CN114407957B - 横向弹性限位装置及转向架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种横向弹性限位装置及转向架，该横向弹性限位装置包括摇枕组成、下摆动组成以及中央弹簧组成；摇枕组成包括摇枕本体，摇枕本体的底部两端分别设置有摇枕筒体；下摆动组成包括弹簧托板，弹簧托板的顶部两端分别设置有与摇枕筒体相对应布置的弹簧托盘；中央弹簧组成的顶部安装在摇枕组成的摇枕筒体内，中央弹簧组成的底部安装在下摆动组成的弹簧托盘内。摇枕本体的底部还设置有两个对称布置的第一横向弹性止挡。弹簧托板的顶部还设置有两个与第一横向弹性止挡相对应布置的第二横向弹性止挡。本发明横向弹性限位装置加强了侧架与摇枕之间的刚度，防止侧架横移，增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及转向架的技术领域，具体涉及一种横向弹性限位装置及转向架。
背景技术
货车转向架普遍采用三大件式转向架，主要由侧架、摇枕、轮对、斜楔减振装置、基础制动装置、抗菱装置以及旁承等组成。摆动式转向架较之传统的三大件转向架，其横向运动性能，特别是轮轨横向力、车体的横向运行品质有较大改善。
现有的摆式转向架通过摇枕上每侧的下止挡与弹簧托板的止挡来实现横向限位。然而，在侧架横向摆动时，现有摆式转向架横向限位装置为刚性接触，对完全压实的侧向冲击的高阻力保护不够，对横向运动性能的提升有限，导致车轮磨耗受损。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种横向弹性限位装置及转向架，该横向弹性限位装置加强了侧架与摇枕之间的刚度，防止侧架横移，增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能，可有效提高横向的平稳性能和降低车轮磨耗。
为实现上述目的，本发明所设计的一种横向弹性限位装置，用于连接转向架两侧的侧架，包括摇枕组成、下摆动组成以及中央弹簧组成；所述摇枕组成包括摇枕本体，所述摇枕本体的底部两端分别设置有摇枕筒体；所述下摆动组成包括弹簧托板，所述弹簧托板的顶部两端分别设置有与摇枕筒体相对应布置的弹簧托盘；
所述中央弹簧组成的顶部安装在摇枕组成的摇枕筒体内，所述中央弹簧组成的底部安装在下摆动组成的弹簧托盘内。
进一步地，所述摇枕本体的底部还设置有两个对称布置的第一横向弹性止挡。
进一步地，所述弹簧托板的顶部还设置有两个与第一横向弹性止挡相对应布置的第二横向弹性止挡。
进一步地，所述弹簧托板的底部两侧设置有摇动座，所述摇动座对应安装在位于同侧的弹簧托盘下方。
进一步地，所述摇动座的下方设置有摇动座支承，所述摇动座支承用于安装在侧架的安装平台上与铁路货车的轴箱悬挂装置形成横向摆动机构。
进一步地，所述弹簧托盘、弹簧托板以及摇动座之间通过紧固件连接为一体。
进一步地，所述中央弹簧组成包括外圆弹簧和内圆弹簧形成的弹簧组，所述弹簧组的顶端设置有上夹板，所述弹簧组的底端设置有下夹板，所述上夹板与下夹板之间设置有贯穿弹簧组中部的锁紧件，所述锁紧件用于对弹簧组施加预紧力。
再进一步地，所述锁紧件包括螺栓和开槽螺母，所述螺栓的杆部穿过下夹板的中部向上延伸通过弹簧组后穿出上夹板的中部与开槽螺母锁紧连接。
更进一步地，所述中央弹簧组成还包括弹性垫，所述弹性垫设置在下夹板与外圆弹簧和内圆弹簧形成的弹簧组之间。
本发明提供一种转向架，该转向架含有上述的横向弹性限位装置，所述横向弹性限位装置用于连接转向架两侧的侧架。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明横向弹性限位装置的中央弹簧组成的底部安装在下摆动组成中的弹簧托盘内，限制中央弹簧组成的位移，提高横移定位刚度；中央弹簧组成具有非常大的垂向挠度，弹性垫可有效隔离车辆的高频振动，提高车辆的平稳性。
其二，本发明横向弹性限位装置的下摆动组成的第二横向弹性止挡与摇枕组成的第一横向弹性止挡形成横向挡结构，限制横向的过大横移并且可以降低横向的冲击。
其三，本发明横向弹性限位装置增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能，可有效提高横向的平稳性能和降低车轮磨耗。
其四，本发明采用横向弹性限位装置的转向架通过侧架横向摆动方式，其横向柔度和抗菱刚度大大增加，因此其运行速度大大提高，横向运行性能有较好的改善。
其五，本发明采用横向弹性限位装置的转向架加强了侧架与摇枕之间的刚度，防止侧架横移以改善横向动力性能以及传统货车转向架横向运行品质。
附图说明
图1为一种横向弹性限位装置的结构示意图；
图2为摇枕组成的结构示意图；
图3为图2所示摇枕组成的仰视结构示意图；
图4为下摆动组成的结构示意图；
图5为中央弹簧组成的结构示意图；
图6为横向弹性限位装置与侧架装配的结构示意图；
图中：摇枕组成1(摇枕本体1.1、摇枕筒体1.2、第一横向弹性止挡1.3)、下摆动组成2(弹簧托板2.1、弹簧托盘2.2、第二横向弹性止挡2.3、摇动座2.4、摇动座支承2.5)、中央弹簧组成3(外圆弹簧3.1、内圆弹簧3.2、上夹板3.3、下夹板3.4、锁紧件3.5、螺栓3.51、开槽螺母3.52、弹性垫3.6)、侧架4。
具体实施方式
下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
如图1所示的一种横向弹性限位装置，用于连接转向架两侧的侧架4，包括摇枕组成1、下摆动组成2以及中央弹簧组成3；摇枕组成1包括摇枕本体1.1，摇枕本体1.1的底部两端分别设置有摇枕筒体1.2；下摆动组成2包括弹簧托板2.1，弹簧托板2.1的顶部两端分别设置有与摇枕筒体1.2相对应布置的弹簧托盘2.2；中央弹簧组成3的顶部安装在摇枕组成1的摇枕筒体1.2内，中央弹簧组成3的底部安装在下摆动组成2的弹簧托盘2.2内。
如图2～图4所示，摇枕本体1.1的底部还设置有两个对称布置的第一横向弹性止挡1.3。弹簧托板2.1的顶部还设置有两个与第一横向弹性止挡1.3相对应布置的第二横向弹性止挡2.3。弹簧托板2.1的底部两侧设置有摇动座2.4，摇动座2.4对应安装在位于同侧的弹簧托盘2.2下方。摇动座2.4的下方设置有摇动座支承2.5，摇动座支承2.5用于安装在侧架4的下摆动装置安装平台上与铁路货车的轴箱悬挂装置形成横向摆动机构，即侧架上端铰接于轴箱悬挂装置上，侧架下端铰接于弹簧托板的端部，形成一个矩形摇动台。本发明增加了车辆的横向柔性，提高了车辆的横向动力学性能，可有效提高横向的平稳性能和降低车轮磨耗。下摆动组成2的第二横向弹性止挡2.3与摇枕组成1的第一横向弹性止挡1.3形成横向挡结构，限制横向的过大横移并且可以降低横向的冲击。弹簧托盘2.2、弹簧托板2.1以及摇动座2.4之间通过紧固件连接为一体。弹簧托板2.1由高强度钢板压型而成，其上焊接有第二横向弹性止挡2.3，弹簧托盘2.2为筒体结构，摇动座2.4为铸件或锻件，两端为圆弧支撑结构，摇动座支承2.5为圆弧盒状结构。
如图5所示，中央弹簧组成3包括外圆弹簧3.1和内圆弹簧3.2形成的弹簧组，弹簧组的顶端设置有上夹板3.3，弹簧组的底端设置有下夹板3.4，上夹板3.3与下夹板3.4之间设置有贯穿弹簧组中部的锁紧件3.5，锁紧件3.5用于对弹簧组施加预紧力。锁紧件3.5包括螺栓3.51和开槽螺母3.52，螺栓3.51的杆部穿过下夹板3.4的中部向上延伸通过弹簧组后穿出上夹板3.3的中部与开槽螺母3.52锁紧连接。中央弹簧组成3还包括弹性垫3.6，弹性垫3.6设置在下夹板3.4与外圆弹簧3.1和内圆弹簧3.2形成的弹簧组之间。中央弹簧组成上下采用弹簧夹板和螺栓使弹簧组压缩到预定高度。本实施例中，外圆弹簧3.1的外径为350-500mm，簧径为25-50mm，上夹板3.3和下夹板3.4为8-12mm的钢板压型件，中间设有深度为40-60mm的凹槽用于安装弹簧组。弹性垫3.6采用橡胶垫板，弹性垫3.6为空心柱体结构，中间具有用于供螺栓3.51的杆部穿过的中心孔，垂向刚度为60-100MN/m。中央弹簧组成3的底部安装在下摆动组成2中的弹簧托盘2.2内，限制中央弹簧组成3的位移，提高横移定位刚度。中央弹簧组成3具有非常大的垂向挠度，弹性垫3.6可有效隔离车辆的高频振动，提高车辆的平稳性。
本发明还提供一种转向架，该转向架含有上述的横向弹性限位装置，如图6所示，横向弹性限位装置用于连接转向架两侧的侧架。本发明安装有横向弹性限位装置的转向架的横向位移分为三个阶段。第一阶段可称为低阻力保护阶段，此阶转向架的横向刚度值为侧架横向等效刚度与二系悬挂横向刚度的串联刚度；第二阶段为对侧向阻力冲击缓和的保护阶段，此阶段弹簧托板横向止挡接触摇枕组成上横向弹性止挡，转向架的横向刚度值为二系悬挂横向刚度与横向弹性止挡刚度的串联刚度；第三阶段为对完全压实侧向冲击的高阻力保护阶段，此阶段转向架的横向刚度值为二系悬挂的横向刚度。因此，本发明的转向架利用弹簧托板、第二横向弹性止挡、摇枕上的第一横向弹性止挡使其横向悬挂特性形成多级刚度。装有本发明的转向架与现有转向架对比，将有效提升转向架横向柔度，实现转向架的侧向运动弹性保护，较大改善轮轨横向力和车体的横向运行品质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。
Claims (2)
1.一种转向架，其特征在于：该转向架含有横向弹性限位装置，所述横向弹性限位装置用于连接转向架两侧的侧架；
所述横向弹性限位装置，包括摇枕组成(1)、下摆动组成(2)以及中央弹簧组成(3)；所述摇枕组成(1)包括摇枕本体(1.1)，所述摇枕本体(1.1)的底部两端分别设置有摇枕筒体(1.2)；所述下摆动组成(2)包括弹簧托板(2.1)，所述弹簧托板(2.1)的顶部两端分别设置有与摇枕筒体(1.2)相对应布置的弹簧托盘(2.2)；
所述中央弹簧组成(3)的顶部安装在摇枕组成(1)的摇枕筒体(1.2)内，所述中央弹簧组成(3)的底部安装在下摆动组成(2)的弹簧托盘(2.2)内；
所述摇枕本体(1.1)的底部还设置有两个对称布置的第一横向弹性止挡(1.3)；
所述弹簧托板(2.1)的顶部还设置有两个与第一横向弹性止挡(1.3)相对应布置的第二横向弹性止挡(2.3)；
所述弹簧托板(2.1)的底部两侧设置有摇动座(2.4)，所述摇动座(2.4)对应安装在位于同侧的弹簧托盘(2.2)下方；
所述摇动座(2.4)的下方设置有摇动座支承(2.5)，所述摇动座支承(2.5)用于安装在侧架(4)的安装平台上与铁路货车的轴箱悬挂装置形成横向摆动机构；
所述中央弹簧组成(3)包括外圆弹簧(3.1)和内圆弹簧(3.2)形成的弹簧组，所述弹簧组的顶端设置有上夹板(3.3)，所述弹簧组的底端设置有下夹板(3.4)，所述上夹板(3.3)与下夹板(3.4)之间设置有贯穿弹簧组中部的锁紧件(3.5)，所述锁紧件(3.5)用于对弹簧组施加预紧力；
所述锁紧件(3.5)包括螺栓(3.51)和开槽螺母(3.52)，所述螺栓(3.51)的杆部穿过下夹板(3.4)的中部向上延伸通过弹簧组后穿出上夹板(3.3)的中部与开槽螺母(3.52)锁紧连接；
所述中央弹簧组成(3)还包括弹性垫(3.6)，所述弹性垫(3.6)设置在下夹板(3.4)与外圆弹簧(3.1)和内圆弹簧(3.2)形成的弹簧组之间
所述转向架的横向位移分为三个阶段，第一阶段为低阻力保护阶段，此阶转向架的横向刚度值为侧架横向等效刚度与二系悬挂横向刚度的串联刚度；第二阶段为对侧向阻力冲击缓和的保护阶段，此阶段弹簧托板横向止挡接触摇枕组成上横向弹性止挡，转向架的横向刚度值为二系悬挂横向刚度与横向弹性止挡刚度的串联刚度；第三阶段为对完全压实侧向冲击的高阻力保护阶段，此阶段转向架的横向刚度值为二系悬挂的横向刚度；所述转向架利用弹簧托板、第二横向弹性止挡、摇枕上的第一横向弹性止挡使其横向悬挂特性形成多级刚度。
2.根据权利要求1所述的转向架，其特征在于：所述弹簧托盘(2.2)、弹簧托板(2.1)以及摇动座(2.4)之间通过紧固件连接为一体。
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