卡軌車車輪獨立懸架的制作方法

本發明涉及軌道運輸設備領域，特別是涉及一種卡軌車車輪獨立懸架。

背景技術：

軌道是用條形鋼材鋪就的供車輛行駛的路線，軌道運輸是在鋪就軌道的基礎上，運輸車輛在軌道上行進來實現人力、物力的輸送。

近年來，軌道運輸系統不斷發展，國家對軌道運輸安全的要求也不斷提高。卡軌車在軌道上行駛時，受軌道不平整的影響，卡軌車的行走輪容易出現向一側傾斜的現象，卡軌車另一側行走輪受到擠壓作用而脫離軌道，從而導致卡軌車會出現傾斜、側翻等事故。

懸掛車架是連接行走輪與車身的機構，對車身起支撐和減振作用。懸掛車架主要是傳遞作用在行走輪和車架之間的力，由于軌道不平整而顛簸時，懸掛車架緩沖行走輪傳給車身的沖擊力，衰減由此引起的震動，以保證機車能平穩行駛。

現有懸掛車架減振結構有很多種，可劃分為獨立懸掛和整體懸掛兩大基本類型，還有介于兩者之間的半懸掛車架。整體懸掛車架的結構為兩個行走輪之間為剛性連接，會發生相互干涉，但是結構簡單，剛性與通過性較好。獨立懸掛車架的兩個行走輪相對獨立，行走輪之間沒有干涉，在行進過程中，對機車運行的穩定性和操控性調控較好，進而保證了貨物運輸的安全穩定和人員運輸的安全舒適。

如圖1所示，現有的卡軌車主要用于礦山坑道內運輸采礦器材和輸送人員出入，對于減振要求不高，行走輪系統采用整體懸掛車架，結合橡膠墊塊緩沖，橡膠墊塊與整體懸掛車架有一定間隙，當遇到軌道鋪設不平或軌道接頭錯位的路段時，行走輪顛簸起伏導致車身的搖晃擺動與起伏沖擊。當左側路軌對左側行走輪產生一個阻礙沖擊時，震動通過左側行走輪傳送至懸掛車架進而作用于車身，使車身倒向右側，反向同理，車身向左側傾倒。因此，整體懸掛車架的結構容易導致卡軌車在行駛中不能保持水平平穩運行，始終處于左右搖擺、傾斜的狀態，不利于貨物和人員的運輸。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種最大限度地吸收、減弱軌道不平整對機車運行造成的震動顛簸，提高機車運行平穩性和舒適性的卡軌車車輪獨立懸架。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，包括車架，所述車架包括左側車架和右側車架，所述左側車架和所述右側車架上均設有連接部，所述連接部分為第一連接部和第二連接部，車身上設有車架旋轉座，所述車架旋轉座上設有車架旋轉軸，所述車架旋轉軸分別與所述第一連接部、所述第二連接部鉸接，所述車架上連接有彈性件，所述彈性件的另一端連接在所述車架旋轉座上。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述第一連接部上設有限位孔，所述限位孔內貫穿連接有限位銷軸，所述限位銷軸與所述限位孔設有接觸間隙。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述第二連接部上設有軸孔，所述軸孔與所述限位銷軸抵接。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述車架旋轉座向下延伸形成有連接端，所述第一連接部和所述第二連接部設為U型結構，所述第一連接部和所述第二連接部分別與所述連接端的側面抵接。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述彈性件設為彈簧，所述彈性件至少設有兩個，所述彈性件分別對稱設置在所述左側車架和所述右側車架上。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述車架旋轉座上設有平衡架，所述彈性件的另一端連接在所述平衡架靠近車架的端面上。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述車架上連接有限位輪，所述限位輪的輪緣與軌道之間留有間隙。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述限位輪分為水平限位輪和豎直限位輪。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述限位輪與所述車架固定連接或轉動連接。

本發明卡軌車車輪獨立懸架，其中所述車架旋轉軸上設有定位槽，所述定位槽內設有定位塊，所述定位塊與所述第二連接部的外側面抵接。

本發明卡軌車車輪獨立懸架與現有技術不同之處在于：本發明卡軌車車輪獨立懸架中車架分為左側車架和右側車架兩部分，左側車架和右側車架單獨固定，運行過程中遇到不平整路段，左側車架或右側車架分別繞車架旋轉軸轉動起伏，限位銷軸與限位孔之間設有固定尺寸的接觸間隙，接觸間隙限制了車架起伏的最大旋轉角度(最大起伏跳動量)，限制了車架起伏的尺寸幅度，保證車架上的限位輪不脫離軌道，起到限位和制動的作用，保證了行走輪與限位輪的統一，保證限位輪與軌道之間保持穩定合理的間隙。

下面結合附圖對本發明卡軌車車輪獨立懸架作進一步說明。

附圖說明

圖1為現有的卡軌車整體懸掛車架的結構示意圖；

圖2為本發明卡軌車車輪獨立懸架的結構示意圖；

圖3為本發明卡軌車車輪獨立懸架在向上凸起的軌道上的運行狀態示意圖；

圖4為本發明卡軌車車輪獨立懸架在向下凹陷的軌道上的運行狀態示意圖；

圖5為本發明卡軌車車輪獨立懸架的圖2中A-A剖面結構示意圖；

圖6為本發明卡軌車車輪獨立懸架的圖5中B-B剖面結構示意圖。

附圖標注：1、車身；2、車架旋轉座；21、車架旋轉軸；22、平衡架；23、連接端；3、彈性件；4、限位輪；41、水平限位輪；42、豎直限位輪；5、行走輪；6、車架；61、左側車架；62、右側車架；63、限位孔；64、限位銷軸；65、連接部；651、第一連接部；652、第二連接部；7、軌道。

具體實施方式

卡軌車軌道運輸系統是礦下運輸物料、工具設備和人員進出的通道，卡軌車運輸系統主要包括軌道7和卡軌車，其中卡軌車主要包括行走輪5、與行走輪5轉動連接的支架、與支架相對固定的車身1等結構。卡軌車在軌道7的運行過程中，會遇到軌道7不平整的下陷或上凸的問題，卡軌車的平穩運行狀態會受到破壞，卡軌車出現顛簸和震動的問題，本發明卡軌車車輪獨立懸架對卡軌車的穩定性進行了優化設計。

如圖2所示，本發明卡軌車車輪獨立懸架，包括車架6，車架6上連接有帶動卡軌車行進的行走輪5和承載物料、貨品的車身1，行走輪5的轉動帶著車架6向前或向后行進，車架6與車身1相對固定，進而帶動車身1運動，實現卡軌車的運行。

車身1上設有車架旋轉座2，車架旋轉座2連接在車身1上，車架旋轉座2上設有車架旋轉軸21，車架旋轉軸21轉動連接在車架6上。車架6分為左側車架61和右側車架62，左側車架61和右側車架62為獨立的結構，左側車架61和右側車架62上分別設有連接部65，連接部65與車架旋轉軸21鉸接。相較于圖1中的整體懸架結構，本方案中左側車架61和右側車架62分別獨立連接在車架旋轉座2上，左側車架61和右側車架62分別與車架旋轉軸21鉸接安裝。

如圖3和圖4所示，當任意一側軌道7向上凸起或向下凹陷時，左側車架61和右側車架62相互獨立、互不干涉，行走輪5受顛簸而震動起伏，左側車架61或右側車架62的連接部65繞車架旋轉軸21轉動，而相應的另一側車架6穩定運行，克服了整體懸掛車架中運動狀態相互干涉的缺陷。

結合圖5和圖6所示，車架旋轉座2上設有向下延伸形成的連接端23，車架旋轉軸21貫穿連接在連接端23內。連接部65分為第一連接部651和第二連接部652，其中第一連接部651固定連接在左側車架61上，第二連接部652固定連接在右側車架62上。第一連接部651和第二連接部652的結構為直角U型結構，第一連接部651的外側面抵接在連接端23的內側面，第二連接部652的內側面抵接在連接端23的外側面。第一連接部651和第二連接部652的直角U型結構分別套固在車架旋轉軸21的中心軸線的兩側，并保證兩個直角U型結構的中心軸線為同一條直線，進而保證兩側的行走輪5同軸運轉。車架旋轉座2上對稱設置有兩個連接端23，兩個連接端23分別對應于第一連接部651和第二連接部652的直角U型結構設置，同時車架旋轉軸21設置為兩個。車架旋轉軸21上設有定位槽，定位槽內卡固有定位塊，定位塊與所述第二連接部652的外側面相抵接，定位塊防止第一連接部651和第二連接部652滑出車架旋轉軸21，起到限位和卡固的作用。

如圖6所示，第一連接部651固定在第二連接部652的內側，第一連接部651可以固定在左側車架61上，第二連接部652固定在右側車架62上；與此相對的，第一連接部651還可以固定在右側車架62上，第二連接部652固定在左側車架61上；實現了左側車架61和右側車架62結構的相對調整。

第一連接部651設有限位孔63，限位孔63內貫穿連接有限位銷軸64，限位銷軸64與限位孔63設有接觸間隙。限位孔63設置在車架旋轉軸21的下方，限位銷軸64松散轉動連接在限位孔63內；第二連接部652上設有軸孔，軸孔與限位銷軸64相抵接。

行走輪5起伏震動時，車架6受外力作用起伏震動，當第一連接部651連接的車架6起伏震動時，車架6與限位銷軸64松散連接，車架6運動調整限位銷軸64在限位孔63內的相對位置，限位孔63限制了限位銷軸64的運動范圍，保證了車架6的起伏震動范圍；當第二連接部652連接的車架6起伏震動時，車架6帶動限位銷軸64移動，限位銷軸64移動調整限位銷軸64在限位孔63內的相對位置，限位孔63限制了限位銷軸64的移動范圍，進而限位孔63限制了車架6的起伏震動范圍；左側車架61和右側車架62的起伏震動均控制在允許范圍內，解決了車架6震動時過度起伏而發生與軌道7干涉或脫軌故障的問題，保證了卡軌車良好的通過性和運行的穩定性。限位銷軸64與限位孔63的接觸間隙的確定，需要結合兩側軌道7的間距和車架6震動時擺動的極限位置等條件進行核算得出，接觸間隙需要保證車架6擺動到極限位置時行走輪5保持在軌道7上，確保車架6擺動不會導致行走輪5脫軌。

車架6上固定連接有彈性件3，彈性件3的另一端連接在車架旋轉座2上。彈性件3連接車架6和車架旋轉座2，當行走輪5震動時，車架6起伏運動而影響車身1的穩定性，但車架6與車架旋轉座2之間通過彈性件3連接，彈性件3起到緩沖和吸收震動的作用，進而保證車身1平穩運行。車架旋轉座2上設有平衡架22，平衡架22起到支撐車身1和連接車架6的作用，平衡架22為條形金屬塊，彈性件3的另一端連接在所述平衡架22靠近車架6的端面上，彈性件3的連接位置設置在平衡架22受力均衡的位置，保證平衡架22受到較小的彎曲應力、剪切應力，進而延長平衡架22的壽命，保證運輸過程的安全。

彈性件3設為彈簧，彈性件3至少設有兩個，彈性件3分別對稱設置在左側車架61和右側車架62上，兩個彈簧分別對稱設置在左側車架61或右側車架62上，兩個彈簧對稱支撐的結構受力均勻平穩，保證車架6的受力穩定。彈簧的選型結合車身1的載重和行走輪5震動的沖擊力進行核算和模擬計算得出，核算出滿足結構需求的彈簧的阻尼系數、最大拉壓尺寸，并且精確計算彈簧的振動頻率，保證彈簧的振動頻率不會與行走輪5顛簸產生的振動產生諧振。

整體車架優化為分體的左側車架61和右側車架62后，通過一側車架6的向上或向下擺動與彈簧的壓縮、伸長，較好的緩沖了軌道7凸凹不平對車身1平穩性的影響，使車身1基本維持水平狀態，提高了運行的舒適性；而不是像采用整體車架時需要車身1的底盤左右傾斜來適應軌道7的凸凹變化。因此，當軌道7的任意一側出現凸凹不平或錯位現象時，軌道7對行走輪5產生的沖擊力由該側車架6與該側彈性件3(阻尼減震)共同作用吸收從而減緩震動作用，保持卡軌車平穩較好的運行狀態。

車架6上靠近軌道7的位置連接有限位輪4，限位輪4的輪緣與軌道7之間留有間隙。軌道7包括沿水平方向向上延伸形成的腹板和腹板的頂端向兩側延伸形成的頂板，限位輪4位于軌道7內靠近頂板和腹板的位置，當行走輪5的運行出現側偏時，限位輪4與軌道7抵接產生接觸摩擦，限位輪4阻止行走輪5側偏，保證行走輪5沿軌道7沿線正常運行。限位輪4的輪緣與軌道7保持一定的間隙，保證行走輪5正常運行過程中限位輪4與軌道7之間沒有摩擦力，減小摩擦損耗，保證限位輪4和軌道7的壽命。

限位輪4與車架6固定連接或轉動連接。限位輪4固定在車架6上，當限位輪4抵接在軌道7上時，限位輪4與車架6相對固定，限位輪4的制動力較大，有利于行走輪5制動或回復到沿軌道7運行的狀態；限位輪4轉動連接在車架6上，當限位輪4抵接在軌道7上時，限位輪4能夠與車架6相對轉動，限位輪4與軌道7接觸產生的摩擦力轉化為限位輪4的轉動，進而減小了限位輪4傳遞給車架6的扭矩，有利于保證限位輪4的使用壽命。

限位輪4分為水平限位輪41和豎直限位輪42。當限位輪4轉動連接在車架6上時，水平限位輪41繞豎直方向的軸線水平轉動，豎直限位輪42繞水平方向的軸線豎直轉動；水平限位輪41的輪緣抵接在軌道7的腹板上，水平限位輪41擠壓在軌道7內，適用于普通的軌道7結構；豎直限位輪42的輪緣抵接在軌道7的頂板上，增大了限位輪4與軌道7頂板的接觸面積，適用于頂板接觸面積較大的軌道7結構。水平限位輪41和豎直限位輪42還能固定連接在車架6上，限位輪4固定連接時，簡化了限位輪4的結構，加工方便。

水平限位輪41在軌道7的外側對稱設置有兩對，即水平限位輪41在每側軌道7的外側設置有兩個，兩個水平限位輪41沿軌道7延伸的方向并列連接在車架6上，單個水平限位輪41與軌道7的接觸面積較小，為防止卡軌車側翻或脫軌，設置兩個水平限位輪41，增大水平限位輪41的制動阻力，保障卡軌車不存在側翻或脫軌的隱患；豎直限位輪42在軌道7的兩側對稱設置有一對，即豎直限位輪42在兩側軌道7的外側分別設置一個，豎直限位輪42與軌道7的接觸面積大，豎直限位輪42設置一對即達到阻止卡軌車側翻或脫軌的阻力要求。

車架6分為左側車架61和右側車架62兩部分，左側車架61和右側車架62單獨固定，運行過程中遇到不平整路段，左側車架61或右側車架62分別繞車架旋轉軸21轉動起伏，限位銷軸64與限位孔63的接觸間隙限制了車架6起伏的最大旋轉角度(最大起伏跳動量)，限制了車架6起伏的尺寸幅度，保證車架6上的限位輪4不脫離軌道7，起到限位和制動的作用，保證了行走輪5與限位輪4的統一，保證限位輪4與軌道7之間保持穩定合理的間隙，防止發生干涉或脫軌現象，保證了卡軌車運行的可靠性。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。