專利名稱：用于擺式鐵路貨車的球冠副承載鞍組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于擺式鐵路貨車的球冠副承載鞍組件。
背景技術(shù)：
貨物列車轉(zhuǎn)向架中有兩個(gè)側(cè)架， 一個(gè)側(cè)架的前后兩端分別安裝承載鞍組件， 通過(guò)承載鞍組件與輪軸的軸承相連，也即，承載鞍組件是貨物列車轉(zhuǎn)向架中連
接側(cè)架與軸承的傳力組件。圖6是現(xiàn)有的擺式貨車承載鞍組件的解體圖。如圖6 所示，現(xiàn)有擺式鐵路貨車承載鞍組件的構(gòu)成是搖動(dòng)座2'的上部固定在側(cè)架1 導(dǎo)筐la內(nèi)，承載鞍4'置于搖動(dòng)座2'下方的側(cè)架1的導(dǎo)筐la內(nèi)，且承載鞍4'上部 的凹形弧面與搖動(dòng)座2'下部的凸圓弧面活動(dòng)配合。由于凹形弧面的半徑大于凸 圓弧面的半徑，因此二者的配合是線配合。承載鞍4'下部與軸承外團(tuán)接觸配合。 側(cè)架1擺動(dòng)帶動(dòng)搖動(dòng)座2'在承載鞍4'的凹弧面上擺動(dòng)，以側(cè)偏線接觸的形式， 把力傳到承載鞍4',再傳到軸承5上。由于以側(cè)偏線接觸的方式傳力，接觸處 的受力大，搖動(dòng)座、承載鞍及下部的軸承局部應(yīng)力大，容易產(chǎn)生疲勞破壞。
該類承載鞍搖動(dòng)座2'的回轉(zhuǎn)中心具有開(kāi)放性，對(duì)側(cè)架1的偏擺角度在承載 鞍組件上沒(méi)有做限制。圖7a、圖7b、圖7c分別是現(xiàn)有擺式貨車承載鞍組件在側(cè) 架不擺、左擺、右擺三種情況下的搖動(dòng)座傳力、承載鞍及軸承受力的力學(xué)原理 圖(三圖中承載鞍及軸承的視圖方向?yàn)閳D6的右視方向)。結(jié)合圖6及圖7a可 看出側(cè)架l無(wú)偏擺時(shí)，搖動(dòng)座2'向承載鞍4'傳遞垂直向下的載荷F,這時(shí)承載 鞍4'無(wú)偏載、搖動(dòng)座2'的回轉(zhuǎn)中心A處于最上端。圖7b則示出側(cè)架1下端向 左側(cè)擺動(dòng)時(shí)，通過(guò)搖動(dòng)座2'向承載鞍4'傳遞垂直向下的載荷F和橫向向左的載 荷P,這時(shí)承載鞍4'左側(cè)偏載、搖動(dòng)座2'的回轉(zhuǎn)中心B偏右且低于最高點(diǎn)A。圖 6及圖7c示出側(cè)架l下端向右側(cè)擺動(dòng)時(shí)，通過(guò)搖動(dòng)座2'向承載鞍4'傳遞垂直 向下的載荷F和橫向向右的載荷P，這時(shí)承載鞍4'右側(cè)偏載、搖動(dòng)座2'的回轉(zhuǎn)中 心C偏左且低于最高點(diǎn)A。搖動(dòng)座2'以線接觸的方式把力傳遞到承載鞍4'。
圖6及圖7a、圖7b、圖7c示出，如果側(cè)架1下端要從左擺向右側(cè)，這時(shí)候 橫向力從向左變?yōu)橄蛴?，需要克服搖動(dòng)座2'與承載鞍4'之間的摩擦力、阻力矩 F-LBE (L昍是力F的力臂)和搖動(dòng)座2'回轉(zhuǎn)中心由B點(diǎn)升到A點(diǎn)的勢(shì)能才能實(shí)現(xiàn)?；?cái)[力不夠時(shí)，就形成了所謂的搖動(dòng)座2"'卡死"現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)功能。 側(cè)架1從左擺向右側(cè)的情況類似。另外，由于制造、裝配、磨損等原因造成側(cè)
架1和搖動(dòng)座2'的軸線與承載鞍4'的軸線不垂直時(shí)，搖動(dòng)座2'將以歪斜的方式與 承載鞍4接觸，不僅承載鞍4'與軸承2'受歪斜載荷，還會(huì)使側(cè)架1喪失擺動(dòng)功能。 如果喪失擺動(dòng)功能，承載鞍4'和軸承5惰性地偏向一側(cè)受力，使局部疲勞損傷 加劇，降低承載鞍4'和軸承5的疲勞壽命。
因此，現(xiàn)有擺式鐵路貨車承載鞍組件具有線傳力、偏載、易卡死的缺點(diǎn)， 從而降低承載鞍和軸承壽命，難以保障擺式列車轉(zhuǎn)向架側(cè)架的擺動(dòng)功能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于擺式鐵路貨車的球冠副承載鞍組件，該承載 鞍組件能使軸承受載均勻，側(cè)架擺動(dòng)功能可靠，承載鞍和軸承疲勞壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是 一種用于擺式鐵路貨車的球 冠副承載鞍組件，含有側(cè)架導(dǎo)篋內(nèi)的搖動(dòng)座、搖動(dòng)座下方的承載鞍，承載鞍下 部與軸承外圏接觸配合，其特征在于所述的搖動(dòng)座上表面兩端鑲嵌在側(cè)架導(dǎo) 篋上部的兩邊，搖動(dòng)座下表面為凹球面，該凹球面與凸球冠面配合，凸球冠的
下部與承載鞍相連。
圖5a、圖5b、圖5c分別是本發(fā)明在側(cè)架不擺、左擺、右擺三種情況下， 凸球冠及承載鞍的受力力學(xué)原理圖。圖l及圖5a、圖5b、圖5c示出，發(fā)明的工 作過(guò)程和力學(xué)原理是搖動(dòng)座以面接觸方式將來(lái)自側(cè)架的力傳遞給承載鞍及其 下方的軸承。側(cè)架左擺時(shí)，主要通過(guò)凸球冠的右側(cè)面?zhèn)髁?，合力ZF方向指向承 載鞍的中心附近，無(wú)偏載；側(cè)架右擺時(shí)，主要通過(guò)凸球冠左側(cè)面?zhèn)髁Γ狭?J 方向也指向承載鞍的中心附近，也無(wú)偏載。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
搖動(dòng)座與承載鞍以面接觸方式，將來(lái)自側(cè)架的力傳遞給承載鞍及其下方的 軸承。側(cè)架在擺動(dòng)時(shí)，承載鞍所受合力的方向始終指向承載鞍的中心附近，承 載鞍無(wú)偏載，軸承受載均勻，承載鞍和軸承疲勞壽命長(zhǎng)。由于搖動(dòng)座下表面的 凹球面與凸球冠為面配合，也即二者球面半徑相同，即搖動(dòng)座回轉(zhuǎn)中心與球冠 中心重疊，使側(cè)架擺動(dòng)時(shí)，搖動(dòng)座回轉(zhuǎn)中心的位置不變，側(cè)架在擺動(dòng)時(shí)對(duì)承載 鞍的合力始終近似指向搖動(dòng)座及球冠中心，回?cái)[力臂小。因而側(cè)架回?cái)[阻力小， 減小了發(fā)生側(cè)架卡死現(xiàn)象的機(jī)率，保證了擺式列車轉(zhuǎn)向架側(cè)架的擺動(dòng)功能。總之，本發(fā)明具有面?zhèn)髁?、無(wú)偏載與歪斜載荷、承載鞍與軸承受載均勻、 疲勞壽命長(zhǎng)、側(cè)架回?cái)[阻力小、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。
上述的凸球冠的下部與承載鞍相連的一種具體方式為凸球冠下部與承載 鞍上部通過(guò)圓形鑲嵌副微動(dòng)間隙配合。這樣搖動(dòng)座下部的凹形弧面周向偏移時(shí)， 凸球冠也能夠跟隨周向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步確保面?zhèn)髁Γ⒈苊馔嵝陛d荷造成卡死使 側(cè)架喪失擺動(dòng)功能的現(xiàn)象。
上述的的凸球冠的下部與承載鞍相連的另一種具體方式為上、下襯板之 間夾一層彈性材料，凸球冠下部與上襯板通過(guò)圓形鑲嵌副微動(dòng)間隙配合，下襯 板鑲嵌緊固或卡緊在承載鞍的上部。搖動(dòng)座下部的凹形弧面周向偏移時(shí)，凸球 冠也能夠跟隨周向轉(zhuǎn)動(dòng)，確保面?zhèn)髁Σ⒈苊饬送嵝陛d荷造成側(cè)架喪失擺動(dòng)功能。 上下襯板間的彈性材料，能有效緩沖承載鞍及軸承所受的沖擊力，增加承載鞍 及軸承的使用壽命。
上述的搖動(dòng)座上表面兩端鑲嵌在側(cè)架導(dǎo)筐上部的兩邊的鑲嵌連接副在側(cè)架 縱向上具有微動(dòng)間隙，而橫向上無(wú)間隙。這樣進(jìn)一步使上部搖動(dòng)座的凹形弧面 能與凸球冠自動(dòng)縱向?qū)χ?，保證了面配合。而鑲嵌連接副橫向上無(wú)間隙，可避 免橫向松動(dòng)造成軸承偏載。
上述的搖動(dòng)座的下表面橫向兩側(cè)向上傾斜成3 5度，當(dāng)搖動(dòng)座側(cè)擺傾斜到 此角度時(shí)，搖動(dòng)座下表面一側(cè)平面與承載鞍凸球冠對(duì)應(yīng)一側(cè)的上表面接觸，從 而限制了側(cè)架的超范圍傾斜，使車體重心下移量也受到限制，從而限制了側(cè)架 回?cái)[需要克服的勢(shì)能。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的解體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的搖動(dòng)座、凸球冠及承載鞍裝配好的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意 圖(圖1去掉側(cè)架及軸承后的側(cè)視圖)。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的解體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的搖動(dòng)座、凸球冠、上襯板、彈性材料、下襯板及 承載鞍鑲的側(cè)視示意圖(圖4去掉側(cè)架及軸承后的右視圖)。
圖5a、圖5b、圖5c分別是本發(fā)明實(shí)施例一在側(cè)架不擺、左擺、右擺三種 情況下，凸球冠及承載鞍的受力力學(xué)原理圖(三圖中的凸球冠及承載鞍的視圖方向與圖2—致)。
圖6是現(xiàn)有的擺式貨車承載鞍組件的解體圖。
圖7a、圖7b、圖7c分別是現(xiàn)有擺式貨車承載鞍組件在側(cè)架不擺、左擺、 右擺三種情況下的搖動(dòng)座傳力、承載鞍及軸承受力的力學(xué)原理圖(三圖中承載 鞍及軸承的視圖方向?yàn)閳D6的右視方向)。 具體實(shí)施方法 實(shí)施例一
圖l示出，本發(fā)明的第一種具體實(shí)施方式
為 一種用于擺式鐵路貨車的球冠 副承載鞍組件，含有側(cè)架1導(dǎo)筐la內(nèi)的搖動(dòng)座2、搖動(dòng)座2下方的承載鞍4， 承載鞍4下部與軸承5外圈接觸配合。所述的搖動(dòng)座2上表面兩端鑲嵌在側(cè)架 l導(dǎo)筐la上部的兩邊，搖動(dòng)座2下表面為凹球面，該凹球面與凸球冠3面配合， 凸球冠3的下部與7 、載鞍4相連。
圖l及圖5a、圖5b、圖5c示出，本例的工作過(guò)程和力學(xué)原理是搖動(dòng)座2 以面接觸方式將來(lái)自側(cè)架1的力傳遞給承載鞍4及其下方的軸承5。側(cè)架1左擺 時(shí)，主要通過(guò)凸球冠3的右側(cè)面?zhèn)髁?，合?j方向指向承載鞍4的中心附近，
無(wú)偏載；側(cè)架i右擺時(shí)，主要通過(guò)凸球冠3左側(cè)面?zhèn)髁?，合力i;f方向也指向承
載鞍4的中心附近，也無(wú)偏載。
圖l還示出，本例的凸球冠3的下部與承載鞍4相連的具體方式為凸球冠 3下部與承載鞍4上部通過(guò)圓形鑲嵌副微動(dòng)間隙配合。凸球冠3下部與承載鞍4 上部的通過(guò)圓形鑲嵌副微動(dòng)間隙配合，可以采用各種現(xiàn)有的鑲嵌連接副，如凸 球冠3下部的圓柱形凸起3a與承載鞍4上部中心的圓形凹坑4a構(gòu)成連接副，或 者凸球冠下部的圓形凹坑與承載鞍上部中心的圓柱形凸起構(gòu)成連接副。
本例的的搖動(dòng)座2上表面兩端鑲嵌在側(cè)架1導(dǎo)筐la上部的兩邊的鑲嵌連接 副，沿側(cè)架縱向具有微動(dòng)間隙，而橫向無(wú)間隙。搖動(dòng)座2與導(dǎo)筐la的連接副同 樣可采用各種現(xiàn)有的鑲嵌連接副，如搖動(dòng)座2上部的矩形凹槽2a與導(dǎo)筐la上部 兩邊的矩形塊lb構(gòu)成連接副，或者搖動(dòng)座上部的矩形塊與導(dǎo)筐上部?jī)蛇叺木匦?凹槽構(gòu)成連接副。
圖2示出，本例的搖動(dòng)座2的下表面橫向兩側(cè)向上傾斜3 5度，也即搖動(dòng)座 2的下表面橫向兩側(cè)與承載鞍4的平面的夾角cx為3~5度。實(shí)施例二
圖3示出，本例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，不同的僅僅是凸球冠3的下 部與承載鞍4相連的具體方式為上、下襯板8、 10之間夾一層彈性材料9，該 彈性材料9通常可以采用橡膠或者彈性塑料。凸球冠3下部與上襯板8通過(guò)圓 形鑲嵌副微動(dòng)間隙配合， 一般可采用圓形的凸起與凹坑連接副配合，可以使其 安裝更方便簡(jiǎn)單。鑲嵌下襯板10鑲嵌緊固或卡緊在承載鞍4的上部。
權(quán)利要求
1、一種用于擺式鐵路貨車的球冠副承載鞍組件，含有側(cè)架(1)導(dǎo)筐(1a)內(nèi)的搖動(dòng)座(2)、搖動(dòng)座(2)下方的承載鞍(4)，承載鞍(4)下部與軸承(5)外圈接觸配合，其特征在于所述的搖動(dòng)座(2)上表面兩端鑲嵌在側(cè)架(1)導(dǎo)筐(1a)上部的兩邊，搖動(dòng)座(2)下表面為凹球面，該凹球面與凸球冠(3)面配合，凸球冠(3)的下部與承載鞍(4)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球冠副承載鞍組件，其特征在于，所述的凸 球冠(3)的下部與承載鞍(4)相連的具體方式為凸球冠(3)下部與承載鞍(4)上部通過(guò)圓形鑲嵌副微動(dòng)間隙配合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球冠副承載鞍組件，其特征在于，所述的凸 球冠(3)的下部與承載鞍(4)相連的具體方式為上、下襯板(8、 10)之間 夾一層彈性材料(9),凸球冠(3)下部與上襯板(8)通過(guò)圓形鑲嵌副微動(dòng)間隙配 合，下襯板(10)鑲嵌緊固或卡緊在承載鞍(4)的上部。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球冠副承載鞍組件，其特征在于所述的搖 動(dòng)座(2)上表面兩端鑲嵌在側(cè)架1導(dǎo)篋(la)上部的兩邊的鑲嵌連接副，沿側(cè) 架縱向具有微動(dòng)間隙，而橫向無(wú)間隙。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球冠副承載鞍組件，其特征在于所述的搖 動(dòng)座(2)的下表面橫向兩側(cè)向上傾斜3 5度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于擺式鐵路貨車的球冠副承載鞍組件，含有側(cè)架(1)導(dǎo)筐(1a)內(nèi)的搖動(dòng)座(2)、搖動(dòng)座(2)下方的承載鞍(4)，承載鞍(4)下部與軸承(5)外圈接觸配合，其特征在于所述的搖動(dòng)座(2)上表面兩端鑲嵌在側(cè)架(1)導(dǎo)筐(1a)上部的兩邊，搖動(dòng)座(2)下表面為凹球面，該凹球面與凸球冠(3)面配合，凸球冠(3)的下部與承載鞍(4)相連。具有面?zhèn)髁?、無(wú)偏載與歪斜載荷、承載鞍與軸承受載均勻、疲勞壽命長(zhǎng)、側(cè)架回?cái)[阻力小、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B61F5/02GK101428628SQ20081014783
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者冰 楊, 峰 林, 趙永翔 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)