[发明专利]铁路机械转向架轴箱悬挂装置、相应的轴箱、转向架和铁路机械

说明书

技术领域

本发明涉及铁路车辆的转向架技术领域，公开了一种铁路机械转向架轴箱减振机构，其特别适用于铁路大型机械转向架轴箱悬挂装置，尤其是铁路机械转向架轴箱悬挂装置。本发明还涉及采用这种悬挂装置的转向架轴箱、转向架和铁路机械。

背景技术

转向架轴箱减振机构不仅可以为铁路车辆提供垂向减振，还可以控制轮对的横向定位刚度。现有的大型养路机械转向架轴箱悬挂装置一般由轴箱、螺旋钢弹簧、斜楔式摩擦减振器、磨耗板等组成。现有轴箱悬挂装置虽然具有较好的临界蛇行运行稳定性，但该结构形式是轴箱半刚度定位于转向架导框一侧，轴箱对构架横向刚度大，导致横向动作用力较大，造成曲线通过性能差，轮轨磨耗严重，加大了车轮镟修和轨道维修量，维护成本高。该装置中的摩擦减振器是借助摩擦面的相对滑动而产生阻力，摩擦力随摩擦面状态的改变而变化，并且由于摩擦力与振动速度基本无关，有可能出现当振幅小时，摩擦阻力可能大而形成对车体的硬性冲击；当振幅大时，有可能出现摩擦阻力不足而不能使振动迅速衰减，带来运行平稳性较差的问题，且该摩擦减振器结构复杂，落车、维修均不方便。

如申请号为：200920277502，名称为《一种铁路货车转向架轴箱减振机构》的中国实用新型专利，在一定程度上改善了转向架的曲线通过能力，但结构比较繁杂，相互配合之间容易出现偏差。

又如申请号为：2008200050763，名称为《橡胶式轴箱悬挂装置》，通过在轴箱体的两端、顶部与构架之间分别设置的橡胶堆，使得轴箱体能够同时垂向力、横向力和纵向力，但有可能出现不易拆卸、维修不方便，强度不够等问题。

另外，由于螺旋钢弹簧非线性特性较差，不利于大型养路机械运行中衰减动态冲击，故现有轴箱悬挂装置无法满足大型养路机械120km/h以上速度运行要求。因此，有必要对现有大型养路机械转向架轴箱悬挂装置加以改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路机械转向架轴箱悬挂装置，其优化设计各向刚度值在满足蛇行运行稳定性的前提下，可大大减少轮轨磨耗，提高曲线通过性能。还具有结构简单、轮轨横向作用力小、磨耗低、运行动力学性能良好、维护成本低等优点。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

一种铁路机械转向架轴箱悬挂装置，其设置于铁路车辆转向架构架与轮对之间，且包括轴箱、金属橡胶弹簧、垂向油压减振器、转向架构架，还包括设置在转向架构架上的金属橡胶弹簧安装座，金属橡胶弹簧的一端安装于轴箱上，另一端与转向架构架上的金属橡胶弹簧安装座相连。利用了金属橡胶弹簧优良的非线性特性，缓和因线路不平顺、轨缝等因素引起的振动和冲击；利用垂向油压减振器内液体粘滞阻力所做的负功来吸收消耗振动能量，改善振动性能，降低噪音。

优选的是，还包括设置在转向架构架上的垂向油压减振器安装座，垂向油压减振器的一端安装于轴箱上，另一端与垂向油压减振器安装座相连。

优选的是，还包括轴支撑油缸，其安装在设置于轴箱顶部的支撑平台上。

优选的是，轴箱两侧铸有高低不等的金属橡胶弹簧承台座，金属橡胶弹簧的一端通过金属橡胶弹簧承台座与轴箱固定安装。

优选的是，轴箱的下部设计有垂向油压减振器承台座，垂向油压减振器的一端通过垂向油压减振器承台座安装于轴箱上。

优选的是，金属橡胶弹簧为一种多层橡胶与金属相结合的金属橡胶弹簧。其“三维”特性是其他任何弹簧都无法与之相比的，容易满足大型养路机械运行时需要的纵向、横向及垂向刚度。金属橡胶弹簧具有较高的内阻，对高频振动的减振以及隔音性能良好，最适宜承受大的冲击载荷，可以较好地缓解轮对传递给构架的高频振动。并且体积小，自重轻，安装、拆卸简便，并无需要润滑，避免了原结构螺旋钢弹簧等金属件之间的磨耗，原则上是零维护，有利于维修和降低成本。

优选的是，所述金属橡胶弹簧的橡胶材料主要原材料组成及质量配方如下：天然橡胶100份；活化剂5-10份；加工助剂6-8份；防老剂12份；炭黑60-70份；硫化剂5-7份。橡胶材料制备时先将天然胶在65℃下烘胶200小时后进行切胶，放入密炼机塑炼10分钟，将活化剂、加工助剂、防老剂、炭黑加入并混炼10分钟。

    优选的是，垂向油压减振器为合适阻尼系数的垂向油压减振器。主要是利用其液体粘滞阻力所做的负功来吸收振动能量，它的优点是其阻力是振动速度的函数，特点是振幅的衰减量与幅值大小有关，振幅大时衰减量大，振幅小时衰减量小。

优选的是，垂向油压减振器的一端与轴箱上的垂向油压减振器承台座联接处设有弹性橡胶节点。