[实用新型]一种新型轨道车辆用抗侧滚扭杆组成

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通车辆转向架用部件，特别是一种轨道车辆用抗侧滚扭杆组成。

背景技术

车辆的振动主要有六个方向的自由度：X方向的伸缩振动、Y方向的横摆振动、Z方向的浮沉振动、绕Y轴的点头振动、绕Z轴的摇头振动、绕X轴的侧滚振动（如图1所示）。目前的轨道交通车辆转向架均为两级悬挂，抗侧滚扭杆组成起到了调节车辆侧滚刚度、控制车辆侧滚振动的作用。

抗侧滚扭杆组成，安装在轨道车辆车体和转向架之间，当车辆在做侧滚运动时，抗侧滚扭杆组成与车辆二系悬挂一同提供车辆安全运行所需的侧滚刚度，以此来满足车辆动力学性能的要求，确保车辆的安全运行。

抗侧滚扭杆组成的机构运动图如图2所示，图中M为车体，E、F为扭杆支撑座组成，安装于构架上，A、B、C、D为橡胶球铰或金属轴承，可在三个方向转动。由图可见，如果不考虑相对于系统刚度小得多的支撑座组成和橡胶关节的影响，当车体相对于转向架发生浮沉振动时，两根连杆同时往一个方向运动，整个装置绕支撑球铰同时转动，扭杆并不承受力或扭矩，故并不影响车体的浮沉振动，同样对除侧滚以外的其它几个运动同样不提供任何附加的力或扭矩。而当车体与构架之间发生绕X轴的相对转动即侧滚时，左右连杆向相反的方向上下运动，通过扭转臂（图中FD、EC）使扭杆发生扭转变形，扭杆由于抗扭弹性而产生抗扭反力矩，这一反力矩作用在垂向连杆上表现为一对大小相等方向相反的垂向力，而这对垂向力作用在车体上就形成了与车体侧滚方向相反的抗侧滚力矩，抗侧滚力矩的作用将阻止车体相对于转向架侧滚角度的增加，从而抑制车辆的侧滚，提高车辆的横向平稳性。

现有轨道交通用抗侧滚扭杆组成的典型结构如附图3所示，主要由以下几部分组成：扭杆轴、扭转臂、支撑座组成3 、垂向连杆组成（用于连接车体和转向架，包括下关节轴4、垂向连杆5和上关节轴6）。

目前国内外抗侧滚扭杆主要分为两大类型：1）直扭杆：扭杆装置中主要承受扭转应力的圆截面弹簧钢直杆体。通常由直扭杆轴和扭转臂通过某种方式（过盈、花键、多边形等）联接形成抗侧滚扭杆，如图4所示。该结构扭杆装配后较为笨重，对转向架的空间要求高，且花键和多边形加工工艺难度大、加工成本高，过盈配合结构的扭杆轴和扭转臂如过盈量的选择过小，在大的垂向载荷条件下容易打滑，如过盈量的选择过大则装配困难且会有塑性变形风险，但该结构扭杆组成由于扭杆轴和扭转臂分开加工，可以根据不同的连杆组件类型来设计不同的扭转臂结构，应用范围广。2）弯扭杆：扭杆装置中主要承受扭转应力的圆截面弹簧钢U形杆体，又叫整体式扭杆，如图5所示。该结构扭杆对转向架的空间要求低，但由于杆端结构设计类型有限，而不能适应不同类型连杆组件的联接，导致应用范围非常局限。

近几年来，随着轨道交通运行速度和舒适性的要求越来越高，对轨道交通运行性能和行车安全至关重要的转向架的运行稳定性、轻量化、低噪声、高可靠性、易维护等要求也越来越高。而为实现轻量化，转向架与车体各构件结构越来越紧凑和灵活。对抗侧滚扭杆，除了可靠性研究越来越严格外，对结构的要求也越来越高，不仅要求抗侧滚扭杆结构紧凑，还要求抗侧滚扭杆类型多样化。直扭杆类型虽多，但普遍较为笨重，经常会出现设计超限界的情况；弯扭杆对空间要求低，但结构简单，联接类型单一导致应用范围非常局限。因此，设计一种既能如同弯扭杆那样占据空间小，又能如同直扭杆那样联接类型多变的新型抗侧滚扭杆组成是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有结构的抗侧滚扭杆组成不能同时具备空间要求低、类型多变的现状，提供一种新型轨道车辆用抗侧滚扭杆组成。

    本实用新型是通过下述技术方案实现的：所述新型轨道车辆用抗侧滚扭杆组成，包括扭杆组件和连杆，所述扭杆组件包括扭杆轴和左右两个扭转臂，所述扭杆轴为弯扭杆轴，其两端折弯，每端折弯部分的长度为扭杆轴全长的十分之一；所述扭转臂为叉式或销套式扭转臂，所述扭转臂采用锻造成型；所述扭杆轴的末端与扭转臂的联接方式是过盈联接、螺纹联接、花键联接、焊接或销轴联接。而扭转臂则可根据连杆类型和空间结构设计成多种类型。

所述扭杆轴为U型扭杆轴，由直扭杆轴折弯为U型而成。所述扭杆轴与左右扭转臂可分别采用不同的连接方式，其中一端为螺纹联接、花键联接或销轴联接，另一端为过盈联接或焊接。

更进一步，所述扭杆轴的一端与扭转臂的联接方式采用圆锥面配合的连接方式，另一端与扭转臂的联接方式采用螺纹联接。所述扭转臂的一端设计成圆孔，用于与扭杆轴端部过盈联接，另一端与连杆联接。