防脱轨装置及轨道车辆主动防脱轨系统的制作方法

本申请涉及铁路运输安全，特别是涉及一种防脱轨装置及轨道车辆主动防脱轨系统。

背景技术：

1、轨道车辆在运行过程中遭遇地震、横风，通过岔道或运行速度过高导致超过临界速度，或受到其他外部载荷的激励，都有可能引起轨道车辆脱轨。轨道车辆一旦发生脱轨会造成巨大的人员伤亡和经济损失等一系列严重的后果，因此必须保证车辆在运行过程中具有良好的脱轨安全性。

2、目前轨道车辆防脱轨技术存在的问题是由于轨道车辆本身质量较大，其发生脱轨后防脱轨装置与轨道间的瞬时接触容易使防脱轨装置发生变形，且轨道车辆正常行驶或者经过道岔处时常会产生干涉。

技术实现思路

1、本发明提供了一种防脱轨装置及轨道车辆主动防脱轨系统，以解决现有技术中防脱轨装置容易变形及在正常行驶或经道岔处时常会对轨道发生干涉的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供了一种防脱轨装置，包括防脱架、电磁铁、驱动组件及安装座，所述防脱架位于钢轨的内侧，所述电磁铁安装于所述防脱架上用于吸附所述钢轨，所述驱动组件的一端通过所述安装座转动安装于轨道车辆转向架构架的底板上，另一端连接所述防脱架以驱动所述防脱架靠近或者远离所述钢轨。

4、进一步地，所述电磁铁的数量为多个，多个所述电磁铁分别设置于所述防脱架的侧面和顶端以双向吸附所述钢轨。

5、进一步地，所述防脱轨装置包括夹具，所述夹具将所述防脱架顶部的所述电磁铁固定于所述防脱架上。

6、进一步地，所述驱动组件安装于所述夹具上。

7、进一步地，所述防脱架的侧部在垂直于所述钢轨延伸方向上的厚度不超过所述轨道车辆的轮对的轮缘厚度。

8、进一步地，所述驱动组件驱动所述防脱架远离所述钢轨以使所述防脱架的最低点的高度高于所述钢轨的顶端高度。

9、进一步地，所述驱动组件包括第一连杆、第二连杆及液压缸，所述第一连杆的一端转动安装于所述防脱架上，另一端通过所述安装座转动安装于所述轨道车辆转向架构架的底板上；所述第二连杆的一端与所述第一连杆转动连接，另一端通过安装座转动安装于所述轨道车辆转向架构架的底板上；所述液压缸设置于所述第二连杆上，所述液压缸的输出端与所述第二连杆连接。

10、进一步地，所述防脱轨装置还包括多组滚子，多组所述滚子分别设置于所述防脱架的顶端和侧面以与所述钢轨抵接并沿所述钢轨移动。

11、进一步地，所述防脱架呈倒l型，所述驱动组件驱动所述防脱架以使其顶端内壁及侧部内壁与所述钢轨抵接。

12、本发明的第二方面，提供了一种轨道车辆主动防脱轨系统，包括检测装置、在线分析装置及上述的防脱轨装置；所述检测装置，用于实时获取检测信号，并根据所述检测信号计算实时轮轨力；所述在线分析装置，通过所述轮轨力实时计算轮轴脱轨系数和轮重减载率，并用于将所述轮轴脱轨系数、轮重减载率与预设限值进行比较，根据比较结果判断是否发出控制信号以触发所述防脱轨装置；所述防脱轨装置，用于在触发后执行防脱轨操作。

13、进一步地，所述检测装置包括三向加速度传感器、横向和垂向位移传感器及应变片，所述三向加速度传感器设置于轮对轴箱处用于实时获取轴箱处的三向振动加速度信号，所述位移传感器设置于一系悬挂处用于实时获取一系悬挂的横向和垂向位移信号，所述应变片设置于轴箱转臂处用于实时获取轴箱转臂处的应变信号。

14、本发明提供的防脱轨装置，设置于轨道车辆转向架构架的下方，每根钢轨对应设置一个防脱架且防脱架位于钢轨的内侧，不会在轨道车辆正常行驶或经过道岔时对轨道产生干涉；通过设置驱动组件能够驱动防脱架远离或者靠近钢轨，以便于在轨道车辆安全指标超限时使防脱架靠近钢轨，电磁铁吸附在钢轨上，防脱轨装置将转向架构架和左右两钢轨连成一个稳固的框架结构，增加转向架构架的浮沉、侧滚和横向运动约束，进而间接限制轮对的抬升和横移，最终达到预防轮对脱轨的目的。

技术特征：

1.一种防脱轨装置，其特征在于：包括防脱架、电磁铁、驱动组件及安装座，所述防脱架位于钢轨的内侧，所述电磁铁安装于所述防脱架上用于吸附所述钢轨，所述驱动组件的一端通过所述安装座转动安装于轨道车辆转向架构架的底板上，另一端连接所述防脱架以驱动所述防脱架靠近或者远离所述钢轨。

2.根据权利要求1所述的防脱轨装置，其特征在于，所述电磁铁的数量为多个，多个所述电磁铁分别设置于所述防脱架的侧面和顶端以双向吸附所述钢轨。

3.根据权利要求2所述的防脱轨装置，其特征在于，所述防脱轨装置包括夹具，所述夹具将所述防脱架顶部的所述电磁铁固定于所述防脱架上。

4.根据权利要求3所述的防脱轨装置，其特征在于，所述驱动组件安装于所述夹具上。

5.根据权利要求1所述的防脱轨装置，其特征在于，所述防脱架的侧部在垂直于所述钢轨延伸方向上的厚度不超过所述轨道车辆的轮对的轮缘厚度。

6.根据权利要求1所述的防脱轨装置，其特征在于，所述驱动组件驱动所述防脱架远离所述钢轨以使所述防脱架的底端面的高度高于所述钢轨的顶端高度。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的防脱轨装置，其特征在于，所述驱动组件包括第一连杆、第二连杆及液压缸，所述第一连杆的一端转动安装于所述防脱架上，另一端通过所述安装座转动安装于所述轨道车辆转向架构架的底板上；所述第二连杆的一端与所述第一连杆转动连接，另一端通过安装座转动安装于所述轨道车辆转向架构架的底板上；所述液压缸设置于所述第二连杆上，所述液压缸的输出端与所述第二连杆连接。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的防脱轨装置，其特征在于，所述防脱轨装置还包括多组滚子，多组所述滚子分别设置于所述防脱架的顶端和侧面以与所述钢轨抵接并沿所述钢轨移动。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的防脱轨装置，其特征在于，所述防脱架呈倒l型，所述驱动组件驱动所述防脱架以使其顶端内壁及侧部内壁与所述钢轨抵接。

10.一种轨道车辆主动防脱轨系统，其特征在于，包括检测装置、在线分析装置及权利要求1至9任意一项所述的防脱轨装置，

11.根据权利要求10所述的轨道车辆主动防脱轨系统，其特征在于，所述检测装置包括三向加速度传感器、横向和垂向位移传感器及应变片，所述三向加速度传感器设置于轮对轴箱处用于实时获取轴箱处的三向振动加速度信号，所述位移传感器设置于一系悬挂处用于实时获取一系悬挂的横向和垂向位移信号，所述应变片设置于轴箱转臂处用于实时获取轴箱转臂处的应变信号。

技术总结本申请公开了一种防脱轨装置及轨道车辆主动防脱轨系统，防脱轨装置包括防脱架、电磁铁、驱动组件及安装座，防脱架位于钢轨的内侧，电磁铁安装于防脱架上用于吸附所述钢轨，驱动组件的一端通过安装座转动安装于轨道车辆转向架构架的底板上，另一端连接防脱架以驱动防脱架靠近或者远离钢轨。该防脱轨装置设置于轨道车辆转向架构架的下方，每根钢轨对应设置一个防脱架且防脱架位于钢轨的内侧，不会在轨道车辆正常行驶或经过道岔时对轨道产生干涉；通过设置驱动组件能够驱动防脱架远离或者靠近钢轨，将转向架构架和左右两钢轨连成一个稳固的框架结构，增加转向架构架的浮沉、侧滚和横向运动约束，进而间接限制轮对的抬升和横移，最终达到预防轮对脱轨的目的。技术研发人员：袁玄成,沈龙江,蒋忠城,邓江明,张波,刘国云,舒瑶,蔡宇祥,徐古福,刘义鑫受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/21