[实用新型]一种铁路车辆、车体连接装置及其牵引杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路车辆的相邻两个车体连接技术领域，特别涉及一种铁路车辆、车体连接装置及其牵引杆。

背景技术

车体连接装置用于连接铁路车辆相邻两节车体，以传递车体间纵向力(牵引力和压缩力)并缓和车体间的纵向冲击，进而提高铁路车辆的动力学性能。

请参考图1，图1示出了车体连接装置在垂向平面内的结构示意图。

由图可知，车体连接装置包括牵引杆10′和两套连接组件，每套连接组件包括钩尾框20′、钩尾销30′、从板40′、弹性元件50′和从板座(图中未示出)，其中，钩尾框20′通过钩尾框托梁确定其垂向位置，这个托梁是用螺栓固连与车体底部的，钩尾框是可沿纵向前后适当活动的。从板座固连于车体上并位于钩尾框20′上方，还开设有沿纵向延伸的滑槽，从板40′可滑动地安装于滑槽内并具有部分内球面，弹性元件50′安装于滑槽内并位于槽底和从板40′之间。

两套连接组件分别安装于相邻两个车体的端部且使两个从板40′内球面相对设置，牵引杆10′的前、后连接端12′均具有沿垂向延伸的钩尾销孔12′-O，牵引杆10′通过钩尾销30′连接前后车体的钩尾框20′，且其两连接端12′的外球面与两个从板40′的内球面相抵配合，并使各自的弹性元件50′处于预压紧状态。

在车辆牵引过程中，钩尾销30′与钩尾销孔12′-O的圆弧面相抵，使牵引杆10′处于受拉状态；车辆受压过程中，外载荷则通过弹性元件50′将从板40′压紧于牵引杆10′端面的外圆弧面，使牵引杆10′两连接端12′受到两个反向的纵向力，即牵引杆10′处受压状态。

显然，相邻两车体间的纵向力主要由牵引杆10′承担，因此牵引杆10′的抗拉压强度对车体连接装置的使用寿命具有决定性作用。

结合图2至图4可知，牵引杆10′为铸造成型，其杆身11′为截面形状为矩形的箱型结构，其两连接端12′均开设有垂向延伸的钩尾销孔12′-O，并加工与对应从板40′的内圆弧面相适配的外圆弧面。

由于铸造工艺的固有特性，牵引杆10′容易产生夹杂、缩松等缺陷，安全可靠性低。此外，为了保证铸造工艺性，整个牵引杆10′设置了六个工艺孔11′-O，以方便芯体的定位和牵引杆10′内腔砂芯的清理。进一步为了加强工艺孔部位的强度，在工艺孔11′-O的内表面处设有凸台，如此铸件重量大，进而影响列车运能，增加空车的运行能耗。

尤其是，牵引杆10′的连接端12′的钩尾销孔12′-O结构复杂，在设计及模具制造难度大。

车辆正常运行过程中，钩尾销30′和钩尾销孔12′-O的轴线均沿垂向延伸，然而当车辆过竖曲线时，需要钩尾销30′轴线绕钩尾销孔12′-O轴线偏转一定角度，以补偿相邻两个车体间相对转角。

为此，如图5所示，在垂向截面内，钩尾孔12′-O包括连续的上部圆锥孔段C′_h和下部圆锥孔段C′_l，由上至下的方向上，钩尾销孔12′-O的截面面积先逐渐增大然后在逐渐减小，这样上部圆锥孔段C′_h和下部圆锥孔段C′_l过渡处必然会形成尖棱结构。当牵引杆处于拉伸状态时，钩尾销30′与尖棱处相抵，这样将会对钩尾销30′形成较大地剪切力，使其受力状态差极易被切断，从而降低了车体连接装置整体的使用寿命。

有鉴于此，本领域技术人员亟待改进现有车体连接装置的结构，以改善其钩尾销30′在拉伸状态下的受力状况，继而延长其使用寿命，同时提高其承载能力、减轻其重量。

实用新型内容

本实用新型的核心目的在于，提供一种铁路车辆的车体连接装置及其牵引杆，以改善其钩尾销在牵引杆拉伸状态下的受力状况，继而延长其使用寿命，同时提高牵引杆的承载能力、减轻其重量。在此基础上，本实用新型还提供一种包括车体连接装置的铁路车辆。

本实用新型所提供的车体连接装置用于连接铁路车辆的相邻两个车体，该车体连接装置的牵引杆的两个连接端均开设有沿垂向延伸的钩尾销孔，钩尾销孔包括依次连续的上部圆锥孔段、中部圆柱孔段和下部圆锥孔段；

牵引杆拉伸状态下，车体连接装置的钩尾销与钩尾销孔的中部圆柱孔段相抵形成面接触，相邻车体过竖曲线状态下，钩尾销与上部圆锥孔段和下部圆锥孔段两者相抵。

与传统牵引杆相比，本方案的牵引杆采用特殊的钩尾销孔结构，车辆牵引状态下，牵引杆受拉时钩尾销与钩尾销孔的面接触，避免了钩尾销局部剪切力过大的问题，优化了钩尾销的受力状况，延长了其使用寿命，同时还可满足车辆过竖曲线状态下，钩尾销相对于牵引杆的一定摆动量。