[实用新型]铁道货车转向架的斜楔减振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁道货车转向架，具体地指一种铁道货车转向架的斜楔减振装置。

背景技术

铁道货车转向架是铁道货车的关键性部件。传统的铁道货车转向架大多数包含两个侧架组成和一个摇枕组成这三大件式结构，侧架组成的两端导框通过承载鞍和轴承组成安装在前后轮对组成上，摇枕组成的两端则通过两组中央弹簧悬挂装置安装在侧架组成的中央方框内。中央弹簧悬挂装置用于承担摇枕组成的载荷，其主要由位于中间的承载弹簧组件和位于两侧的摩擦式斜楔减振装置构成。现有的摩擦式斜楔减振装置包括斜楔组成和安装在斜楔组成下方的减振弹簧组件，斜楔组成上垂直的主摩擦面和倾斜的副摩擦面分别与侧架组成的侧架立柱面和摇枕组成的摇枕八字面摩擦接触。

上述三大件式结构转向架虽然具有构造简单、轮重均载性好、制造和检修成本低廉的优点，但也存在摇枕组成和侧架组成之间连接结构松散、抗菱变形的刚度差的缺陷，由此不足以抵抗摇枕组成和侧架组成之间剧烈的摇头运动，导致转向架通过曲线轨道时其轮对组成对钢轨的冲角偏大，轮轨磨耗增多。特别是其摩擦式斜楔减振装置中的斜楔组成具有较大的设计顶角(其副摩擦面与铅垂面之间的夹角)，通常是在35°～70°的范围内，抵抗摇枕组成与侧架组成之间的菱形变形能力较差，即转向架的抗菱刚度十分有限。当摇枕组成相对于侧架组成作纵向运动时，摇枕八字面对斜楔组成的作用力的垂向分力将大于斜楔组成主、副摩擦面的摩擦力的垂向分力之和，此时斜楔组成会向下运动，使摇枕组成与侧架组成之间的纵向距离变小，摇枕组成与侧架组成之间即可产生相对转动，发生菱形变形。这样，车辆的曲线通过能力较差，临界速度只能较低，车辆运行速度受限，运行品质不高，不能满足铁道货车大幅提速的需要。

为了解决上述问题，目前提速货车转向架采用了在两个侧架组成之间加装交叉支撑装置或加装弹簧托板的方式，以增强传统铁道货车转向架的抗菱刚度。但加装交叉支撑装置或弹簧托板的结构较为复杂、簧下质量偏重、制造和检修成本也偏高。因此，如何有效提高传统铁道货车转向架的抗菱形变形能力，对改善铁道车辆的运行品质具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种结构简单可靠、维护维修方便、使用成本低廉、能有效抵抗摇枕组成与侧架组成之间发生菱形变形的铁道货车转向架的斜楔减振装置，以满足铁道货车大幅提速的需要。

为实现上述目的，本实用新型所设计铁道货车转向架的斜楔减振装置，包括斜楔组成和安装在所述斜楔组成下方的减振弹簧组件。所述斜楔组成由斜楔体、安装在所述斜楔体侧立面的主摩擦板、以及安装在所述斜楔体倾斜面的副摩擦块构成。所述斜楔组成的结构设计参数满足如下数学关系：α＝16～30°，且μ＜tgα＜μ+μ₁；其中，α为所述副摩擦块的摩擦面与铅垂面之间的夹角，μ为所述主摩擦板的摩擦系数，μ₁为所述副摩擦块的摩擦系数。

本实用新型将所述斜楔组成中α的最大值限定为30°，远小于传统斜楔组成中35～70°的大顶角设计，并且限定tgα＜μ+μ₁，这样当摇枕组成相对于侧架组成作纵向运动时，摇枕八字面对斜楔组成的作用力的垂向分力始终小于斜楔组成的主摩擦板和副摩擦块摩擦力的垂向向上分力之和，从而确保斜楔组成不会向下运动(锁死)，摇枕组成和侧架组成不能产生相对转动，摇枕组成和侧架组成之间具有足够大的抗菱形变形能力。当然，如果α值过小到接近斜楔组成主摩擦板的摩擦角，会使斜楔组成在摇枕组成相对于侧架组成向下运动时自锁，恶化转向架的动力学性能。故本实用新型同时将所述斜楔组成中α的最小值限定为16°，并且限定μ＜tgα，这样可确保斜楔组成在摇枕组成作上下运动的过程中也能自由运动(不锁死)，从而使整个转向架具有优良动力学性能和曲线通过能力。

较佳地，所述斜楔组成的设计宽度L＝200～260mm。该宽度大约是传统变摩擦斜楔(变摩擦斜楔是指斜楔安装在置于侧架组成中央方框内的减振弹簧上，斜楔的减振摩擦力随摇枕组成承受的垂直载荷的改变而成正比改变)宽度的1.3倍以上，这既可增大斜楔组成抵抗摇枕和侧架之间菱形变形力矩的力臂长度，又可增加斜楔组成的主摩擦板与侧架立柱摩擦板、副摩擦块与摇枕八字面的接触面积，从而能够进一步提高摇枕组成和侧架组成之间的抗菱刚度。