一種鐵路貨車長行程常接觸彈性旁承及減振方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種鐵路貨車部件及作業(yè)方法，具體涉及一種鐵路貨車長行程常接觸彈性旁承及其減振方法，屬鐵路貨車制造技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
彈性旁承是現(xiàn)代鐵路貨車的一個重要部件，其位于貨車轉(zhuǎn)向架搖枕或構(gòu)架與貨車車體之間，起著抑制貨車側(cè)滾運動與蛇形運動的作用，對鐵路貨車運行的安全穩(wěn)定性起著重要的作用。
[0003]目前在中國鐵路貨車大量使用的是JC系列彈性旁承，這種彈性旁承在運用中暴露出很多問題，其中兩個主要問題為:
I)該類型的彈性旁承運用一段時間后，旁承的垂向永久變形量及旁承垂向剛度變化較大，且變化范圍廣，無法預(yù)測，因此在現(xiàn)場調(diào)整時很難甚至無法保證旁承的垂向預(yù)壓縮力在所需要的范圍內(nèi)，給車輛的運行安全帶來很大危害。根據(jù)運用統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在旁承運用一個段修期(1.5年)后，旁承的垂向平均永久變形量為3.8_，且變形量的范圍變化很大，從1.4mm至8mm不等。旁承的剛度值從初始設(shè)計剛度為2.2MN/m增大為2.68MN/m(平均值)，最大達到2.89MN/m，平均增大幅度大于20%，最大達到31%。因此，在現(xiàn)場調(diào)整時用常規(guī)的尺寸檢測辦法，無法達到保證旁承預(yù)壓縮力的要求，給車輛運行安全帶來極大隱患。
[0004]2)旁承的初始設(shè)計剛度太大，行程太小，導(dǎo)致貨車空車運行的穩(wěn)定性較差，而且無法滿足貨車高速、重載狀態(tài)下的運用要求。分析與研宄表明:對普通貨車而言，增大旁承工作行程，可以改善其動力學(xué)性能。對于重載貨車而言，由于車輛定距的增加，要求有更大的旁承間隙，以滿足曲線通過的需要。此外對一些車體剛度較大的貨車，如罐車而言，旁承工作行程太小，也會導(dǎo)致其空車動力學(xué)性能惡化，無法滿足運行安全要求。試驗表明長行程彈性旁承與標(biāo)準(zhǔn)行程彈性旁承相比，可以有效地提高貨車在空車狀態(tài)的安全性能。
[0005]產(chǎn)生這兩個問題的原因為:
I)運用后永久變形量過大、剛度增加過大的原因
現(xiàn)有的旁承設(shè)計主要利用橡膠元件來承受垂向承載，因此運用后橡膠蠕變較大且無法恢復(fù)所造成，這是由橡膠本身的材料特性所決定的。
[0006]2)旁承行程太小
由于傳統(tǒng)貨車設(shè)計，旁承的安裝空間較小，采用橡膠元件作為主要的承載元件很難同時兼顧載荷和撓度的要求，給旁承設(shè)計行程的增加帶來困難。
[0007]因此，很有必要對現(xiàn)有的彈性旁承加以改進。通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻報道，與本發(fā)明有一定關(guān)系的專利主要有以下幾個:
1、專利號為CN201410497881，名稱為“一種鐵道車輛彈性旁承組成系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該專利公開了一種鐵道車輛彈性旁承組成系統(tǒng)，包括旁承體和旁承座、球鉸組成一、連接桿和球鉸組成二，旁承體通過球鉸組成一、連接桿和球鉸組成二與旁承座連接，球鉸組成一設(shè)在旁承體一端的下方，球鉸組成二設(shè)在與球鉸組成一不同端的旁承座上方，球鉸組成一和球鉸組成二通過連接桿連接；旁承體和旁承座之間設(shè)置旁承彈簧，在旁承座的上方設(shè)有止擋，旁承彈簧穿過止擋分別與旁承體和旁承座連接；旁承體上方設(shè)有旁承磨耗板。
[0008]2、專利號為CN201420470680，名稱為“一種用于重載鐵路貨車的組合式長行程彈性旁承”的實用新型專利，該專利公開了一種用于重載鐵路貨車的組合式長行程彈性旁承，包括旁承座和設(shè)置在旁承座內(nèi)的旁承體，旁承體包括底座、設(shè)置在底座外圍上的頂板座、設(shè)置在頂板座外圍上的端板、一個內(nèi)側(cè)橡膠體和至少兩個外側(cè)橡膠體；至少兩個外側(cè)橡膠體形成錐體狀，其設(shè)置在端板內(nèi)側(cè)和頂板座外側(cè)之間，內(nèi)側(cè)橡膠體為錐體狀，其設(shè)置在頂板座內(nèi)側(cè)和底座外側(cè)之間，端板、頂板座和底座通過內(nèi)側(cè)橡膠體和外側(cè)橡膠體硫化成一體。
[0009]3、專利號為CN201010502439，名稱為“一種彈性止擋板和彈性旁承”的發(fā)明專利，該專利公開了一種彈性止擋板和彈性旁承，該彈性止擋板包括磨耗件、彈性件和支撐件，磨耗件包括第一表面和第二表面；彈性件，與磨耗件的第二表面連接；支撐件，與彈性件的遠離所述磨耗件的一面連接。該彈性旁承包括彈性旁承體、旁承座和本發(fā)明提供的彈性止擋板。
[0010]4、專利號為CN200910012579，名稱為“組合式雙作用彈性旁承”的發(fā)明專利，該專利公開了一種組合式雙作用彈性旁承，安裝在鐵路大軸重轉(zhuǎn)向架上；由旁承蓋、滾套、旁承座、磨耗板、旁承彈簧、滾子軸、調(diào)整墊圈、橡膠體、鋼套、螺栓、防松螺母和墊圈組成，旁承座制成雙耳凹窩式，中間連接處制出安裝滾子軸的凹窩及軸窩；旁承蓋與鋼套用橡膠體連接，在雙耳凹窩底部制出螺栓安裝孔，螺栓裝在螺栓安裝孔內(nèi)，防松螺母和墊圈裝在螺栓上，調(diào)整墊圈裝在旁承座的凹窩內(nèi)，旁承彈簧裝在調(diào)整墊圈上，將旁承蓋、鋼套和橡膠體組成的一體，裝在雙耳凹窩內(nèi)，磨耗板裝在旁承蓋上，將滾套裝在滾子軸上，裝有滾套的滾子軸裝在安裝滾子軸的凹窩及軸窩內(nèi)。
[0011]上述這些專利雖然都涉及到彈性旁承，而且專利CN201420470680還提出了一種用于重載鐵路貨車的組合式長行程彈性旁承，提出了增加行程來解決前面所述的一些問題，但是通過仔細閱讀該文獻，發(fā)現(xiàn)買這些技術(shù)改進仍不能完全滿足實際的需要，只是通過簡單改變橡膠金屬彈簧的高度，采取斜向設(shè)置的方式來增加行程，但其垂向載荷還是主要由橡膠元件承擔(dān)，無法解決由于運用后橡膠蠕變而導(dǎo)致的永久變形問題及橡膠老化而導(dǎo)致的剛度變化問題，這樣運用后性能可靠性很差；其它幾個專利雖有提出將金屬彈簧與橡膠結(jié)合做成變剛度的彈性旁承(如CN201010502439)，但卻有不能實現(xiàn)長行程，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此仍有待進一步加以改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有彈性旁承存在的不足，提出一種使用壽命內(nèi)永久變形小、剛度變化小、垂向行程大的常接觸彈性旁承，以適應(yīng)貨車高速、重載發(fā)展的需求。
[0013]為了達到這一目的，本發(fā)明提供了一種鐵路貨車長行程常接觸彈性旁承，包括旁承下體、旁承上體、旁承承載板、橡膠體和金屬彈簧，旁承下體分別與兩個旁承上體通過橡膠體硫化成為一個整體，并通過旁承上體端部與旁承承載板連接，形成兩個并聯(lián)放置的襯套式橡膠彈簧，起著傳遞旁承縱向載荷的作用；在每一個襯套式橡膠彈簧的外側(cè)套裝有金屬彈簧，金屬彈簧位于旁承下體與承載板之間，承擔(dān)旁承大部分的垂向載荷。
[0014]進一步地，所述的金屬彈簧是套在旁承下體與橡膠體硫化的接觸套外，并以旁承下體的接觸套作為金屬彈簧的導(dǎo)柱，金屬彈簧的上端由旁承上體與旁承承載板連接處的外圈作為定位環(huán)，使得金屬彈簧只能在襯套式橡膠彈簧外隨動。
[0015]進一步地，所述的金屬彈簧的燒度范圍為30mm至50mm之間，而襯套式橡膠彈簧工作撓度，大于旁承間隙即可，一般為6_至10_，使得金屬彈簧與襯套式橡膠彈簧組合具有明顯的垂向兩級剛度特性。
[0016]進一步地，所述的襯套式橡膠彈簧的橡膠體為開口朝上的錐套型，橡膠的最大剪切變形量一半大于旁承間隙的2倍。
[0017]進一步地，所述的旁承上體端部以圓軸方式穿入承載板孔中，形成小間隙配合，并通過彈性擋圈固定。