缩套筒21内滑动，从而使伸缩组件的两端分别推抵制动杠杆30，制动杠杆30驱动主梁11带动四组闸瓦40分别靠近或者远离车轮。特别地，将驱动电机24的输出轴设计为两端伸出的结构形式，还能够保证驱动电机24在失电的情况下，也可以通过手动制动或者手动缓解的方式对车轮进行制动或者缓解。

可以理解的是，传动组件还可以设计为减速箱的结构形式，螺纹组件还可以设计为丝杆与螺纹管相配合的结构形式，丝杠与减速箱相连接，通过驱动电机24同样能够驱动螺纹管相对于丝杠伸缩。驱动电机24可以选用直流伺服电机。为了减小螺杆27的转动阻力，还可以在传动外壳23内设置轴承，使螺杆27通过轴承在传动外壳23内转动。同时，为了使伸缩杆件22能够在伸缩套筒21内定向的滑动，还可以在伸缩套筒21内设置滚珠、导轨等结构件。此外，蜗杆26的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，还能实现传动组件自锁的功能，从而能够避免列车在长时间驻停时发生溜车的现象。

如图5与图6所示，沿制动杠杆30的长度方向，在制动杠杆30上开设有第一铰接孔31、第二铰接孔32以及第三铰接孔33。第一铰接孔31与第三铰接孔33分别设置于制动杠杆30的两端，第二铰接孔32位于第一铰接孔31与第三铰接孔33之间。沿伸缩套筒21与伸缩杆件22的轴向在传动外壳23的端部连接有第一连接头201，沿伸缩套筒21与伸缩杆件22的轴向在伸缩杆件22的端部连接有第二连接头202。立柱13通过第一铰接孔31与制动杠杆30铰接，传动外壳23通过第一连接头201与其中一组制动杠杆30上的第二铰接孔32铰接，伸缩杆件22通过第二连接头202与另一组制动杠杆30上的第二铰接孔32铰接，制动链50通过第三铰接孔33与制动杠杆30铰接。

如图5与图6所示，特别地，制动杠杆30位于立柱13的一端还开设有防脱孔34，使第一铰接孔31位于第二铰接孔32与防脱孔34之间，防脱孔34内安装有防脱销301，防脱销301内穿设有防止防脱销301脱离防脱孔34的开口销302。立柱13设计为双层夹板结构，制动杠杆30穿设在夹板结构内并且与立柱13铰接。当制动杠杆30与立柱13之间松脱时，夹板结构还可以通过防脱销301与开口销302继续保持在立柱13内，从而防止制动杠杆30的松脱。制动杠杆30采用高强度合金制成，制动杠杆30的截面呈工字形，工字形截面位于第一铰接孔31与第二铰接孔32之间以及位于第二铰接孔32与第三铰接孔33之间，能够减轻制动杠杆30的重量，有利于制动装置的轻量化。

本发明通过驱动电机24、涡轮25、蜗杆26、螺杆27以及螺母28以机械的方式驱动伸缩套筒21与伸缩杆件22之间的伸缩，来顶推两组制动梁使闸瓦40制动或者缓解车轮，避免了由于长时间运用后部件疲劳及磨耗而引起的活塞行程变化、气体泄漏、输出不稳定以及制动力减弱等问题，提高了制动装置的缓解性能，并且无气动密封要求，制动装置的检修周期更长。无需单独设计由于相关部件刚度、间隙产生变化而设置的闸瓦间隙调整器，由于制动装置整体通过机械方式制动，因此对制动装置各部件的制造要求的降低也更有利。

此外，本发明还通过涡轮25与蜗杆26的结构设计，使涡轮25与蜗杆26之间能够自锁，从而在制动装置上集成了自动驻车的功能，不仅能够取消手制动机的结构设计，简化基础制动装置的结构，而且还减少了列检的作业量，降低了误操作的概率，使车辆的驻车可靠性更高。通过驱动电机24伸出的输出轴，也能够实现手动制动或者缓解的功能，使本发明的制动装置能够适用于多种工况。制动杠杆30上防脱销301与开口销302的设计，还能够防止制动杠杆30从立柱13上松脱。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。