專利名稱：鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種支重輪及轉向架，具體為鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向
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背景技術：
提高鐵路運輸能力，除了管理水平外，提速、重載兩項是必不可少的技術手段。在我國，列車行駛速度方面已經取得了顯著的成就，尤其是客運方面，貨運方面也取得了很大的進展，但還有很多工作需要做。目前，我國鐵路貨車的軸重也提高到了 23t，運煤專列達到了 25t。除了大噸位的鉗型車，凹底平車等特種車輛外，一般貨運車輛每節車輛的載荷都是由兩個二軸轉向架所承擔，要是這種轉向架提高運載能力，達到重載要求，要么增加轉向架的軸數，形成多軸轉向架；要么是增加輪對的承載量，及增大軸重。除俄羅斯外，各國鐵路部門對重載的研究也都是集中在了增加軸重方面。增大軸重，固然能提高運輸能力，但是對鐵路車輛走行部和鐵路中鋼軌及路基的破壞力也隨之加大，同時對鋼軌、路基、車輪、輪軸等關鍵部分的技術要求也更高、更苛刻。車輪和鋼軌接觸的應力值的增大，會造成表面金屬層的塑性流動，導致材料疲勞，輕則接觸型面變形，重則表層剝落，次表面產生紋裂，目前也沒有更好的輪軌材料不損傷或少損傷的經受住大軸重貨車長期的強烈沖擊。同時，大軸重車輛的垂向力在軌下基礎結構中的傳播與擴散，對線路的技術狀況也起著很大的破壞效應。因此隨著軸重的增加和車速的提升，輪軌之間的沖擊力會更加劇烈。尤其在曲線運行上，輪對的輪緣外側和鋼軌內側的磨損更嚴重，使輪軌工作型面技術狀態降低，甚至威脅到行車安全。使鐵路正常運行時維護成本增大。鐵路的維修是一項系統工程，不僅需要投入大量的人力，財力和時間成本，而且要影響整個線路的運輸調度，以致達不到重載運輸所需要的效果。同時大軸重重載列車制動距離長，縱向沖擊力大，列車節數多，總長度大，車站和避讓線的長度等都是重載運輸中尚未解決好的問題。傳統的多軸轉向架，如四軸八輪轉向架雖然也能大幅提高載荷量，分散輪軌接觸應力，但是必須增設聯系梁，將兩套轉向架連接成一個架構，因而側滾的中心點必然升高， 而且不利于裝車、卸車以及和車站設備條件等配套設施的結合應用，對連接其他車輛和機車也造成困難；同時傳統的多軸轉向架其自身結構復雜，制造成本高，自重質量大，并且不能有效降低簧下質量，改善運行品質，因此它不是解決重載運輸的理想選擇。
發明內容
本發明的目的在于提供一種適用于鐵路重載貨車車輛，能夠減小損耗及簧下質量，能夠降低運營成本，提高運行品質，大幅提高運載能力的鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架。為達到上述目的，本發明的一種鐵路重載貨車車輛的支重輪，其特征在于，所述的支重輪包括一體式的輪輞、輻板和輪轂；所述的輪輞的外輪面上不設置輪緣，工作面呈軸向水平，其寬度大于115mm。
為達到上述目的，本發明的一種鐵路重載貨車車輛的轉向架，包括中心橫梁，對稱連接在中心橫梁兩端的側架，以及通過輪對軸對稱設置在側架兩端的輪對，其特征在于，還包括至少ー對位于輪對之間的支重輪；支重輪設置在側架上，包括一體式的輪輞、輻板和輪轂；輪輞的外輪面上不設置輪緣，工作面呈軸向水平，其寬度大于115mm。進一歩，所述的轉向架還包括對應支重輪設置的制動裝置；制動裝置包括寬度與支重輪相等，且踏面呈軸向水平的制動閘瓦。進一歩，所述的側架包括外側架和內側架；外側架內側分別設置有內側架；內側架中部與外側架分離，兩端分別與對應的外側架固定連接；內側架與外側架分離部分的中部與外側架平行。更進一歩，所述的內側架與外側架分離部分平行中心橫梁設置有側架加強橫梁。更進一歩，所述的支重輪還包括與輪轂對應連接的支重輪輪軸；支重輪輪軸的軸向長度為740-780mm，兩端分別通過軸承和支重輪軸箱及包括承載鞍和彈簧的懸掛裝置與對應的外側架和內側架連接。更進一歩，所述的支重輪通過側架下方固定的導框滑軌與承載鞍上對應設置的導向槽進行水平方向的位置限定。更進一歩，所述的輪軸通過一體化或過盈配合與輪轂固定連接，形成轉動心軸。更進一歩，所述的輪軸通過軸承與輪轂轉動連接，形成固定心軸。再進一歩，所述的支重輪軸箱與懸掛裝置之間設置有橡膠防振墊圈。本發明的有益效果如下所述1)相比鐵路重載貨車車輛車輪，支重輪采用的獨特的無輪緣設計，與所有鐵路貨車車輛的車輪不同，移除了車輪導向的功能，主要是用來承載重量，在車輪能承受載荷不變的情況下，專門用于載重的支重輪的增加，必然會大幅提高轉向架的載重量，無輪緣的支重輪在保證了輪對導向靈活的同吋，還提高了車輛每延米的載重量，充分利用鋼軌耐垂向カ 強，抗側向力弱的特性，加強承載的同吋，無輪緣則不會對軌道產生輪緣對軌道的破壞カ。2)支重輪踏面寬度比現有標準的輪對踏面要寬，保證了車輛在轉彎時支重輪在軌面上有效搭載量；支重輪工作面呈軸向水平，其與表面成弧形的軌道接觸面積小，與軌道呈斑點接觸，不會形成多點接觸和產生縱向蠕滑，而僅僅是摩擦カ很小的滾動摩擦，同時無論直線還是曲線都不會對軌道造成側向的擠壓，在載重的同吋，減少了輪軌的磨損。3)轉向架在輪對之間增設無輪緣支重輪，只需將原轉向架的長度加長，而不會提高中心點，不僅提高了整體的載重量，而且也解決了同現有設施配套的問題，結構簡単，制造難度低，成本低。4)設置有支重輪的轉向架，在與軌道接觸吋，觸點增多，進行制動時粘著力大，同時配合與支重輪對應設置的制動裝置，増加了制動面積，減短了重載貨車的制動距離；而且支重輪表面積大，有利于吸納制動熱容量及増加散熱效果，提高輪體承受熱負荷的能力。5)支重輪輪軸采用短軸設計和外側架、內側架分別連接，并且支重輪輪軸兩端分別設置有支重輪軸箱和懸掛裝置，能夠均勻的接受側架承受的載荷，并且減輕了輪對懸掛裝置的載荷，由此便可對支重輪和輪對的懸掛剛度進行調整和分別設定，并具備了在支重輪軸箱與懸掛裝置之間加裝橡膠防振墊圈的條件，在保證載重的同吋，能夠盡可能多的吸收振動，減輕簧下質量，減少沖擊，提高了轉向架的穩定性和曲線通過能力。
6)設置有支重輪的轉向架，由于相同的重量由多個車輪分擔，每個車輪承受的載荷大大降低，不僅僅是增加了輪軌之間的受カ點，降低了単位接觸應カ，而且通過改變轉向架整體架構形式，側架由內側架和外側架組成，并由側架加強橫梁進行加強，每個支重輪兩側都設置有懸掛裝置，分擔受力，降低了疲勞程度，延長了使用壽命，降低了檢修和維護成本，節約了時間、人力、物カ和財力，經濟效益明顯。7)配置有設置支重輪的轉向架的車輛，在既有軌頭寬度70mm、73mm、75mm及質量不等的各條標準鐵路線路上都能實施重載運輸，適應性好，推廣價值高，符合我國目前既要提高運輸能力，又不能夠在短時間內改善所有線路基礎條件，這種國情下的擴能運輸。
圖1為依據本發明較佳實施例的一種鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架的側視半剖結構示意2為圖1的俯視3為圖1的正視半剖結構示意中支重輪1，輪輞11，輻板12，輪轂13，支重輪輪軸14，轉向架2，中心橫梁21， 側架22，外側架221，內側架222，輪對23，制動裝置24，制動閘瓦241，側架加強橫梁25，支重輪軸箱26，彈簧27，承載鞍觀，導框滑軌觀1，橡膠防振墊圈四
具體實施例方式以下將參照相關附圖，說明依據本發明較佳實施例的一種鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架，其中相同的元部件將以相同的附圖標記加以說明。參照圖1所示，本發明較佳實施例的一種鐵路重載貨車車輛的轉向架2，包括中心橫梁21，對稱連接在中心橫梁21兩端的側架22，以及通過輪對軸對稱設置在側架兩端的輪對23，還包括至少ー對位于輪對23之間的支重輪1，支重輪1設置在側架23上，支重輪1 如下所述。同時參照圖2、圖3所示，支重輪1包括一體式的輪輞11、輻板12和輪轂13 ；輪輞 11的外輪面上不設置輪緣，工作面呈軸向水平，其寬度大于115mm ；輻板12能夠制成S形、 深盆形或直板形。本實例以轉向架2設置兩對支重輪1，輪輞11寬度140mm，輻板12呈深盆形為例， 但不限于此。轉向架2還設置有對應支重輪1設置的制動裝置M ；制動裝置M包括寬度與支重輪1相等的，且踏面呈軸向水平的制動閘瓦Ml。側架22包括外側架221和內側架222 ；外側架221內側分別設置有內側架222 ；內側架222中部與外側架221分離，兩端分別與對應的外側架221固定連接；內側架222與外側架221分離部分的中部與外側架222平行；使側架22向內橫向擴展，増加了承載面積，均勻的承載了重量。內側架221與外側架222分離部分，平行于中心橫梁21設置有側架加強橫梁25 ； 側架加強橫梁25固定連接在側架22上，用于加強結構強度，提高架構抗菱能力，并防止水平變形，同時有利于加裝其他附屬設備。
支重輪1還包括與輪轂13對應連接的支重輪輪軸14 ；支重輪輪軸14的軸向長度為740-780mm，相對于輪對23的輪對軸，其為獨立的短軸，相互不受影響，而且兩端分別與對應的外側架221和內側架222連接；支重輪輪軸14能夠通過一體化或過盈配合的與輪轂 13固定連接，形成轉動心軸；還能夠通過軸承與輪轂13轉動連接，形成固定心軸；支重輪輪軸14能夠制作成空心軸或實心軸，本實例以實心的轉動心軸為例。支重輪輪軸14兩端分別通過軸承和支重輪軸箱沈及包括彈簧27和承載鞍28的懸掛裝置與對應的外側架221和內側架222連接，用于承載貨車重量，由于其獨立短軸的設置，使每ー個支重輪1兩側都設置有懸掛裝置，増加了彈簧27數量，有效的提高了車輛每延米載重量，且受カ均勻，比輪對23只通過外側的懸掛裝置更加的穩定。支重輪軸箱沈與懸掛裝置之間設置有橡膠防振墊圈四，減輕了支重輪1的簧下質量，提高列車的運行品質，使其運行更加的平穩，沖擊更小。支重輪軸箱沈通過側架22下方固定的導框滑軌281與承載鞍28上對應設置的導向槽進行水平方向的位置限定，使得支重輪軸箱26只能在垂直方向上運動，在水平方向上不能產生移動和轉動。而轉向架2上設置的輪對23的軸箱則采用現有技術對其進行定位，使其能夠在縱向和橫向移動，在垂直方向上也能夠進行運動，保證其導向能力。綜上所述，因依據本發明的鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架，通過在轉向架2的輪對23之間設置兩對各自獨立的支重輪1，既四個相互獨立的支重輪1，來分擔每個輪對23上的載荷，結構簡単，制造難度小，成本低廉；同時沒有輪緣且工作面水平的支重輪 1也減少了對輪軌的摩擦和沖擊，大大的減小了維護工作量和成本；也能夠減輕輪對23上設置的懸掛彈簧的剛度，提高了轉向架2的曲線通過能力，提高了安全系數；由干支重輪1 對載荷的分擔，在軸重降低的情況也能大幅提高貨車運載能力，減少了車輛節數，從而減少了車鉤間隙，有效的減小了縱向沖擊；而且由于每個車輪，包括輪對23和支重輪1所分攤的載荷較小，所以對設備和材料要求低，適應性廣，具有很高的市場推廣價值。從以下在同等量載荷條件下，本發明較佳實例所述的ニ軸加四支重輪的轉向架與其他兩種通用的重載轉向架有關參數(不包括機車參數)的對比表中(表一和表ニ)，即可看出本發明所述的鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架所具有的上述優點，以及極大的優勢。表一
權利要求
1.鐵路重載貨車車輛的支重輪，其特征在于，所述的支重輪包括一體式的輪輞、輻板和輪轂；所述的輪輞的外輪面上不設置輪緣，工作面呈軸向水平，其寬度大于115mm。
2.鐵路重載貨車車輛的轉向架，包括中心橫梁，對稱連接在中心橫梁兩端的側架，以及通過輪對軸對稱設置在側架兩端的輪對，其特征在于，還包括至少一對位于輪對之間的支重輪；支重輪設置在側架上，包括一體式的輪輞、輻板和輪轂；輪輞的外輪面上不設置輪緣，工作面呈軸向水平，其寬度大于115mm。
3.如權利要求2所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的轉向架還包括對應支重輪設置的制動裝置；制動裝置包括寬度與支重輪相等，且踏面呈軸向水平的制動閘瓦。
4.如權利要求2所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的側架包括外側架和內側架；外側架內側分別設置有內側架；內側架中部與外側架分離，兩端分別與對應的外側架固定連接；內側架與外側架分離部分的中部與外側架平行。
5.如權利要求4所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的內側架與外側架分離部分平行于中心橫梁設置有側架加強橫梁。
6.如權利要求4所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的支重輪還包括與輪轂對應連接的支重輪輪軸；支重輪輪軸的軸向長度為740-780mm，兩端分別通過軸承和支重輪軸箱及包括承載鞍和彈簧的懸掛裝置與對應的外側架和內側架連接。
7.如權利要求6所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的支重輪軸箱通過側架下方固定的導框滑軌與承載鞍上對應設置的導向槽進行水平方向的位置限定。
8.如權利要求6所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的支重輪輪軸通過一體化或過盈配合與輪轂固定連接，形成轉動心軸。
9.如權利要求6所述的鐵路重載貨車車輛的轉向架，其特征在于，所述的支重輪輪軸通過軸承與輪轂轉動連接，形成固定心軸。
全文摘要
本發明涉及一種支重輪及轉向架，具體為一種適用于鐵路重載貨車車輛，能夠減小損耗及簧下質量，能夠降低運營成本，提高運行品質，大幅提高運載能力的鐵路重載貨車車輛的支重輪及其轉向架。其中所述的轉向架包括中心橫梁，對稱連接在中心橫梁兩端的側架，以及通過輪對軸對稱設置在側架兩端的輪對，其特征在于，還包括至少一對位于輪對之間的支重輪；支重輪設置在側架上，包括一體式的輪輞、輻板和輪轂；輪輞的外輪面上不設置輪緣，工作面呈軸向水平，其寬度大于115mm。其有益效果在于，大幅提高轉向架的載荷能力，減輕了對輪軌接觸應力，減少輪軌磨損，提高運行品質，降低運營成本，結構簡單，制作難度低，成本低。
文檔編號B61F5/02GK102530007SQ20121004847
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者張二群 申請人:張二群