铁路货车转向架用弹性旁承及具有其的摇枕组件和转向架

技术领域

本发明涉及铁道车辆部件技术领域，具体涉及一种铁路货车转向架用弹性旁承及具有其的摇枕组件和转向架。

背景技术

铁路货车一般包括车体、转向架、钩缓制动装置等部分。旁承位于转向架上部，安装在转向架摇枕与车体之间，与摇枕心盘共同支承车体重量或者单独支承车体重量。铁路货车转向架常用的旁承主要有两种型式，一种是间隙旁承，车体上旁承板与转向架下旁承之间存在间隙，只有在车体侧滚过大时车体上旁承板才与转向架下旁承接触，主要应用于低速车辆；另一种是常接触式弹性旁承，车体落成后，车体上旁承板与转向架下旁承就处于接触状态，该结构旁承能够应用于高速车辆。

为了提高转向架的运行性能，所装常接触式弹性旁承一方面在垂向期望具有较小的弹性刚度，以便降低车辆的振动；另一方面又期望在纵向具有较大的弹性刚度，以便通过车体上旁承板和转向架下旁承摩擦板的摩擦抑制车辆的摇头运动，理想状态是纵向无间隙、垂向小刚度无磨耗的常接触式弹性旁承。

既有常接触式弹性旁承的结构都比较复杂，装卸麻烦，从而提高了维护和更换的成本；而且在现有安装结构下，既有旁承中的运动部分存在摩擦或纵向存在间隙从而影响性能，旁承的开放式结构也不能有效避免沙石和灰尘，影响其使用性能。

基于上述情况，本发明提出了一种铁路货车转向架用弹性旁承及具有其的摇枕组件和转向架，可有效解决以上问题。

发明内容

针对上述现有技术不足的问题，本发明提供了一种铁路货车转向架用弹性旁承及具有其的摇枕组件和转向架。本发明结构布局合理，能有效避免沙石和灰尘，结构简单、紧凑，维护检修方便，垂向无磨耗、纵向无间隙、永久变形量小，减振降噪性能良好，实现转向架安全可靠的弹性旁承。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种铁路货车转向架用弹性旁承，所述弹性旁承包括旁承弹性体和安装于所述旁承弹性体的旁承底座侧面的限位滚子组件，所述旁承弹性体包括旁承上体、环向紧密包覆于所述旁承上体下部支撑座外侧面的弹性结构、环向紧密包覆于所述弹性结构外侧面的旁承底座，所述弹性结构由一体成型的上部倒八字圆锥体的第一弹性单元和下部圆柱体的第二弹性单元组成。

优选的是，所述第一弹性单元和第二弹性单元均由弹性橡胶层和设置于所述弹性橡胶层内部的至少一个金属隔圈组成。

进一步优选的是，所述弹性橡胶层是通过加热橡胶硫化的方式将所述旁承底座和支撑座硫化在一起。

优选的是，所述旁承底座两侧面均设有用于在转向架摇枕上安装弹性旁承的安装孔。

优选的是，所述限位滚子组件包括圆柱型滚子和两头为长方结构的滚子轴，所述滚子套接在滚子轴上并且可自由转动。

优选的是，所述第一弹性单元的长度大于所述第二弹性单元的长度。

优选的是，所述第二弹性单元的底面设置成阶梯状。

优选的是，所述第一弹性单元的倾斜角度为5°～30°。

第二方面，本发明提供一种摇枕组件，所述摇枕组件包括摇枕和如前所述的铁路货车转向架用弹性旁承，弹性旁承成对的安装在摇枕上。

第三方面，本发明提供一种铁路货车转向架，所述转向架包括如前所述的摇枕组件。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明采用了上述技术方案，所装用的转向架摇枕不再需要旁承盒，简化了转向架的结构，降低了组装要求，经济高效。

2、本发明的弹性旁承结构简单，安装尺寸变小，整体重量减小，橡胶弹性体为整体硫化结构，能有效避免沙石、灰尘以及外部酸碱污染，有效延长了弹性旁承的使用寿命；橡胶为非摩擦的弹性材料，保证了弹性体的运动性能，降低了维护和更换的成本。

3、本发明的弹性结构横截面为倒八字圆锥体和圆柱体结合体有利于匹配弹性旁承的垂向和纵向刚度，优选弹性旁承的参数性能，能降低弹性旁承的永久蠕变量，确保转向架的运行性能能长期保持稳定。

4、本发明的弹性结构为圆柱和圆锥体的环形结构，结构紧凑，性能稳定，裸露在外的橡胶只有上下表面，受日光直晒的仅有上部橡胶，产品性能能长期保持稳定。

附图说明

图1为本发明铁路货车转向架用弹性旁承的主视图。

图2为图1的旁承弹性体局部剖视图(剖除部分右侧旁承底座)。

图3为本发明铁路货车转向架用弹性旁承在摇枕上的安装图。

图4为本发明铁路货车转向架用弹性旁承的立体图。

附图标记：旁承弹性体1，旁承上体11，摩擦板111，支撑座112，弹性结构13，第一弹性单元131，第二弹性单元132，弹性橡胶层1301，金属隔圈1302，旁承底座14，安装孔15，防松螺栓16，限位滚子组件2，滚子21，滚子轴22，摇枕3。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种铁路货车转向架用弹性旁承的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

如图1-4所示，本发明提供一种铁路货车转向架用弹性旁承，第一方面，本发明提供一种铁路货车转向架用弹性旁承，所述弹性旁承包括旁承弹性体1和和安装于所述旁承弹性体1的旁承底座14侧面的限位滚子组件2，所述旁承弹性体1包括旁承上体11、环向紧密包覆于所述旁承上体11下部支撑座112外侧面的弹性结构13、环向紧密包覆于所述弹性结构13外侧面的旁承底座14，所述弹性结构13由一体成型的上部倒八字圆锥体的第一弹性单元131和下部圆柱体的第二弹性单元132组成。

其中，所述限位滚子组件2安装在旁承弹性体1的旁承底座14的一侧，限位滚子21顶面低于旁承弹性体1的最高平面，相距为H，假设旁承弹性体1的上下运动位移为S，当S小于H时，仅有旁承弹性体1承受来自车体的垂向载荷，当S大于或等于H时，旁承弹性体1和滚子21共同承受来自车体的垂向载荷。如此，当弹性旁承承受的载荷过大时，由于有限位滚子组件2，弹性旁承体的载荷会固定在一个稳定值，避免弹性旁承体上的弹性橡胶层1301承受过大的载荷而造成裂损，缩短其使用寿命，同时保证弹性旁承体的性能稳定。

其中，所述旁承上体11包括支撑座112和嵌设于所述支撑座112上部的摩擦板111，所述摩擦板111采用非金属材料制成，其摩擦系数稳定而且耐磨，保证有效延长了弹性旁承的使用寿命；降低了弹性旁承的维护和更换成本。

其中，所述第一弹性单元131和第二弹性单元132均由弹性橡胶层1301和设置于所述弹性橡胶层1301内部的至少一个金属隔圈1302组成。弹性橡胶层1301横截面为圆锥形和圆柱形结合体有利于调整旁承弹性体1的垂向刚度和纵向刚度。圆锥形和圆柱形的不同长短可以实现不同的垂向刚度和纵向刚度，倒八字的角度大小也可以调整旁承弹性体1的刚度，该形状结合体非常方便实现较小的垂向刚度和较大的纵向刚度，满足不同车辆的运用需求。(解释：按图1，左右方向定义为纵向)

在具体的实施过程中，倒八字的角度大小会影响弹性体的垂向、纵向刚度和弹性体的永久变形量，角度越小，垂向刚度越小，同时纵向越大，但是弹性体的永久变形量也越大。经试验，圆锥体的橡胶角度会在5°～30°，能实现最佳的弹性体参数。

进一步地，所述弹性橡胶层1301是通过加热橡胶硫化的方式将所述旁承底座14和支撑座112硫化在一起。由于橡胶具有可压缩和拉伸的特性，在旁承底座14和旁承上体11之间形成可上下(垂向)、前后或左右(纵向)运动的弹性件，而且是无缝隙、无摩擦的运动，从而避免沙石、灰尘对运动部位存在的潜在损害，影响旁承弹性体1的工作性能。

具体的，所述旁承底座14两侧面均设有用于在转向架摇枕3上安装弹性旁承的安装孔15，两个安装孔15之间的最佳孔距为216mm。优选的是，所述限位滚子组件2包括圆柱型滚子21和两头为长方结构的滚子轴22，所述滚子21套接在滚子轴22上并且可自由转动。

为了实现最优的参数组合，所述第一弹性单元131的长度大于所述第二弹性单元132的长度。

具体的，所述第二弹性单元132的底面设置成阶梯状，橡胶是具有不可压缩的特性，底面设置成阶梯状就是为了增加下部空间，能满足橡胶的较大变形量需求。另一方面，橡胶也具有优良的受压性能，受拉的橡胶容易被撕裂，受拉性能很差，设置成阶梯状也是确保橡胶在上下运动过程中处于受压状态。确保产品性能。

相较于传统结构(仅有上部圆锥体结构)，现有技术方案产品的纵向尺寸较大，在本发明所述结构条件下，该方案产品无法达到本案的参数要求，在相同的垂向性能参数情况下，本发明的弹性旁承结构更为紧凑，性能参数更优，纵向刚度能增大70％以上，而且永久蠕变量远远低于传统结构方案，永久蠕变量不大于2mm，(现有传统结构的永久蠕变量通常为4mm，本发明可以做到不大于2mm)几乎实现无永久变形。

进一步地，在其它实施例中，本发明提供一种摇枕组件，所述摇枕组件包括摇枕3和如前所述的铁路货车转向架用弹性旁承，所述弹性旁承通过防松螺栓16安装在摇枕上面，弹性旁承需成对的安装在摇枕3上，如2个或4个。

进一步地，在其它实施例中，本发明提供一种铁路货车转向架，所述转向架包括如前所述的摇枕组件。

车体落成后，车体上心盘和转向架摇枕3下心盘接触，车体上旁承摩擦板111与转向架弹性旁承上的非金属材料摩擦板111就处于接触状态。在车辆运行过程中，随着车辆的侧滚或摇头振动，旁承上体11支撑车体上下运动，避免车体左右侧滚过大，同时车体上旁承摩擦板111与转向架弹性旁承上的非金属材料摩擦板111相互错动，形成减振阻力，避免车体摇头过大，从而改善车辆运行性能。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种铁路货车转向架用弹性旁承，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。