[发明专利]一种耦合轮对

说明书

技术领域

本发明涉及一种耦合轮对，属于轨道车辆领域，尤其适用于动车组、客车、城轨车辆、机车的转向架领域。

背景技术

耦合轮对是介于刚性轮对与独立旋转轮对之间的轮对结构，其左、右车轮的扭转耦合刚度不像刚性轮对那么大也不像独立旋转轮对那样似乎为0。刚性轮对最大优点是自动导向，缺点是存在蛇行风险并且小曲线线路踏面磨耗大；而独立旋转轮对最大优点是蛇行稳定性非常好且小曲线通过时车轮可以纯滚动通过，缺点是缺乏自动对中能力从而引起轮缘碰磨严重。

耦合轮对的研究大多基于磁流变技术，磁流变耦合技术结构较复杂，实用性受限。

发明内容

本发明旨在提供一种耦合轮对，该耦合轮对的左、右车轮通过一个摩擦副耦合，允许摩擦力矩灵活控制，同时，轴桥只承受弯矩载荷，扭矩载荷由扭杆承担，轴桥无传统轮对车轴的弯扭耦合载荷，可靠性更高，从而可以最大程度发挥耦合轮对自动导向、曲线减磨的作用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种耦合轮对，包括轴桥，其结构特点是；所述轴桥的两个端部分别通过相应轴承装在第一车轮和第二车轮的轮毂孔内；所述轴桥为空心管状结构，所述轴桥内套装有一根扭杆；所述第一车轮和第二车轮的横向力和垂向力通过轴承传递至轴桥；所述第一车轮的轮毂外端装有传动盘，该传动盘的内端面与所述扭杆的一个端部刚性连接；所述第二车轮的轮毂外端设有外端盖，该轮毂与外端盖之间设有摩擦耦合机构，该摩擦耦合机构用于使轮对形成独立旋转轮对或扭转耦合轮对。

所述扭转耦合轮对是指两个轮对之间在此时扭力传动而成为刚性轮对。

本发明的扭转耦合轮对核心部分为电控耦合机构。当供电电流为0时，贴合面接触力很小，因此贴合面的摩擦力也很小，左、右车轮允许独立旋转，此时轮对表现为独立旋转轮对。当供电电缆有电流时，在磁通的作用下，贴合面产生接触力，同时贴合面产生摩擦力，所以外端盖与铁芯形成摩擦耦合力矩，即左、右车轮存在摩擦耦合力矩。此时轮对表现为扭转耦合轮对。当供电电流足够大时，贴合面产生很大的接触力（由于贴合面间隙非常小，经计算，磁吸力将很大），同时贴合面产生很大的摩擦力，所以外端盖与铁芯形成摩擦耦合力矩很大以至于贴合面完全无法滑动，此时轮对表现近似为刚性轮对。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述摩擦耦合机构包括带吸盘的铁芯，包绕在铁芯上的绕组线圈；所述铁芯外端与外端盖内侧壁之间形成第一贴合面，所述吸盘与外端盖之间径向贴合形成第二贴合面，该吸盘与外端盖之间轴向贴合形成第三贴合面；所述绕组线圈产生磁通时，磁通流经铁芯、第一贴合面、外端盖、第三贴合面、第二贴合面、吸盘后回到铁芯，形成一个闭合磁通回路。由此，当供电电流为0时，贴合面接触力很小，因此贴合面的摩擦力也很小，所以外端盖与铁芯的耦合力矩很小，左、右车轮允许独立旋转，此时轮对表现为独立旋转轮对。当供电电缆有电流时，绕组线圈产生磁通，磁通流经铁芯、贴合面、外端盖、贴合面、吸盘后回到铁芯，形成一个闭合磁通回路。所以外端盖与铁芯形成摩擦耦合力矩，即左、右车轮存在摩擦耦合力矩。此时轮对表现为扭转耦合轮对。

所述铁芯的内端具有端齿，所述扭杆的外端具有与该铁芯内端端齿咬合的端齿；所述扭杆的外端与该铁芯的内端咬合后通过紧固件固定在一起。

为了提高摩擦力，保证传动可靠，所述第一贴合面、第三贴合面和第二贴合面均为带摩擦凸起的摩擦面。

优选地，所述绕组线圈的两级与一电刷相连，该电刷与装在轴桥端部的刷盘压力接触导电，所述刷盘与供电电缆电连接。更优选地，所述轴桥上开有用于穿过供电电缆的电缆孔，可以防止电缆线缠绕问题。

为了使一系悬挂内置，减小了轴桥和扭杆长度。所述轴桥左右对称地设置有用于安装一系悬挂的一系悬挂承载座。

所述第一车轮的轮毂与所述轴承的外圈配合，并且轮毂与外圈通过传动盘和位于轴承内侧的内端盖双侧压紧固定，使使轮对行进时第一车轮、轴承的外圈、传动盘和内端盖形成一个整体。

所述轴桥的两端与轴承的内圈配合，且所述轴桥与内圈通过位于内圈外侧的压盖和位于内圈内侧的挡圈双侧压紧固定，使使轮对行进时轴桥、内圈、压盖、挡圈形成一个整体。