[发明专利]通过调整橡胶层参数改变轴箱定位节点刚度的方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种改变轴箱定位节点刚度的方法及轴箱定位节点，具体涉及一种通过调整橡胶层参数改变轴箱定位节点刚度的方法及结构，属于轨道车辆部件制造技术领域。

背景技术

轴箱结构是轨道车辆上连接构架和轮对的活动关节，其除了传递各个方向的力和震动外，轴箱结构还须保证轮对能够适应线路状况而相对于构架上下跳动和左右横动。轴箱定位也就是轮对定位，即约束轮对轴箱与构架之间的相互位置，通过轴箱定位，使轴箱在转向架上的位置及活动余地限定在一定范围内,从而正确地把载荷传递并分布到轮对；使轮对转动灵活,转向架顺利通过曲线；利用车体的稳定惯性来牵制、减少轴箱的横向摆动。因此，轴箱定位对转向架的横向动力性能、曲线通过性能和抑制蛇行运动具有决定性的作用，轴箱定位装置的纵向和横向定位刚度选择合适，可以避免车辆在运行速度范围内蛇行运动失稳，保证曲线通过时具有良好的导向性能，减轻轮缘与钢轨间的磨耗和噪声，确保运行安全和平稳。

当轨道车辆在高速通过弯道时，轮对会对钢轨产生很大的横向载荷，如果轴箱定位节点径向刚度过大，则机车轮对会对钢轨产生更大的横向载荷，同时，钢轨也会对轮对产生同样大的横向反作用力而磨损轮缘，也会对轴承产生更大的磨损。但当轴箱定位节点纵向刚度和轴向刚度过小的话又容易造成车辆出现蛇行运动，影响车辆的安全运行。

轴箱的定位方式一般有拉板式、层叠式橡胶弹簧定位、导柱式、转臂式、拉杆式等。转臂式又称弹性铰定位，定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接，其允许轴箱相对构架有较大的垂向位移，但节点中的橡胶可以提供给轴箱定位系统不同的横向和纵向定位刚度，以适应铁道车辆对于一系定位的纵、横两个方向的不同弹性定位刚度的要求。以何种方法和结构来实现轴箱定位节点在横向和纵向定位刚度上的不同需求，是需要解决的问题。

通过对国内专利进行检索，发现有相关专利，举例如下：

1. 专利申请号CN201120377309.4，名称为“一种铁路轨道车轴箱定位弹性节点装置”的实用新型专利公开了一种铁路轨道车轴箱定位弹性节点装置，包括芯轴和轴套，所述芯轴两端均制有光孔，芯轴端头制有防松孔，头部带孔螺栓穿过光孔，所述防松孔和头部带孔螺栓之间设有防松装置，所述芯轴和轴套之间设有弹性装置，所述轴套通过键与转臂式轴箱连接，所述芯轴两端均设有缓冲装置并用端盖压紧。其中弹性装置为弹性橡胶套，缓冲装置为橡胶缓冲垫，通过改变弹性橡胶套的尺寸及硬度以获得不同的纵向刚度和垂向刚度，通过改变橡胶缓冲垫的尺寸和硬度以获得不同的横向刚度。

2. 专利申请号CN201110440779.5，名称为“高速铁路货车转向架”的发明专利公开了一种高速铁路货车转向架，包括一构架，所述构架的横向两端分别通过两个一系悬挂系统各自连接一个轮对，所述构架上设有二系悬挂系统和基础制动装置，构架的前、后侧分别设有一个抗蛇形减振器。本发明可同时实现速度200km/h，轴重16.5t；速度160km/h，轴重18t两种等级要求，具有结构简单、通用性强、性能可靠的显著特点。其中提到通过调整转臂弹性橡胶节点的纵、 横向刚度可以获得转向架在高速运行所需要的纵、横向刚度值。

3. 专利申请号CN200820072552.3，名称为“转向架一系悬挂双拉杆定位装置”的实用新型专利公开了一种转向架一系悬挂双拉杆定位装置，包括轴箱、轴箱弹簧，其特征在于：构架侧梁端部和轴箱上部之间并联设有两个上拉杆组成，构架侧梁的定位座和轴箱下部之间设有Y形下拉杆组成，上拉杆组成包括上拉杆和其两端装有的橡胶节点，下拉杆组成包括下拉杆、其Y形开口端安装的锥形双层弹性节点、另一端安装的带心轴弹性节点和横向弹性垫及紧固件。本实用新型拉杆两端采用不同的橡胶节点，提供优化的纵向、横向刚度，以实现优良的牵引及曲线通过性能，使列车在直线上能够获得较高的临界速度，在曲线上具有良好的导向性能，并减轻轮缘及钢轨的磨耗。

上述专利1和专利2虽然都提到通过橡胶节点来改变纵向和横向的定位刚度，但都没有公开具体的改变方法和结构。专利1中仅提到通过改变弹性橡胶套的尺寸及硬度以获得不同的纵向刚度和垂向刚度，通过改变橡胶缓冲垫的尺寸和硬度以获得不同的横向刚度，但在弹性橡胶套和橡胶缓冲垫的结构不改变的情况下，尺寸的改变非常有限，而硬度的改变又受材料的限制。专利3通过在拉杆两端采用不同的橡胶节点来提供优化的纵向、横向刚度，使得结构复杂，安装和更换均不方便。因此，上述专利都无法彻底解决当前不同型号和速度的轨道车辆对轴箱定位节点不同的纵向刚度和横向刚度变化范围较大的需求，还是需要改进。