一種鐵路漏斗車底門開閉系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鐵路漏斗車底門開閉系統。包括設置于漏斗車底部的底門和底門開閉傳動機構，設置于地面的開門擋和關門擋；底門開閉傳動機構是具有運動死點的雙四連桿機構，驅動杠桿整體為“T”形杠桿，“T”形橫向部設置有開門臂和關門臂,“T”形豎直部末端與傳動軸連接固定；本實用新型對單向或雙向過死點開閉機構進行改進，提出一種可實現雙向開閉底門的控制系統，利用安裝在車輛上的機構和固定在地面的開、關門擋的正、反兩個方向的配合，無論車輛沿一、二位任一方向行駛進入卸貨場都能自行開關底門，無需人工操作或借助任何輔助動力，不僅節省了列車編組和卸貨時間，提供車輛運用效率，還降低了誤操作的風險。
【專利說明】一種鐵路漏斗車底門開閉系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鐵路貨車設計與制造【技術領域】，尤其屬于鐵路貨車自動門設計與制造【技術領域】，特別涉及一種鐵路漏斗車底門開閉系統。
【背景技術】
[0002]鐵路運煤貨車底門開閉機構由于受到車輛結構和車輛限界的限制，通常都只能安裝在車體底部或側部，利用氣動、液壓、電控等方式實現底門的開閉，在運用中發現存在如下問題:結構復雜、操作復雜、傳動效率低、自重較大、卸貨效率低且制造、運用維護成本高等缺點。因此，有必要設計一種新型的鐵路運煤貨車底門開閉機構提高運煤貨車的運用效率和降低制造、運用維護成本。
[0003]中國專利03236004.5公開了一種漏斗式鐵路貨車底門開閉機構，該機構對運煤貨車進入卸貨場的方向嚴格要求，不利于運煤貨車運用效率的提高，同時對鐵路運輸系統的效率有較大影響，另一方面，由于車輛只能單向卸貨，重車也只能單向運行，因此容易造成車輪偏磨，增加車輛檢修工作量。中國專利申請201310187725.1公開了底門開閉機構，該機構能實現正、反雙向運行自動卸貨，但是該機構開關門臂的開門柄和關門柄在橫向和縱向上有錯開距離，開關門邏輯較復雜，對機構制造公差要求較高，車輛運用磨耗后有可能在開、關門過程中產生干涉現象。
【發明內容】
[0004]本實用新型根據現有技術的不足公開了一種鐵路漏斗車底門開閉系統。本實用新型要解決的問題是提供一種鐵路漏斗車正、反雙向運行均能實現自動開閉的鐵路漏斗車雙向自行卸貨底門開閉控制系統。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0006]鐵路漏斗車底門開閉系統，包括設置于漏斗車底部的底門和底門開閉傳動機構，還包括設置于地面的開門擋和關門擋；
[0007]其特征是:所述底門開閉傳動機構是具有運動死點的雙四連桿機構，包括固定于車體下部的支座、傳動軸、底門連桿和驅動杠桿，支座用于支撐傳動軸，傳動軸上固定兩套雙頭曲柄連桿，每套雙頭曲柄連桿兩端通過底門連桿與底門聯動，兩套驅動杠桿分別固定于傳動軸兩端用于與開門擋或關門擋接觸轉動傳動軸實現底門開閉；
[0008]所述驅動杠桿整體為“T”形杠桿，“T”形橫向部設置有開門臂和關門臂，“T”形豎直部末端與傳動軸連接固定；兩套驅動杠桿結構相對于車體中心鏡像對稱設置；各驅動杠桿開門臂設置有與開門擋接觸的開門滾輪，關門臂設置有與關門擋接觸的關門滾輪；
[0009]所述開門擋和關門擋均有驅動驅動杠桿運動的斜面。
[0010]所述各驅動杠桿在機構關門位時，開門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向呈小于90度夾角；所述各驅動杠桿在機構開門位時，關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向呈小于90度夾角。
[0011]所述開門擋為倒“L”形懸臂結構，工作斜面朝下，斜面坡度小于機構關門位開門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角；所述關門擋工作斜面傾斜向上，具有兩級坡度，斜面任一點坡度小于關門滾輪運動至該點時關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角。
[0012]所述開門擋工作斜面最高點高于“T”形驅動杠桿開門滾輪的高度，并有一定的余量；開門擋最低點低于“T”形驅動杠桿轉動至雙四連桿機構過死點時開門滾輪的高度，并有一定余量，所述余量能在開門后容下“T”形杠桿從下部通過；所述關門擋最高點高度不得高于車輪磨耗后，車輛高度降低，機構完全自鎖位置“T”形驅動杠桿關門滾輪的高度。
[0013]所述開門擋和關門擋布置在車輛運行方向的左側或/和右側。
[0014]所述支座上設置有用于限制驅動杠桿越位的杠桿止檔和用于限制底門開啟位底門止檔。
[0015]所述漏斗車底設置有對底門施加預緊自鎖力矩的底門彈簧。
[0016]本實用新型鐵路漏斗車可實現雙向行駛自動開閉底門控制，控制系統使車輛沿任意一方向行駛進入卸貨場都能實現自動開閉底門，整套系統無需人工操作或借助任何輔助動力，可避免誤操作；系統結構緊湊，簡單可靠；安裝此底門開閉系統的鐵路漏斗車可免除列車按固定方向排列編組，節省周轉時間，空、重車都可沿一或二位方向任意行駛，避免車輛偏磨。
[0017]底門傳動機構是一套雙四連桿機構，靠同一根傳動軸轉動實現聯動而打開、關閉底門；機構自鎖是依靠車體底架上的支座的杠桿止檔產生的反向力矩，抵消兩側底門和貨物重力產生的和力矩，底門連桿中心延長線相對于傳動軸中心具有偏心量，使底門和貨物重力對傳動軸形成自鎖力矩；底門打開是依靠機構兩側的T形驅動杠桿的開門滾輪與地面設施開門擋接觸帶動傳動軸推動底門，越過雙四連桿機構死點，而自行打開；底門關閉是依靠機構兩側T形驅動杠桿的關門滾輪與地面設施關門擋接觸帶動傳動軸反向轉動，推動底門越過機構死點，而自行關閉，直到觸碰杠桿止檔完成鎖閉；為保證空車機構自鎖的安全性，漏斗車上安裝彈簧，對底門施加預緊自鎖力矩，確保底門不因車輛運行中振動過大自行越過死點而打開。
[0018]本實用新型無論車輛沿正向還是反向運行，底門開閉方向和傳動軸轉動方向始終保持不變；雙頭曲柄連桿和底門連桿可保證雙四連桿機構同步過死點開門，且前后底門打開角度近似，不影響前后漏斗口的卸貨流量。
[0019]左右兩個T形驅動杠桿，分別具備一個開門滾輪和一個關門滾輪，開、關滾輪運動軌跡在同一平面，驅動杠桿和地面設施配合開關底門邏輯簡單，易行。
[0020]車體底架上的兩支座左右鏡像對稱，兩根底門連桿長度需經過計算校核，一是使機構雙四連桿機構同時過死點，底門開度相近，二是使傳動軸轉動角度盡量小，底門開度盡量大；驅動杠桿開門轉動角度不越過豎直位置，并呈一定角度b，杠桿止檔和底門止檔用于限定機構的開、關位置和傳動軸的轉動角度范圍a-b。杠桿止檔螺栓長度可調，可用來調節傳動軸中心的偏心距。地面設施關門擋可置于開門擋同側，也可置于開門擋斜對稱位置；具有兩級坡度，下面緩，上面陡，下部坡度需小于開門位驅動杠桿與豎直方向夾角b，可使車輛正、反向行駛關門滾輪與關門擋產生的關門力矩方向相同，始終使傳動軸沿靠近杠桿止檔方向轉動。
[0021]地面設施開門擋工作斜面最高點高于T形驅動杠桿開門臂開門滾輪的高度，并有一定的余量；最低點低于T形驅動杠桿轉動至雙四連桿機構過死點時開門臂開門滾輪的高度，并有一定余量；關門擋最高點高度不得高于車輪磨耗后，車輛高度降低，機構完全自鎖位置T形驅動杠桿關門滾輪的高度；關門擋底部安裝頂桿彈簧，彈簧剛度和壓縮量能滿足新車輪車輛高度下，將關門滾輪頂過死點。
[0022]本實用新型有益性:本實用新型針對現有底門開閉機構結構復雜、占用空間大等問題，對單向或雙向過死點開閉機構進行改進，提出一種可實現雙向開閉底門的控制系統，利用安裝在車輛上的機構和固定在地面的開、關門擋的正、反兩個方向的配合，無論車輛沿一、二位任一方向行駛進入卸貨場都能自行開關底門，無需人工操作或借助任何輔助動力，不僅節省了列車編組和卸貨時間，提供車輛運用效率，還降低了誤操作的風險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型正向開閉底門示意圖；
[0024]圖2是本實用新型掉頭開閉底門示意圖；
[0025]圖3是本實用新型雙四連桿機構自鎖和開閉原理示意圖
[0026]圖4是本實用新型底門開閉系統的車輛正向行駛時一位驅動杠桿開門滾輪與開門擋配合開門示意圖；
[0027]圖5是本實用新型底門開閉系統的車輛正向行駛時一位驅動杠桿關門滾輪與關門擋配合關門示意圖；
[0028]圖6是本實用新型底門開閉系統的車輛掉頭行駛時二位驅動杠桿開門滾輪與開門擋配合開門示意圖；
[0029]圖7是本實用新型底門開閉系統的車輛掉頭行駛時二位驅動杠桿關門滾輪與關門擋配合關門示意圖；
[0030]圖8是本實用新型底門開閉系統驅動杠桿結構示意圖；
[0031]圖9是本實用新型底門開閉系統機構支座結構示意圖。
[0032]圖中:1是一位驅動杠桿，2是支座，3是底門，4是底門連桿，5是傳動軸，6是雙頭曲柄連桿，7是二位驅動杠桿，8是開門擋，9是底門彈簧，10是關門擋，A是車輛運行方向，B是底門開啟方向，F是滾輪受力，R是傳動軸轉動方向，D1是左底門連桿中心與傳動軸中心的偏心距，仏是右底門連桿中心與傳動軸中心的偏心距，a是關門位關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角，b是開門位關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角，a-b為傳動軸轉動角度，c是關門位開門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角，51是一位驅動杠桿關門滾輪，52是一位驅動杠桿開門滾輪，53是底門止檔，54是杠桿止檔，55是二位驅動杠桿關門滾輪，56是二位驅動杠桿開門滾輪，58是彈簧，101是驅動杠桿止檔塊，102是開門臂，103是關門臂，104是桿身，105是鍵槽。
【具體實施方式】
[0033]下面通過實施例對本實用新型進行具體的描述，實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述本實用新型的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本實用新型保護的范圍。
[0034]結合圖1至圖9。
[0035]鐵路漏斗車底門開閉系統，包括設置于漏斗車底部的底門3和底門開閉傳動機構，還包括設置于地面的開門擋8和關門擋10。
[0036]底門開閉傳動機構是具有運動死點的雙四連桿機構，包括固定于車體下部的支座2、傳動軸5、底門連桿4和驅動杠桿，支座2用于支撐傳動軸5，傳動軸5上固定兩套雙頭曲柄連桿6，每套雙頭曲柄連桿6兩端通過底門連桿4與底門3聯動，兩套驅動杠桿分別固定于傳動軸5兩端用于與開門擋8或關門擋10接觸轉動傳動軸5實現底門開閉。
[0037]所述驅動杠桿整體為“T”形杠桿，“T”形橫向部形成在一條直線上的開門臂102和關門臂103，“T”形豎直部末端與傳動軸5連接固定，杠桿止檔塊101與支座2上的杠桿止檔54配合限制機構關門位；桿身104向外彎曲，給開門臂102和關門臂103留出足夠的運動空間。
[0038]兩套驅動杠桿相對于車體中心鏡像對稱，一位驅動杠桿I和二位驅動杠桿7分別固定在傳動軸5兩端。
[0039]各驅動杠桿開門臂102末端有與開門擋8滾動接觸的開門滾輪52、56，各驅動杠桿關門臂103末端有與關門擋10接觸的關門滾輪51、55。
[0040]所述各驅動杠桿在機構關門位時，開門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向的夾角為Co
[0041]所述各驅動杠桿在機構開門位時，關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向的夾角為b0
[0042]所述開門擋8和關門擋10均有驅動杠桿運動的斜面。
[0043]開門擋8為“L”形懸臂斜面結構，斜面朝下，下部空間能容下“T”形驅動杠桿通過。
[0044]關門擋10具有兩級坡度，下面坡度小于上面坡度，且小于b。
[0045]關門擋10尾部有向下的斜面，關門滾輪通過關門擋10最高點后下坡，直到彈簧58完全釋放，用于緩解彈簧58的反彈。
[0046]漏斗車底設置有對底門3施加預緊自鎖力矩的底門彈簧9。
[0047]支座2上設置有用于限制底門開啟位底門止檔53。
[0048]如圖1和圖2所示，左右兩個T形驅動杠桿，分別具備一個開門滾輪52、56和一個關門滾輪51、55，開門滾輪52、56與關門滾輪51、55運動軌跡在同一豎直平面；
[0049]如圖1、圖2、圖4、圖6和圖8所示，驅動杠桿采用T形結構，開門滾輪52、56對傳動軸5產生的力矩始終使傳動軸5沿同一遠離杠桿止檔方向轉動開啟底門3，關門滾輪51、55對傳動軸5產生的力矩始終使傳動軸5沿靠近杠桿止檔方向轉動關閉底門3，無需任何轉向或聯軸裝置；
[0050]各驅動杠桿固定在傳動軸5兩端，且相對于車輛中心鏡像對稱安裝，驅動杠桿轉動通過傳動軸5帶動雙頭曲柄6及其雙四連桿機構轉動；
[0051]兩T形驅動杠桿與豎直方向夾角b，可保證驅動杠桿開門位不越過豎直位置，與關門擋配合形成的關門力矩為規定方向；
[0052]兩T形驅動杠桿與豎直方向夾角C，可保證驅動杠桿關門位不越過豎直位置，與開門擋配合形成的開門力矩為規定方向；
[0053]地面設施開門擋和關門擋既可布置在車輛運行方向的左側，也可布置在右側，或兩側均設置。
[0054]開門擋8工作斜面最高點高于T形驅動杠桿開門臂開門滾輪的高度，并有一定的余量；開門當8斜面最低點能保證車輪磨耗后雙四連桿機構高度降低，仍能驅動開門滾輪52、56使機構過死點；關門擋6可置于開門擋8同側，也可置于開門擋8斜對稱位置，為兩級坡度，坡度值能保證關門滾輪51、55與關門擋10產生的力矩為規定方向；關門擋10最高點高度不得高于車輪磨耗后，車輛高度降低，機構完全自鎖位置T形驅動杠桿關門滾輪的高度；關門擋10底部安裝頂桿彈簧，彈簧剛度和壓縮量能滿足新車輪車輛高度下，將關門滾輪頂過死點。
[0055]左右對稱的支座2，可調節長度的杠桿止檔54來調節傳動軸5中心的偏心距、門縫；支座2上安裝有兩個底門止檔53，用于限制底門3打開角度及驅動杠桿轉動角度；
[0056]運作過程描述:
[0057]如圖1和圖4，車輛按箭頭A正向運行卸貨，一位驅動杠桿I開門滾輪52先與開門擋8接觸，產生如圖4所示力矩F，驅動傳動軸5轉動，雙四連桿機構過死點，底門3靠自身重力自然打開，底門3受底門止檔53阻擋，轉動到圖5所示位置，車輛繼續向前行駛，一位雙聯杠桿I關門滾輪51與關門擋10接觸，產生如圖5所示力矩F，驅動傳動軸5和雙四連桿機構轉動，關門滾輪51爬坡，直到頂過機構死點，底門3靠重力反向轉動機構直到被杠桿止檔54阻擋，完成關11。
[0058]如圖2和6，車輛掉頭運行卸貨，二位驅動杠桿7開門滾輪56先與開門擋8接觸，產生如圖6所示力F，驅動傳動軸5轉動，雙四連桿機構過死點，底門3靠重力自然打開，底門3受底門止檔53阻擋，轉動到圖7所示位置，車輛繼續向前行駛，二位雙聯杠桿7關門滾輪55與關門擋10接觸，產生圖7所示力F，驅動傳動軸5和雙四連桿機構轉動，關門滾輪55爬坡，直到頂過機構死點，底門3靠重力反向轉動機構直到被杠桿止檔54阻擋，完成關門。
[0059]以上所述是過死點底門開閉裝置實現雙向開閉底門的最優方式，對于本設計領域的設計人員可能利用本實用新型原理做名稱修改、安裝位置調換、材料改進、結構形狀優化等形式的潤飾，在此基礎上的任何潤飾和優化均在本實用新型保護范圍內。
【權利要求】
1.一種鐵路漏斗車底門開閉系統，包括設置于漏斗車底部的底門和底門開閉傳動機構，還包括設置于地面的開門擋和關門擋； 其特征是:所述底門開閉傳動機構是具有運動死點的雙四連桿機構，包括固定于車體下部的支座、傳動軸、底門連桿和驅動杠桿，支座用于支撐傳動軸，傳動軸上固定兩套雙頭曲柄連桿，每套雙頭曲柄連桿兩端通過底門連桿與底門聯動，兩套驅動杠桿分別固定于傳動軸兩端用于與開門擋或關門擋接觸轉動傳動軸實現底門開閉； 所述驅動杠桿整體為“T”形杠桿，“T”形橫向部設置有開門臂和關門臂，“T”形豎直部末端與傳動軸連接固定；兩套驅動杠桿結構相對于車體中心鏡像對稱設置；各驅動杠桿開門臂設置有與開門擋接觸的開門滾輪，關門臂設置有與關門擋接觸的關門滾輪； 所述開門擋和關門擋均有驅動驅動杠桿運動的斜面。
2.根據權利要求1所述的鐵路漏斗車底門開閉系統，其特征是:所述各驅動杠桿在機構關門位時，開門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向呈小于90度夾角；所述各驅動杠桿在機構開門位時，關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向呈小于90度夾角。
3.根據權利要求2所述的鐵路漏斗車底門開閉系統，其特征是:所述開門擋為倒“L”形懸臂結構，工作斜面朝下，斜面坡度小于機構關門位開門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角；所述關門擋工作斜面傾斜向上，具有兩級坡度，斜面任一點坡度小于關門滾輪運動至該點時關門滾輪至傳動軸中心連線與豎直方向夾角。
4.根據權利要求3所述的鐵路漏斗車底門開閉系統，其特征是:所述開門擋工作斜面最高點高于“T”形驅動杠桿開門滾輪的高度，并有余量；開門擋最低點低于“T”形驅動杠桿轉動至雙四連桿機構過死點時開門滾輪的高度，并有余量，所述余量能在開門后容下“T”形杠桿從下部通過；所述關門擋最高點高度不得高于車輪磨耗后，車輛高度降低，機構完全自鎖位置“T”形驅動杠桿關門滾輪的高度。
5.根據權利要求3所述的鐵路漏斗車底門開閉系統，其特征是:所述開門擋和關門擋布置在車輛運行方向的左側或/和右側。
6.根據權利要求1至5任一項所述的鐵路漏斗車底門開閉系統，其特征是:所述支座上設置有用于限制驅動杠桿越位的杠桿止檔和用于限制底門開啟位底門止檔。
7.根據權利要求6所述的鐵路漏斗車底門開閉系統，其特征是:所述漏斗車底設置有對底門施加預緊自鎖力矩的底門彈簧。
【文檔編號】B61D7/26GK204264151SQ201420675871
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】李貌, 陸強, 張超德, 楊詩衛, 葉毅, 劉映安, 李建超 申請人:南車眉山車輛有限公司