一种轴端接地装置、车轴及转向架的制作方法

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种轴端接地装置、车轴及转向架。

背景技术：

1、近年来，轨道交通得到迅速发展，其以节能、速度快、运量大而著称。这些车辆所采用的转向架的轴箱轴承大多都设置在两个车轮的外侧，即为轴箱外置式转向架(如图1所示)，图中，10为车体，20为构架，30为轮对，40为轴箱。随着铁路车辆技术的发展，铁路运输不能仅以多拉快跑为目的，还需符合节能降耗、绿色环保的发展理念，对车辆的轻量化、低噪声、低能耗、低轮轨作用力、曲线通过安全性好等提出了新的要求，如此形成了新一代轴箱轴承内置式转向架，如图2所示，将轴箱40内置于轮对30的内侧，使构架20成为内支撑模式。轴箱轴承内置式转向架具有曲线运行噪声低、自身重量轻、曲线通过能力强等优点，因此，已逐步得到发展。

2、轨道车辆的转向架上一般设有接地装置，用于防止轴箱轴承电蚀，实现车辆主电流回流接地。目前，轨道车辆轴箱外置式转向架接地装置通常安装在转向架的轴箱的箱体上，并通过碳刷与车轴的端部接触实现电流的接地回流。在轴箱内置式转向架中，由于轴箱设置在内侧，轴箱上安装接地装置空间有限，另外，车轮的外端车轴上没有轴箱体，车轴作为旋转部件，如将接地装置安装在旋转的车轴上，这样提高了接地装置的安装难度。

3、如图3、图4所示，现有的轴箱内置转向架的接地装置安装结构为：所述接地装置60内部设置有一个第一轴承62，所述第一轴承62的外圈由左、右夹板固定，左右夹板通过螺栓紧固，再通过螺栓连接至安装架61上，内圈套装在刷架64上，第一碳刷组件70(其包括碳刷及附带零部件)安装在刷架64中，所述刷架64与安装座61之间设置接地盘63，所述接地盘63与第一碳刷组件70接触，所述安装座61的侧表面与车轴2的侧表面贴合并通过螺栓固定。安装座61随车轴2一同旋转，为了避免第一碳刷组件70随车轴2旋转，在所述刷架64上设置一根连杆50与构架20相连。工作时，电流经第一碳刷组件70流入车轴2，并依次通过车轴2、车轮1流向轨道，实现接地回流。这种结构接地碳刷是从车轴的轴向与接地盘接触导通电流。

4、然而，现有的接地装置存在如下问题：

5、(一)容易脱落。接地装置是通过螺栓将安装架安装至车轴端面，列车运行时，由于轮对踏面及钢轨的不平顺会造成轮轨间有冲击或振动，连接的螺栓受车轴振动影响，易发生松动或断裂，导致整个接地装置有脱落风险，将给安全运行造成较大隐患。

6、(二)连杆断裂。连杆连接接地装置的刷架和构架之间，在列车运行过程中，一系弹簧的各向位移尤其是垂向位移，将导致构架与轴箱体发生相对运动，此时连杆要推动接地装置绕车轴做适度的摆动，在这个运动过程中，连杆始终在做复杂的振动，长期工作使刚性的连杆易发生断裂。

7、(三)影响镟轮。随着列车运行里程的增加，车轮外形受到不同程度的磨耗，导致列车运行时振动异常、噪声增大，影响列车运行的平稳性。为了保障车辆的性能，必须对车轮踏面的不圆整状态进行镟修。车轮镟修的定位孔是车轴的轴端中心孔，但是该中心孔被接地装置挡住，在车轮镟修时必须先拆卸轴端接地装置。

8、为此，急需设计一种适用于轴箱内置转向架接地装置方案解决以上这些问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种轴端接地装置、车轴及转向架，能解决接地装置易松动问题。

2、本发明的技术方案是：一种轴端接地装置，包括套筒、第二轴承、架体、接地环和第二碳刷组件，所述套筒内设有第一安装孔，所述第一安装孔为盲孔使所述套筒的一侧壁形成第一安装壁，所述接地环内设有第二安装孔，所述第二安装孔为盲孔使所述接地环的一侧壁形成第二安装壁，所述套筒的外圆上的一端套装所述第二轴承的内圈，所述套筒的外圆上的另一端置于所述第二安装孔中，所述第二安装壁与所述第一安装壁贴合连接，所述第二轴承的外圈上套装所述架体，所述架体与接地环之间形成收集腔，所述架体上设有用于安装第二碳刷组件的安装位，所述安装位径向与所述收集腔连通。

3、上述方案中，优化接地装置的结构，使其由原来的车轴轴向面面贴合固定，改为套装式(抱轴式)固定以形成轴端接地装置，即设计能够套接在车轴端部的套筒，套筒上套装第二轴承和接地环，将接地装置的受力一部分传递给车轴端部(不仅仅只轴向的面面贴合固定)，大大提高了轴端接地装置安装可靠性，提高了行车安全性。

4、优选的，所述安装位置于架体的下侧。安装位安装第二碳刷组件后，使装置的重心在车轴中心线下方，在车轴旋转时，第二碳刷组件只绕车轴中心左右小幅度摆动，不跟车轴360°旋转，因此可以取消连杆，避免连杆断裂定位问题。

5、优选的，所述第二安装壁上设有用于将第一安装壁外露的花瓣孔，所述第一安装壁上安装有第一螺栓，所述第二安装壁和第一安装壁之间安装有第三螺栓，所述第一螺栓和第三螺栓在同一个圆周上交错设置，且所述第一螺栓位于所述花瓣孔中。所述花瓣孔为三叶瓣式的梅花孔。

6、这种结构设计，可以先将轴端接地装置的套筒和接地环通过第三螺栓连成一个整体，再将整体的轴端接地装置通过第一螺栓连接在车轴上，拆卸也是如此，能够实现接地装置的整体安装和拆卸，使用维护更加方便。

7、优选的，所述第一安装壁的中部设有通孔，所述通孔与花瓣孔连通。这样，能够将车轴的端部的中心位置的定位孔外露，可以在不拆卸轴端接地装置情况下实现车轮的镟修定位。

8、优选的，所述接地环远离第二安装壁的一端凸伸设有侧板，所述侧板的外圆面凹陷形成迷宫密封结构。所述侧板能够阻挡第二轴承甩出的油落到接地环上，保证轴端接地装置正常运行。

9、优选的，所述迷宫密封结构为外大内小的v型环槽，且该v型环槽的底部为圆弧面。v型环槽的迷宫密封结构，使碳粉能够在其内部堆积，能阻挡碳粉进入第二轴承中。

10、优选的，所述第二碳刷组件设置于线缆架内，所述线缆架通过竖向设置的第二螺栓固定于架体上。第二螺栓的安装位置在重心方向上，保证连接结构的稳定性。

11、本发明还提供一种车轴，所述车轴的一端凸伸设有端部，所述端部上套装有上述的轴端接地装置，所述套筒以套装的方式使所述端部置于所述第一安装孔中，所述端部的侧表面与第一安装壁贴合连接。

12、上述方案中，将车轴轴向凸伸一个端部，接地装置以抱轴式和面面贴合组合安装，有效提高了轴端接地装置抗冲击能力，增强了接地装置连接紧固的可靠性。

13、优选的，所述端部的侧表面上设有能够在所述轴端接地装置中外露的定位孔。

14、本发明还提供一种转向架，包括轮对，所述轮对包括车轴，所述车轴为上述的车轴。

15、与相关技术相比，本发明的有益效果为：

16、一、抱轴安装可靠。整个轴端接地装置无悬臂结构，采用第二轴承抱轴式安装在车轴的端部，提高了轴端接地装置安装可靠性，提高行车安全性；

17、二、无连杆结构设计。将轴端接地装置的重心控制在车轴中心线下方，在构架和接地装置之间不再设置连杆，避免连杆断裂定位问题；

18、三、方便镟轮。端部的侧表面上设有能够在所述轴端接地装置中外露的定位孔，该定位孔用于固定在机床的顶针上，无需拆卸轴端接地装置便可进行镟轮；

19、四、碳粉收集功能。接地环和架体之间设置了环形的收集腔，并通过螺堵的拆卸，可以实现碳粉的及时清理及第二碳刷组件的定期监控；

20、五、拆装方便。轴端接地装置设置在车轴外部的端部上，空间充裕，接地装置组件可以作为整体进行安装及拆卸，且拆装仅需操作3个螺栓，便于安装与维护；

21、六、普适性广。轴端接地装置采用环形的接地环，具有普适性，可以适配1-3个第二碳刷组件的接地装置。