轴箱悬挂装置、转向架及铁路货车的制作方法

1.本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其是铁路货车的轴箱悬挂装置。本发明还涉及设有所述轴箱悬挂装置的转向架，以及设有所述转向架的铁路货车。


背景技术：

2.铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等，其中，转向架的作用是支承车体，引导车辆沿轨道行驶，并承受来自车体及线路的各种载荷。因此，转向架是铁路货车的重要组成部分，是影响车辆动力学性能的核心部件。
3.铁路货车转向架有焊接构架式转向架和铸钢三大件式转向架两大类，其中焊接构架式转向架主要由构架组成、基础制动装置、轴箱悬挂减振装置和弹性旁承等组成，轴箱悬挂装置由轮对及安装到轮对上的轴箱、弹簧、斜楔及承载鞍等组成，轴箱悬挂装置与车辆的动力学性能强相关，直接决定和影响车辆的动力学性能。
4.如图1所示，一种典型的y25型构架式转向架，其轴箱悬挂装置由弹簧1
′
、弹簧帽2
′
、吊环3
′
及轴箱4
′
等组成，轮对一侧为导框刚性定位，对侧采用吊环3
′
、弹簧帽3
′
结构的减振装置，吊环3
′
一端安装在导框5
′
的凸出悬臂轴上，另一端安装在弹簧帽2
′
凸出的悬臂轴上，凸起的悬臂轴分别焊接在导框5
′
和弹簧帽2
′
上。
5.这种结构主要存在以下缺点：
6.1)吊环3
′
安装在悬臂轴上，悬臂轴为焊接结构，结构受力不够理想，工艺性、可靠性差。
7.2)与轴箱4
′
配合的摩擦面磨耗后，吊环3
′
角度变小，会导致减振性能下降。
8.3)吊环3
′
、悬臂轴磨耗后，吊环3
′
角度变小，也会导致减振性能下降。
9.4)结构复杂，零件数量过多，制造难度大。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提供一种轴箱悬挂装置。该装置能够提升车辆动力学性能，确保车辆动力学性能持续稳定。
11.本发明的另一目的在于提供一种设有所述轴箱悬挂装置的转向架。
12.本发明的又一目的在于提供一种设有所述转向架的铁路货车。
13.为实现上述目的，本发明提供一种轴箱悬挂装置，轴箱悬挂装置，包括轴箱、导框以及弹簧，所述导框位于所述轴箱的两侧，所述轴箱设有弹簧承载部，所述弹簧位于所述导框与弹簧承载部之间，至少一个所述导框与所述弹簧之间设有两个摆动块和弹簧减振档；两个所述摆动块沿平行于所述轴箱轴线的方向并排间隔分布，各所述摆动块的上端与所述导框以能够转动的方式相配合，各所述摆动块的下端与所述弹簧减振档以能够转动的方式相配合，且所述摆动块倾斜设置，与竖向方向之间具有夹角，其下端偏向于所述轴箱；所述弹簧减振档的侧面设有对应于所述轴箱的第一摩擦面，并通过所述第一摩擦面压紧贴合于所述轴箱侧面的第二摩擦面，所述第一摩擦面与第二摩擦面形成能够相对移动的摩擦副。
14.优选地，所述摆动块的两端分别设有支撑用圆柱面，所述导框的内顶部和所述弹簧减振档的顶部分别设有两个凹形圆弧面；各所述摆动块的上端通过圆柱面与所述导框上与之相对应的凹形圆弧面转动配合，各所述摆动块的下端通过圆柱面与所述弹簧减振档上与之相对应的凹形圆弧面转动配合；
15.和/或，各所述摆动块的两端设有销轴孔，其上端通过销轴与所述导框转动连接，其下端通过销轴与所述弹簧减振档转动连接。
16.优选地，所述弹簧减振档设有侧立的摩擦板，所述摩擦板的竖直面形成所述第一摩擦面，所述轴箱侧面的竖直面形成所述第二摩擦面，所述第一摩擦面与第二摩擦面能够沿竖直方向相对移动；或者，
17.所述弹簧减振档设有侧立的摩擦板，所述摩擦板的竖直面设有凹槽，所述凹槽内镶装有磨耗板，所述磨耗板的竖直面形成所述第一摩擦面，所述轴箱侧面的竖直面形成所述第二摩擦面，所述第一摩擦面与第二摩擦面能够沿竖直方向相对移动。
18.优选地，所述弹簧包括外弹簧和内弹簧，所述弹簧减振档的主体部分在中部设有上下贯通的孔位，两个所述凹形圆弧面对称地分布于所述孔位的两侧，所述弹簧减振档的底部放置于所述外弹簧的上平面。
19.优选地，所述弹簧减振档的主体部分呈圆盘形，其顶部具有第一顶面和第二顶面，所述第二顶面高于所述第一顶面且所述第二顶面处于邻近所述第一摩擦面的一侧，所述第一顶面与第二顶面之间为过渡斜面，所述弹簧减振档的两个凹形圆弧面位于所述过渡斜面。
20.优选地，所述设有摆动块和弹簧减振档的导框呈开口向下的罩体形状，其内部在中间位置设有向下延伸的弹簧支撑部，所述弹簧支撑部穿过所述弹簧减振档的孔位支撑于所述内弹簧。
21.优选地，所述导框内顶部的两个凹形圆弧面对称地位于所述弹簧支撑部的两侧，所述弹簧支撑部与所述导框的内壁之间形成供所述摆动块进行摆动的空腔。
22.优选地，所述导框在邻近所述轴箱的一侧设有向下延伸的侧壁部，所述侧壁部开设有供所述弹簧减振档横向穿过的框口，所述弹簧减振档与所述框口之间留有活动间隙。
23.优选地，所述摆动块的侧向投影呈两头尺寸大于中间尺寸的哑铃形状或两头尺寸与中间尺寸相同的等宽形状。
24.优选地，所述导框中仅一个导框与其弹簧之间设有两个所述摆动块及弹簧减振档。
25.为实现上述另一目的，本发明提供一种转向架，包括构架、悬挂装置、轮对以及旁承，所述悬挂装置包括上述任一项所述的轴箱悬挂装置，所述轴箱悬挂装置的导框顶面与所述构架的侧梁下盖板焊接为整体结构。
26.优选地，为二轴或多轴转向架，其左、右两端部轮对设置有所述轴箱悬挂装置，且所述轴箱悬挂装置的两个摆动块及弹簧减振档位于所述左、右两端部轮对的内侧或外侧。
27.为实现上述又一目的，本发明提供一种铁路货车，包括转向架、设于所述转向架的动力系统和车箱，其中，所述转向架为设有上述轴箱悬挂装置的转向架。
28.本发明所提供的轴箱悬挂装置设有弹簧减振档，并在导框与弹簧减振档之间设有两个摆动块，车辆运动时，弹簧减振档和两个摆动块可以将弹簧力传递给导框，同时，由于
两个摆动块与竖直方向之间具有倾斜的角度，因此，可以使弹簧减振档产生水平分力，在水平分力作用下，弹簧减振档的第一摩擦面与轴箱的第二摩擦面压紧贴合，进而可以通过相对位移产生的摩擦力起到阻尼作用，实现减振功能。这种导框内置两个倾斜摆动块的结构，在提供车辆减振功能的同时，还可以实现轮对纵向定位功能，具有结构简单、可靠性高、定位效果好、制造难度低、零部件数量少、磨耗后减振效果不下降等效果。
29.本发明所提供的转向架和铁路货车设有所述轴箱悬挂装置，由于所述轴箱悬挂装置具有上述技术效果，则设有该轴箱悬挂装置的转向架和铁路货车也应具有相应的技术效果。
附图说明
30.图1为一种典型的y25型构架式转向架的结构示意图；
31.图2为本发明第一实施例公开的一种三轴构架式转向架的结构示意图；
32.图3为图2中右端轮对的局部剖视图；
33.图4为图3中所示导框的侧视图；
34.图5为图4的左视图；
35.图6为图4的俯视图；
36.图7为图3中所示导框在翻转之后从底部进行观察的结构示意图；
37.图8为图3中所示摆动块的结构示意图；
38.图9为图8所示摆动块的左视图；
39.图10为图3中所示弹簧减振档的轴侧图；
40.图11为图10所示弹簧减振档的侧视图；
41.图12为图11的俯视图；
42.图13为图11的左视图；
43.图14为图3中所示轴箱的结构示意图；
44.图15为图14所示轴箱的俯视图；
45.图16为本发明第二实施例公开的一种三轴构架式转向架的结构示意图；
46.图17为图16中左端轮对的局部剖视图；
47.图18为本发明第三实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；
48.图19为本发明第四实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；
49.图20为本发明第五实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；
50.图21为本发明第六实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；
51.图22为本发明第七实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；
52.图23为本发明第八实施例公开的摆动块的结构示意图；
53.图24为图23所示摆动块的左视图。
54.图1中：
55.弹簧1
′
弹簧帽2
′
吊环3
′
轴箱4
′
导框5
′
56.图2至图24中：
57.1.轴箱1
‑
1.弹簧承载部1
‑
2.第二摩擦面2.第一导框2
‑
1.凹形圆弧面2
‑
2.侧壁部2
‑
3.框口2
‑
4弹簧支撑部3.第二导框4.弹簧4
‑
1.外弹簧4
‑
2.内弹簧5.弹簧减振档5
‑
1.第一
摩擦面5
‑
2.凹形圆弧面5
‑
3.孔位5
‑
4.第一顶面5
‑
5.第二顶面5
‑
6.过渡斜面5
‑
7.摩擦板5
‑
8.凹槽6.摆动块6
‑
1.圆柱面6
‑
2.销轴孔7.构架8.磨耗板9.承载鞍10.橡胶垫11.悬挂装置12.轮对13.旁承
具体实施方式
58.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
59.在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，说明书文字有对方向定义的部分，优先采用文字定义的方向，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
60.请参考图2、图3，图2为本发明第一实施例公开的一种三轴构架式转向架的结构示意图；图3为图2中右端轮对的局部剖视图。
61.如图所示，在一种具体实施例中，以三轴构架式转向架为例对轴箱悬挂装置的结构进行说明，该转向架主要由构架及三条轮对组成，就图2所示的方位来讲，分别为左端轮对、中间轮对和右端轮对，其中，左、右两端轮对采用了图3所示的轴箱悬挂装置，而且，左、右两端轮对的轴箱悬挂装置为镜像对称关系。
62.如图3所示的右端轮对的轴箱悬挂装置，其主要由轴箱1、第一导框2、第二导框3、弹簧4、弹簧减振档5、以及摆动块6等组成。
63.第一导框2和第二导框3均焊接到构架7的侧梁下平面，分别位于轴箱1的两侧，轴箱1的底部具有分别向左右横向延伸的弹簧承载部1
‑
1，第一导框2和第二导框3与弹簧承载部1
‑
1之间分别设有弹簧4，弹簧4放置在轴箱1两侧的弹簧承载部1
‑
1。
64.其中，位于内侧的第一导框2与其下方的弹簧4之间设有两个摆动块6和弹簧减振档5，两个摆动块6沿平行于轴箱1轴线的方向并排间隔分布(由于在图中重叠，因此只能看到其中一个)；摆动块6位于弹簧减振档5与第一导框2之间，支撑在第一导框2的内部，每一个摆动块6的上端与第一导框2以能够转动的方式相配合，每一个摆动块6的下端与弹簧减振档5以能够转动的方式相配合，且摆动块6倾斜设置，与竖向方向之间具有夹角，其下端偏向于轴箱1；弹簧减振档5在对应于轴箱1的一侧设有第一摩擦面5
‑
1，并通过第一摩擦面5
‑
1压紧贴合于轴箱1侧面的第二摩擦面1
‑
2，第一摩擦面5
‑
1与第二摩擦面1
‑
2形成能够相对移动的摩擦副。
65.其减震原理是，利用两个摆动块6与竖直方向存在的夹角，将来自弹簧4的竖直支撑力分解产生水平力，使弹簧减振档5产生向右的力，使弹簧减振档5右端竖直面对轴箱1左侧竖直面产生正压力，并使右侧产生水平支反力，当轴箱1相对弹簧减振档5产生垂直相对位移时，可在竖向方向上产生摩擦力，进而在摩擦力作用下产生阻尼作用，实现减振功能。
66.请参考图4至图7，图4为图3中所示导框的侧视图；图5为图4的左视图；图6为图4的俯视图；图7为图3中所示导框在翻转之后从底部进行观察的结构示意图。
67.如图所示，第一导框2呈开口向下的罩体形状，其顶面为平面，设有呈矩形的减重孔，与构架7侧梁下盖板焊接为整体结构，第一导框2内顶部设置有偏向于左侧的两个凹形
圆弧面2
‑
1，其内部在中间位置设有向下凸起的弹簧支撑部2
‑
4，弹簧支撑部2
‑
4的最低端呈圆台形状，圆台的内台平面与下述内弹簧4
‑
2的上平面配合(空车时有一定距离，重车时接触)，圆台的挡边用于固定内弹簧4
‑
2，两个凹形圆弧面2
‑
1对称地位于弹簧支撑部2
‑
4的两侧，弹簧支撑部2
‑
4与导框2的内壁之间形成供摆动6块进行摆动的空腔，空腔向下为开放空间。
68.第一导框2在邻近轴箱1的一侧设有向下延伸的侧壁部2
‑
2，侧壁部2
‑
2开设有供弹簧减振档5横向穿过的框口2
‑
3，此框口2
‑
3与弹簧减振档5之间留有足够的间隙，以避免弹簧减振档5相对于第一导框2上下移动时，与第一导框2相干涉。
69.请参考图8、图9，图8为图3中所示摆动块的结构示意图；图9为图8所示摆动块的左视图。
70.如图所示，两个摆动块6的形状和尺寸相同，设置在第一导框2内部两侧的空腔里，每一个摆动块6均具有一定长度和厚度，其在侧向投影上呈两头大、中间细的哑铃形状，摆动块6在第一导框2和弹簧减振档5之间承受压力，可以根据需要设定不同的倾斜角度。
71.摆动块6的两端分别设有支撑用圆柱面6
‑
1，分别与第一导框2内顶部和弹簧减振档5顶部的凹形圆弧面相对应，摆动块6的上端通过圆柱面6
‑
1与第一导框2的凹形圆弧面2
‑
1相配合，摆动块6的下端通过圆柱面6
‑
1与弹簧减振档5的凹形圆弧面5
‑
2相配合，形成圆柱面配合结构。
72.安装后的摆动块6位于第一导框2的内部，并支撑在弹簧减振档5与第一导框2之间，摆动块6结构简单、采用无焊接连接，可靠性高，制造工艺性好。
73.当然，摆动块6在侧向投影上也可以呈两头尺寸与中间尺寸相一致的等宽形状。
74.请参考图10至图13，图10为图3中所示弹簧减振档的轴侧图；图11为图10所示弹簧减振档的侧视图；图12为图11的俯视图；图13为图11的左视图。
75.如图所示，弹簧4包括不等高的外弹簧4
‑
1和内弹簧4
‑
2，弹簧减振档5的主体部分呈圆盘形，中部设有上下贯通的孔位5
‑
3，两个凹形圆弧面5
‑
2对称地分布于孔位5
‑
3的两侧，第一导框2的弹簧支撑部2
‑
4穿过孔位5
‑
3伸入内弹簧4
‑
2内部，直接与内弹簧4
‑
2上平面接触，提供弹簧定位，弹簧减振档5的环形下平面为弹簧支撑面，放置于外弹簧4
‑
1的上平面。
76.空车时，内弹簧4
‑
2与第一导框2中间向下伸出的弹簧支撑部2
‑
4有一定距离；重车时，外弹簧4
‑
1压缩后，内弹簧4
‑
2顶面才与第一导框2的弹簧支撑部2
‑
4接触，将内弹簧4
‑
2的压缩力传递给第一导框，继而传递给构架7，即：内弹簧4
‑
2不参与减振，只起承载作用，内弹簧4
‑
2重车时不参与阻尼作用，可以避免重车时阻尼过大。
77.空车时，第二导框3的下平面与弹簧4的外弹簧4
‑
1接触，将外弹簧4
‑
1的弹簧力传递给第二导框3，继而传递给构架7；重车时，第二导框3的下平面与外弹簧4
‑
1和内弹簧4
‑
2的顶面同时接触，将外弹簧4
‑
1和内弹簧4
‑
2的弹簧力传递给第二导框3，继而传递给构架7。
78.弹簧减振档5的顶部具有第一顶面5
‑
4和第二顶面5
‑
5，第二顶面5
‑
5高于第一顶面5
‑
4且第二顶面5
‑
5处于邻近第一摩擦面5
‑
1的一侧，第一顶面5
‑
4与第二顶面5
‑
5之间为过渡斜面5
‑
6，弹簧减振档5的凹形圆弧面5
‑
2位于过渡斜面5
‑
6上，这样可以更好的产生向右的水平分力。
79.弹簧减振档5的右侧设有侧立的摩擦板5
‑
7，摩擦板5
‑
7与主体可以为一体式结构
或分体组装式结构，摩擦板5
‑
7的竖直面设有凹槽5
‑
8，凹槽5
‑
8内镶装有磨耗板8，磨耗板8的竖直面形成第一摩擦面5
‑
1，轴箱1左侧的竖直面形成第二摩擦面1
‑
2，第一摩擦面5
‑
1与第二摩擦面1
‑
2压紧贴合，并能够沿竖直方向相对移动。
80.当弹簧减振档5与轴箱1配合的摩擦面，以及摆动块6、弹簧减振档5、第一导框2的配合面磨耗后，摆动块6倾斜角度变大，能够使减振性能及纵向定位刚度增强。
81.当然，摩擦板5
‑
7的竖直面也可以直接形成第一摩擦面5
‑
1，然后与轴箱1侧面的第二摩擦面1
‑
2压紧贴合，并能够沿竖直方向相对移动。
82.请参考图14、图15，图14为图3中所示轴箱的结构示意图；图15为图14所示轴箱的俯视图。
83.如图所示，轴箱1内可设置为圆弧型直接与轴承配合，也可设置为与承载鞍9配合的结构，还可以在轴箱1与承载鞍9之间设置橡胶垫10，轴箱1两侧圆台为内外弹簧放置面，两侧竖直面是与弹簧减振档5安装的磨耗板8的配合面。
84.上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如：
85.如图16、17所示，在第二实施例中，左端轮对的两侧对称设置摆动块6及弹簧减振档5。
86.如图18所示，在第三实施例中，转向架在左端轮对的外侧设置摆动块6及弹簧减振档5。
87.如图19所示，在第四实施例中，转向架在右端轮对的内侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9。
88.如图20所示，在第五实施例中，转向架在左端轮对的外侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9。
89.如图21所示，在第六实施例中，转向架在左端轮对的外侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9和橡胶垫10。
90.如图22所示，在第七实施例中，转向架在右端轮对的内侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9和橡胶垫10。
91.也就是说，在不同的实施例中，既可以在轴箱1内设置承载鞍9，也可以在轴箱1内设置承载鞍9和橡胶垫10，以满足不同的性能需要。
92.如图23、图24所示，在另外一些实施例中，摆动块6的两端设有销轴孔6
‑
2，其上端通过销轴与第一导框2连接，其下端通过销轴与弹簧减振档5连接，同样能够实现摆动和传递压力的功能，而且在采用销轴连接的基础上，可以同时采用上述实施例中的圆柱面配合结构，例如，可以上端采用销轴连接，下端采用圆柱面配合结构，或者，上端采用圆柱面配合结构，下端采用销轴连接，后者，上端和下端都采用圆柱面配合结构和销轴连接。
93.由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
94.本发明提供的轴箱悬挂装置，通过两个摆动块6的倾斜角度将弹簧4的垂向力转化为水平分力作用在弹簧减振档5上，通过弹簧减振档5作用在轴箱1侧面，使轴箱1两侧产生正压力。由于轴箱1安装在轮对轴承上，为簧下件，弹簧减振档5、两个摆动块6、第一导框2、第二导框3及构架7等均为簧上件，车辆运行中产生垂向振动时，轴箱1相对弹簧减振档5等簧上件产生垂直位移，在轴箱1两侧水平分力作用下产生摩擦阻力，产生阻尼作用，实现减
振功能，能够有效提升车辆动力学性能，实现技术升级，确保车辆动力学性能持续稳定，安全性、可靠性高，且车辆性能不因磨耗而下降，具有更好的纵向定位功能。
95.除了上述轴箱悬挂装置，本发明还提供一种转向架，主要由构架7、悬挂装置11、轮对12以及旁承13等组成，可以是单轴转向架、二轴转向架，亦可为三轴转向架、四轴转向架或五轴等其他等多个轴的转向架，其中至少一个悬挂装置11为上文所描述的轴箱悬挂装置，轴箱悬挂装置的第一导框2和第二导框3的顶面与构架7的侧梁下盖板焊接为整体结构。
96.如果为二轴或多轴转向架，则较为优选的是其左、右两端部轮对设置有上文所述的轴箱悬挂装置，且轴箱悬挂装置的摆动块及弹簧减振档位于左、右两端部轮对的内侧或外侧。
97.当然，上文所述的轴箱悬挂装置也可以设置在转向架的其他位置，以三轴转向架端部轮对处为例，可设置在转向架两端部轮对处，亦可设置在端部轮对和中间轮对处。
98.由于在对轴箱悬挂装置进行说明的过程中，已经对转向架的结构一并进行了说明，这里就不再重复描述。
99.除了上述轴箱悬挂装置和转向架，本发明还提供一种铁路货车，包括转向架、设于转向架的动力系统和车箱，其中，转向架为设有上文所描述的设有本发明所提供轴箱悬挂装置的转向架，有关铁路货车的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。
100.以上对本发明所提供的轴箱悬挂装置、转向架及铁路货车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。