[发明专利]新型內置高阻尼的高速铁路列车转向架一系垂向止挡件

说明书

本发明公开了一种新型內置高阻尼的高速铁路列车转向架一系垂向止挡件，用于高速铁路列车上，高速铁路列车的行进方向为纵向，与该纵向垂直的方向为横向，同时与该纵向和该横向垂直的方向为垂向，高速铁路列车包括轴箱和转向架。本发明内置高阻尼的一系垂向止挡件包括能与转向架配合工作的挡止部、能与轴箱连接的固定部以及连接挡止部和固定部的连接部，新型内置高阻尼的一系垂向止挡件沿垂向设置，并设有一条或一条以上沿垂向设置的槽口。本发明内置高阻尼的一系垂向止挡件能避免与轴箱发生共振，并减小振动能量。

技术领域

本发明涉及高速铁路列车转向架技术领域，尤其涉及一种新型內置高阻尼的高速铁路列车转向架一系垂向止挡件。

背景技术

为了使高铁列车的转向架和轴箱之间的相对运动保持在一定范围内，以提高列车运行的平稳性和安全性，通常需要在列车的轴箱上设置一种限制垂向位移的构件。1950年，Nelsen等人(Safety support for brake beams.US 2,496,015,1950)采用锁链结构将转向架的制动梁(brake beam)连接到转向架上，用于限制制动梁的最大垂向位移以及脱落。在客运列车中，普遍采用一种倒U型结构的安全吊来防止轴箱脱落以及限制最大垂向位移。但是转向架上的板式安全吊座在列车运行过程中由于承受较大交变纵向动应力容易发生断裂，从而垂向位移的限制失效。

在高速列车方面，CRH5型列车是中国铁路高速列车的车款之一，适应在中国低温地区行走，其营运速度最高可达时速250公里。在CRH5型列车转向架上，设有一系垂向止挡件以避免转向架与轴箱之间过大的垂向相对位移，如图1所示。但是这些构件在运行时由于实际路线的影响容易发生横向断裂而引起的功能失效。因此，关于一系垂向止挡件的结构优化是高速铁路列车工程装备设计中亟待解决的问题，对高速运行中列车的平稳性和安全性具有重大的实际价值和意义。

参见图1和图2。图1示出安装位置的示意图；图2是现有的一系垂向止挡件的立体结构示意图。CRH5型高速列车转向架上的一系垂向止挡件采用高碳钢材S355J2G制成，表面喷涂镀锌Fe/Zn。一系垂向止挡件呈一整体块状，外形像一个“工”字形状，包括挡止部91、固定部92和连接部93。其中，连接部93连接于挡止部91和固定部92的中间位置。固定部92的两端各自设有一个螺栓孔，从而一系垂向止挡件的固定部92能通过连接螺栓紧固到轴箱10的过渡盖12上。一系垂向止挡件的挡止部91悬浮于转向架11的上方，并与转向架11之间留有一定间隙，该间隙为转向架与轴箱之间的垂向相对位移，当转向架11的垂向位移超过该间隙时，则会受到挡止部91的阻挡，从而提高列车运行的平稳性和安全性。

现有一系垂向止挡件在设计中能够有效地限制转向架与轴箱之间的垂向相对位移。然而一系垂向止挡件或者轴箱的固有频率(比如，主振频率和二阶自振频率)均在一个固定水平，是其结构的固有特性。列车的轴箱结构形态和材料决定了轴箱的固有频率水平。传统的一系垂向止挡件的结构形态和材料也决定了一系垂向止挡件的固有频率水平。传统的一系垂向止挡件的固有振动频率正好与运行过程中列车转向架上轴箱的振动频率相近，容易发生共振现象。共振的产生，使一系垂向止挡件的振动幅度被迅速放大，产生较大动应力，从而会导致一系垂向止挡件突然断裂。倘若一系垂向止挡件发生横向弯曲断裂，服役中的转向架在沉浮运动过程中产生的垂向相对位移不再受到限制。而且垂向位移限制器和轴箱也可能脱落，造成列车脱轨甚至颠覆事故。刘志远等人(深圳地铁2号线一系安全吊改进设计，山东工业技术7(2015):40-40)提出采用增加连接部位的厚度来提升一阶固有频率，来优化安全吊结构以解决共振引起的断裂问题。但是对于CRH5型高速列车上的一系垂向止挡件，在实际的转向架结构中，一系垂向止挡件的尺寸大小受到轴箱过渡盖上的卡槽尺寸限制，厚度的增加将导致该部件无法安装到转向架上。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括对本领域普通技术人员并非已知的信息。

发明内容