一种可调连杆组件锁紧方法及锁紧结构与流程

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种可调连杆组件锁紧方法及锁紧结构。

背景技术：

轨道车辆高速通过曲线和道岔或静止停放在设置超高的曲线上时，侧滚增加明显，一侧轮重减载，遇到强横向风时，甚至出现倾覆失稳情况，安全性降低。需要增加车辆的侧滚刚度以限制其侧滚角，但又不能影响车辆的浮沉、横摆、摇头、伸缩和点头等振动特性。抗侧滚扭杆组成装置安装在轨道交通车辆上，当轨道车辆在做侧滚运动时，扭杆轴扭转变形，与其它部件一同提供车辆安全运行所需的侧滚刚度，以此来满足车辆动力学性能的要求，确保车辆的安全运行。车辆的振动主要有六个方向的自由度：x方向的伸缩振动、y方向的横摆振动、z方向的浮沉振动、绕y轴的点头振动、绕z轴的摇头振动、绕x轴的侧滚振动。抗侧滚扭杆组成装置主要起到调节车辆侧滚刚度、控制车辆侧滚振动的作用。

轨道车辆用抗侧滚扭杆装置主要由以下几部分组成：扭杆轴、扭转臂、支撑座组件及连杆组件组成，连杆组件用于连接车体和转向架，包括下球铰和连杆，连杆杆体一般分为固定式连杆和可调式连杆。目前可调式采用锁紧螺母沿轴向压紧止动垫片的方式，存在下述缺点：

①、螺母的紧固力矩较大、达到了500-800n•m，操作难度大、力矩难以达到，导致连杆可靠性差，一旦螺母锁紧松动，可能导致抗侧滚扭杆失效，车辆倾覆的灾难性后果；

②、连接螺纹受力较大，连接螺纹除了需要承受连杆正常荷载外，还需要承受由紧固螺母力矩所产生较大的附加轴向力，增大了连杆的内应力，可能导致连接螺纹疲劳失效；

③、拆卸不方便，必须把两头球铰拆卸，方能更换止动垫片（一次性）；

经专利检索，与本发明有一定关系的专利主要有以下专利：

1、申请号为“201910683078.0”、申请日为“2019.07.26”、公开号为“cn110329298a”、公开日为“2019.10.15”、名称为“一种抗侧滚扭杆自定位调整方法及装置”、申请人为“株洲时代新材料科技股份有限公司”的中国发明专利，该发明专利将抗侧滚扭杆连杆从中间分成两部分，并在连杆两部分中间通过一个自定位调整装置连接起来，形成一个带有自定位调节装置的抗侧滚扭杆连杆；在连杆两部分中间安装带有调节连杆长度和自定位调整装置的自定位调节装置，通过带有调节连杆长度和自定位调整装置的自定位调节装置将连杆两部分连接起来。但该发明是通过螺母轴向压紧的锁紧方式，存在紧固力矩大、拆卸不方便、可靠性不理想的问题。而且自定位调节装置固定凸起在上杆与下杆外周上，在使用时可能会与车体和转向架产生干涉，影响连杆的正常工作。

2、申请号为“201621166973.3”、申请日为“2016.11.02”、公开号为“cn206141565u”、公开日为“2017.05.03”、名称为“一种用于直线电机车辆垂向连杆可调的抗侧滚扭杆装置”、申请人为“株洲时代新材料科技股份有限公司”的实用新型专利，该实用新型公开了一种用于直线电机车辆垂向连杆可调的抗侧滚扭杆装置，包括扭杆轴、扭转臂、支撑座组成、垂向连杆组成，所述垂向连杆组成包括左旋球头、垂向连杆和右旋球头，所述垂向连杆的上端和下端均设置为带内螺纹的管状且垂向连杆两端的内螺纹旋向相反；左旋球头和右旋球头通过螺纹连接方式分别连接在垂向连杆的上端和下端。但该实用新型是采用螺母轴向压紧的锁紧方式，存在紧固力矩大、拆卸不方便、可靠性不理想的问题。

3、申请号为“201720986918.7”、申请日为“2017.08.09”、公开号为“cn207481911u”、公开日为“2018.06.12”、名称为“一种轨道车辆转向架用抗侧滚扭杆”、申请人为“中车青岛四方机车车辆股份有限公司”的实用新型专利，该实用新型提供了一种轨道车辆转向架用抗侧滚扭杆，包括弯扭杆及连杆组件，所述连杆组件底端与转向架构架固定，顶端与所述弯扭杆连接，所述弯扭杆横跨在所述转向架构架的上部。该实用新型通过上、下设置的两个调节螺母7，可以调节上杆与下杆之间的相对距离，即调节拉杆组件2的整体长度。但该实用新型是采用螺母轴向压紧的锁紧方式，存在紧固力矩大、拆卸不方便、可靠性不理想的问题。

4、申请号为“201621408157.9”、申请日为“2016.12.21”、公开号为“cn206265060u”、公开日为“2017.06.20”、名称为“一种可调式抗侧滚扭杆连杆”、申请人为“南京雷尔伟新技术有限公司”的实用新型专利，该实用新型公开一种可调式抗侧滚扭杆连杆，包括连杆轴、连杆接头、关节轴承、挡圈等；连杆轴两端连接关节轴承；连杆轴两端侧面包括连杆内孔及内孔凹槽，内孔凹槽内设置挡圈，关节轴承插入于连杆内孔。连杆轴上还设置一个连杆接头，连杆接头设置在连杆的一端。该实用新型只是涉及关节轴承连接方式，并不涉及连杆长度的在线调整及锁紧装置。

5、申请号为“cn201320010097.5”、申请日为“2013.01.09”、公开号为“cn203005451u”、公开日为“2013.06.19”、名称为“一种铁路机车转向架径向机构”、申请人为“南车株洲电力机车有限公司”的实用新型专利，该包括前导向梁、后导向梁和用于连接前导向梁与后导向梁的连接机构，该连接机构包括拐臂、用于连接后导向梁与拐臂的后拉杆，所述后拉杆包括前端与拐臂连接的杆体、后端与后导向梁连接的联接头，并设有长度调节机构连接杆体和联接头。但该实用新型是采用螺母轴向压紧的锁紧方式，存在紧固力矩大、拆卸不方便、可靠性不理想的问题。

上述专利均存在连杆的内应力大、锁紧装置的可靠性不理想、连杆长度在线调整和锁紧操作不方便的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种可调连杆组件锁紧方法及锁紧结构，以提高连杆锁紧装置的可靠性，同时便于在线调整和锁紧连杆。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种可调连杆组件锁紧方法，所述连杆组件包括：球铰及连杆。连杆由杆体与套管套接组成，通过径向卡紧的方式锁紧杆体和套管，以锁定连杆长度，能够在线调整连杆长度。采用径向卡紧的方式，仅需70-85n.m的力矩即可轻松牢固地锁定连杆，大幅度降低了连杆的内应力，提高了连杆锁紧装置的可靠性，确保行车安全。

进一步地，所述径向卡紧的方式是通过卡环将套管卡紧在杆体上，套管与杆体连接端设置有轴向槽，使套管易于产生径向变形，以便于套管卡紧杆体。

进一步地，卡环与套管通过定位部件进行轴向定位，使卡环保持在套管的端部，确保卡紧效果。

进一步地，套管两端分别通过左旋螺纹和右旋螺纹与两根杆体连接，以实现在线调整连杆长度。在不必拆卸球铰的情况下，即可调节并锁定连杆长度，大大简化了调整连杆作业、减少了作业时间、减轻了劳动强度。

一种实现上述的可调连杆组件锁紧方法的锁紧结构，组件连杆包括：球铰及连杆，连杆包括：杆体和套管，套管套接在杆体外周面上。在套管端部的外周面上设置有卡环，利用卡环将套管卡紧在杆体外周面上。可轻松牢固地锁定连杆长度，提高了连杆锁紧装置的可靠性。

进一步地，套管端部设置有轴向槽。使套管易于产生径向变形，以便于套管卡紧杆体。

进一步地，轴向槽宽度为2～8mm，轴向槽长度为套管外径的1～3倍，以提高卡紧效果。

进一步地，轴向槽为两条，均布在套管端部的周面上，进一步提高卡紧效果。

进一步地，卡环设置有开口，开口处设置有垂直于开口的螺栓孔，螺栓穿过卡环开口处的螺栓孔，用螺母将开口两侧压紧，从而将套管卡紧在杆体外周面上。

进一步地，螺栓孔边缘与卡环中心轴径向距离＜卡孔半径，套管端部外周面上设有用于螺栓穿过的定位环或定位槽，以实现卡环在套管上的轴向定位，使卡环保持在卡紧效果最佳的位置。

进一步地，卡环的开口两侧设置有卡口夹角，避免卡环开口在产生弹性变形后闭合，以保持卡环有弹性压缩间隙。

本发明的有益效果为：本发明的有益效果为：套管采用左旋和右旋螺纹分别与两个杆体配合连接，能够实时在线精确调节连杆长度，大幅度简化了连杆长度的调整作业工作。同时通过径向卡紧的方式锁紧杆体和套管，能够轻松牢固地锁定连杆，大幅度降低了连杆的内应力，提高了连杆锁紧装置的可靠性，确保了行车安全。

附图说明

图1为实施例立体结构示意图，

图2为实施例正视构示意图，

图3为连杆立体结构示意图，

图4为连杆分解立体结构示意图，

图5为杆体正视示意图，

图6为套管立体结构示意图，

图7为套管正视示意图，

图8为卡环立体结构示意图，

图9为卡环立体结构示意图，

图10为卡环半剖示意图，

图11为图10中a向半剖示意图，

图中：1—球铰；

2—连杆组件；

21—杆体、211—球铰孔、212—外螺纹；

22—套管、221—内螺纹、222—轴向槽、k1—轴向槽宽度、l1—轴向槽长度、223—定位环、224—扳手卡面、225—定位槽、l2—定位距离；

23—卡环、l3—卡环长度、231—卡孔、r—卡孔半径、232—卡口、k2—卡口宽度、β—卡口夹角、233—螺栓孔、d1—定位螺栓孔离卡环中心线距离、d2—定位螺栓孔边缘与卡环中心轴径向距离、d3—锁紧螺栓孔离卡环中心线距离。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：

本发明实施例如图1和图2所示：组件连杆包括：球铰1及连杆2及连杆2两端的球铰1，连杆2包括：杆体21和套管22，套管22套接在杆体21外周面上。在套管22端部的外周面上设置有卡环23，利用卡环23将套管22卡紧在杆体21外周面上。采用径向卡紧的方式，仅需70-85n.m的力矩即可轻松牢固地锁定连杆长度，大幅度降低了连杆的内应力，提高了连杆锁紧装置的可靠性，确保行车安全。

连杆2如图3和图4所示：套管22端部套在杆体21上，在套管22端部外周上套有卡环23，利用螺栓组件将卡环23开口压紧，从而使套管22端部产生弹性变形，使得套管22端部压紧在杆体21外周上，从而在套管22与杆体21之间形成较大的摩擦力，将套管22与杆体21锁紧。

为了增加套管22与杆体21接触面之间的摩擦力，因尽量增加接触面的粗糙度。可以在杆体21外周面上设置凸起、凸环或外螺纹，在套管22端部孔的内表面设置凹坑、环形槽或内螺纹，利用凸起与凹坑咬合、凸环与环形槽咬合或外螺纹与内螺纹的配合，使得套管22与杆体21能够传递更大的轴向力，使得锁紧结构更加可靠。

在本实施例中，套管22的端部分别设置有左旋内螺纹和右旋内螺纹，套管22的端部分别与设置有左旋外螺纹和右旋外螺纹的两个杆体21配合连接，通过转动套管22能够实时在线精确调节连杆2的长度，然后利用卡环23锁紧。在不必拆卸球铰的情况下，即可调节并锁定连杆长度，大大简化了调整连杆作业、减少了作业时间、减轻了劳动强度。

杆体21如图5所示：杆体21的一端设有球铰孔211，另一端设有外螺纹212，外螺纹212为左旋或右旋。

套管22如图6和图7所示：套管22两端分别设有与杆体21外螺纹212配合的、左旋和右旋的内螺纹221。

套管22两端还设有轴向槽222，以减少套管22的径向刚度、增加径向变形量，使得套管22更容易压紧在杆体21外周面上。轴向槽宽度k1为2～8mm，轴向槽长度l1为套管外径d的1～3倍，轴向槽长度l1优选为套管外径的2倍。

轴向槽222可以设置多条，在本实施例中设置有两条，沿套管22径向均布，使得套管22与杆体容易锁紧。

套管22两端分别设有定位环223，用来与卡环23上的螺栓组件配合实现卡环23在套管22上的轴向定位，使卡环23保持在卡紧效果最佳的位置。定位环223的截面为圆弧形，定位环223的定位距离l2为20～30mm。定位环223使得卡环23在轴向定位提前下，能够在套管上360°周向旋转，适应车辆空间需求。

如图8所示：为了使卡环23在轴向定位的同时还能够径向定位，可以在套管22两端设置用来与卡环23上的螺栓组件配合的定位槽225，定位槽225为设置在套管22外周面上、与套管22轴向垂直的圆弧槽，使卡环23径向定位，防止卡环23转动。

套管22还设置有扳手卡面224，以便扳手夹持，转动套管22调节连杆2的长度。扳手卡面224为二面、四面或六面结构，可以在套管22外周面通过铣削、挤压或焊接的方式加工。

卡环23如图9至图11所示：卡环23呈c形，包括：卡孔231和卡口232，卡口宽度k2为5～15mm，卡口夹角β为5°～15°，避免卡环23开口232在产生弹性变形后闭合，以保持卡环23有弹性压缩间隙。开口232处设置有垂直于开口232的螺栓孔233，螺栓穿过卡环23开口232处的螺栓孔233，用螺母将开口232两侧压紧，从而将套管22套管22卡紧在杆体21外周面上。卡环23设有多个螺栓孔233，其中一个螺栓孔233用来轴向定位，定位螺栓孔边缘与卡环中心轴径向距离d2＜卡孔半径r。当螺栓穿过开口232一侧的定位螺栓孔后，必须卡入套管22上的定位环223或定位槽225内，才能穿入开口232另一侧的螺栓孔233，才能套装螺母，从而实现卡环23了在套管22上的轴向定位，使卡环23保持在卡紧效果最佳的位置。而锁紧螺栓孔离卡环中心线距离d3大于定位螺栓孔离卡环中心线距离d1，使得定位螺栓孔离卡环中心线更远，同样的螺栓紧固力下，夹紧弯矩更大，卡环23更易变形，夹紧效果更佳。卡环长度l3满足：1.1l1＞l3＞l1，使得卡环23在遮盖轴向槽222的前提下取得较好的夹紧效果。

综上所述：本发明的有益效果为：套管采用左旋和右旋螺纹分别与两个杆体配合连接，能够实时在线精确调节连杆长度，大幅度简化了连杆长度的调整作业工作。同时通过径向卡紧的方式锁紧杆体和套管，能够轻松牢固地锁定连杆，大幅度降低了连杆的内应力，提高了连杆锁紧装置的可靠性，确保了行车安全。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。