[发明专利]一种常接触式防止钢弹簧断裂的方法及垂向止挡

说明书

一种常接触式防止钢弹簧断裂的方法及垂向止挡，在橡胶主体上方设回转体状的橡胶凸台，在机车空载时橡胶凸台就与构架导筒接触；调节橡胶凸台和橡胶主体的直径或高度能调节垂向止挡的刚度；调节橡胶主体上的环形平直段与水平面之间的夹角，能调节垂向止挡的变刚度；橡胶凸台与橡胶主体通过环形圆弧段连接，调节垂向止挡的环形圆弧段的段数能调节垂向止挡变刚度的次数；底座嵌在垂向止挡的橡胶主体中，使底座能对垂向止挡进行限位，调节底座的高度能调节垂向止挡限位的位置和垂向止挡的刚度；通过调节垂向止挡的刚度、变刚度和限位的位置来减小钢弹簧承受的垂向载荷，降低机车运行过程中钢弹簧产生的金属疲劳，从而防止钢弹簧断裂。

技术领域

本发明涉及一种机车上用的缓冲装置，具体涉及一种缓冲机车一系悬挂系统的垂向止挡。

背景技术

目前，铁路机车制造过程中，广泛采用了弹簧装置进行承载和减振，弹簧作为机车的关键部件，其对车辆的动力学性能和运行品质有着重要的影响。随着铁路提速、重载战略的实施，因弹簧断裂而影响机车运行性能的故障逐渐增多，机车运行的稳定性变差，给行车安全造成了隐患。

机车轴箱正上方的钢弹簧是转向架的主要零部件之一，钢弹簧承受转向架构架以上的机车重量。钢弹簧传递垂向力的刚度称为一系悬挂的垂向刚度，另外，一系悬挂中还有纵向刚度和横向刚度传递到转向架构架。一系悬挂的垂向刚度、纵向刚度和横向刚度要选择恰当，机车才能具有良好的动力学性能。

钢弹簧是在复杂且载荷不断变化的环境下工作，在一系悬挂的垂向、纵向和横向的力中，不断变化的垂向的压力是让钢弹簧产生金属疲劳的主要原因。机车运行时的振动以及载荷的变化等都会使钢弹簧承受变化的垂向的压力，这种变化的垂向的压力经过长时间累积会使钢弹簧局部产生金属疲劳，从而使得钢弹簧局部产生微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展，最终导致钢弹簧局部断裂失效。

为防止钢弹簧断裂，除了改善制造钢弹簧本身的工艺和材料外，还可以在一系悬挂系统中增加弹性缓冲装置，来减小钢弹簧承受的垂向载荷，降低机车运行过程中钢弹簧产生的金属疲劳，从而防止钢弹簧断裂。

虽然现在有的机车上增加了橡胶块作为垂向止挡来缓冲一系悬挂的垂向压力，但其形状和材料都单一，因此缺少变刚度且对于刚度的调节很有限。而变刚度对于防止钢弹簧断裂和机车上旅客的舒适度都是有很大影响的：垂向止挡的变刚度的幅度过大，则机车的抗振性能差，旅客的舒适度也就差；垂向止挡的变刚度的幅度过小，虽然抗振性能更好但不能很好的分担钢弹簧承受的垂向载荷，也就难以防止钢弹簧断裂。

因此如何使垂向止挡具有合适的变刚度和刚度，让机车在不降低旅客舒适度的前提下能有效的防止钢弹簧断裂，从而满足人们对机车越来越高的要求，同时也让铁路提速、重载战略能更顺利的实施，还需进一步研究。

通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处：

申请号为201420559352.6，名称为“一种轨道车辆转向架及其单拉杆式一系悬挂结构”的实用新型公开了一种轨道车辆转向架及其单拉杆式一系悬挂结构，单拉杆式一系悬挂结构包括构架、轴箱、一系弹簧和一系垂向止挡，构架上设置有导槽及第一定位孔；轴箱上设有止挡安装台；一系弹簧包括一系弹簧座和钢弹簧组，一系弹簧座的一端具有限位于第一定位孔内的限位凸起，另一端具有止挡导柱；还包括设置在上盖板和一系弹簧座之间的第一缓冲垫，其外套于限位凸起；第二缓冲垫，轴箱靠近上盖板的端面上设置有安装槽，第二缓冲垫设置在安装槽内，钢弹簧组的一端与一系弹簧座相抵，另一端与第二缓冲垫相抵。此实用新型通过第一缓冲垫和第二缓冲垫能够缓冲一系弹簧受到的冲击力，从而缓冲一系弹簧发生的垂向振动，进而提高了一系弹簧的使用寿命。