[发明专利]一种铁路货车转向架及侧架交叉杆机构联接方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种铁路货车车辆的部件联接方法及装置，具体涉及一种铁路货车转向架及侧架交叉杆机构联接方法及装置，主要用于快速、重载铁路货车防止两侧架之间产生在水平面内的相对运动，属铁路货车制造技术领域。

背景技术：

铁路货车转向架是指铁路货车的一种走行装置。目前按结构型式来分，主要有铸钢三大件式转向架和构架式转向架两种。其中，由于三大件式铁路货车转向架具有结构简单、均载性能好等优点，得以在铁路货车上大量应用。该转向架主要由侧架、摇枕、减振装置、轮对、轴承、承载鞍、旁承、基础制动装置等组成，起到支承车体、导向及制动的作用。但是，传统三大件货车转向架中，侧架与摇枕的联结仅靠减振装置实现，因而其两侧架之间容易产生在水平面内的相对运动，加剧轮对的蛇形运动，从而影响车辆运行的安全性及运行品质。

为了克服这一缺点，目前大量生产与运用的改进型三大件式转向架对传统的转向架设计进行了改进，在两侧架之间增加联接机构，来抑制两侧架在水平面内的相对运动。目前联接机构普遍采用的结构型式是：在两侧架之间增加两根交叉连接杆，与两侧架通过弹性节点联接，使得两侧架与两连杆一起形成一个在水平面内的四连杆机构，增强了两侧架之间的联系，对提高转向架的运行安全性与运行品质取得了很好的效果。目前大量应用的交叉连杆联接方法主要有两种：

1)两交叉连杆之间通过联接装置相互固定；

2)两交叉连杆之间无直接联系。

但通过一段时间的运行发现，目前的联接方法存在一些问题。主要问题及产生原因如下：

第一种联接方法存在的主要问题及产生原因是：该结构在目前铁路货车中被大量装车使用，在运用过程中，发现大量的交叉连杆产生结构疲劳裂纹。而一旦疲劳裂纹引起连接杆断裂后，转向架运行的蛇形临界速度会急剧下降，给车辆的运行安全带来极大危害。

由于四连杆机构本身存在一个运动自由度，在不考虑其它外界约束影响的前提下，其中一个侧架可以对另外一个侧架产生相对转动，使得初始状态下的矩形结构变成梯形结构，从而引起轮对的同相蛇形。通过在两交叉连杆之间增加联接装置固定后，两侧架与两交叉连杆一起形成一个稳定的结构，从运动学的角度而言，该机构可以消除两侧架之间的相对转动，使得转向架具有良好的动力学性能。但在两连杆之间增加固定装置后，改变了两连杆的受力状态，侧架沿纵向(轨道方向)相互运动所产生的附加弯矩，会传递到交叉杆上，从而导致杆件或固定装置疲劳失效。

第二种侧架联接方法存在的主要问题是：这种联接方法，两连杆之间无任何直接联系，连杆本身只承受侧架传递的拉压力作用，因而易于实现良好的结构疲劳可靠性。但如上所述，但从理论上而言，四连杆机构本身存在一个运动自由度。受到外界激扰后，侧架之间将会产生相互转动，从而影响转向架的正位能力，导致转向架的蛇形临界速度下降。因此，有必要采用一种更好的侧架联接方法来解决转向架侧架的相对位置控制问题；同时结构本身应受力合理，具有优良的疲劳性能。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号CN201420336888.1及专利号为CN201410283231.8所公布的，名称为“一种铁路货车转向架及其中交叉支撑装置”，通过在两交叉杆重叠部位加固定装置来达到消除两侧架之间的转动，从而行程一个稳定结构。但显然，当侧架之间产生相互转动时，该部位将产生很大的附加弯矩，从而导致交叉杆的疲劳失效。

2、专利号CN200910017141.3所公布的，名称为“一种铁路货车转向架用交叉杆机构”，通过一个六杆机构来达到来消除两侧架之间的运动，但两侧架之间产生的力通过两平行杆传递时，仍然会产生附加弯矩，影响其疲劳强度，且结构显得比较复杂。

3、专利号为CN200920029942.7， 名称为“一种新型交叉杆式铁路货车转向架”的发明专利，该专利公开了一种新型交叉杆式铁路货车转向架，包括侧架、交叉杆装置和轴箱橡胶垫。侧架内侧立柱上设有交叉杆装置的横杆安装座，安装座与侧架整体铸造出来，也可采用焊接方式与侧架立柱连接；交叉杆装置由两根平行的横杆、两根交叉杆及八个铰接件组成，两根交叉杆通过四个铰接件与两根横杆相连，整个交叉杆装置通过四个铰接件与两侧架上的四个横杆安装座相连，因此该专利所阐述仍是一种六杆结构的交叉杆式铁路货车转向架，仍然存在上一个专利所述的问题。