帶有摩擦阻尼的鐵路車輛轉向架的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]傳統(tǒng)三件套式鐵路貨運車輛轉向架包括一個搖枕和兩個側架。側架在其端部由輪對支撐。承載車身的搖枕在中央貫穿側架延伸。搖枕利用阻尼摩擦閘瓦被支撐在懸掛彈簧上，所述阻尼摩擦閘瓦位于支撐搖枕的側架中。懸掛裝置包括支撐搖枕的載荷彈簧和支撐摩擦閘瓦的控制彈簧。摩擦閘瓦包括在凹坑中承靠搖枕上的傾斜表面，所述凹坑具有配合傾斜表面。彈簧力作用于靠在搖枕的傾斜支撐件上的摩擦閘瓦，由此產生一楔入力作用于側架。通過楔入力作用于靠著側架的平表面并沿著該平表面滑動的摩擦閘瓦平表面而產生阻尼。由此在摩擦閘瓦平表面與側架平表面之間形成的楔入力和摩擦力產生了相對于運動的滑動阻力。摩擦閘瓦滑動阻力隨著彈簧的壓縮而增大。摩擦閘瓦滑動阻力主要用于豎向阻尼；但是，摩擦閘瓦滑動阻力也與側向運動有關。
[0002]傳統(tǒng)三件套式鐵路貨運車輛轉向架的速度由于側向軌道位移的不規(guī)則而受到限制，這種不規(guī)則引發(fā)車輪轉向力不均勾。不均勻的轉向力伴有轉向架和車身慣性，導致轉向架轉向或搖擺。這種不穩(wěn)定過程不斷重復，呈現(xiàn)隨著貨運車輛速度增大的正弦曲線軌跡。這種不穩(wěn)定被稱作蛇行運動，是傳統(tǒng)三件套式鐵路貨運車輛轉向架中使用的錐形車輪胎面表面設計所固有的。側向軌道位移的不規(guī)則被傳遞至輪對并被傳遞至側架中，產生側架的側向位移。側架的側向位移通過摩擦閘瓦傳遞到搖枕中，最后從搖枕傳遞到車身中。側向位移提供位移車身所需的能量。位移能量然后與足夠的慣性一起回彈，以將車身經由中間位置返回。位移能量慣性繼續(xù)經由轉向架并經由輪對返回。每對錐形車輪由輪軸剛性地連接。剛性連接的車輪和輪軸被稱作輪對。輪對之間相對于軌道位置的側向位移導致錐形車輪的滾動半徑產生差異。這種滾動半徑變化則導致每個車輪沿導軌行進的距離產生差異，這使輪對搖擺并企圖轉動轉向架。由此導致轉向架在導軌上不穩(wěn)定并導致車輪過度磨損。
[0003]本發(fā)明涉及從輪對到車身的位移能量路徑的去耦合以及返回到輪對的車身回彈能量的去耦合。通過側向去耦合摩擦閘瓦將位移能量傳遞至輪對或車身或者摩擦閘瓦從輪對或車身傳遞位移能量的能力，防止位移能量使輪對相對于軌道位移。這轉而又防止輪對搖擺以及防止貨運車輛轉向架在沿著導軌行進時的正弦曲線軌跡。

【發(fā)明內容】

[0004]傳統(tǒng)三件套式鐵路貨運車輛轉向架的速度由于轉向架的不穩(wěn)定而受到限制，所述轉向架的不穩(wěn)定沿著軌道呈現(xiàn)隨著速度而增大的正弦曲線軌跡。這種不穩(wěn)定被稱作蛇行運動，是傳統(tǒng)三件套式鐵路貨運車輛轉向架的錐形車輪胎面設計中所固有的。側向軌道位移的不規(guī)則被傳遞至輪對，經由側架和摩擦閘瓦傳遞到搖枕中，最后從搖枕傳遞到車身中。車身利用足夠的位移能量慣性回彈經由轉向架并經由輪對返回。輪對之間相對于軌道位置的側向位移導致錐形車輪的滾動半徑產生差異，從而改變車輪沿著導軌行進的距離，這使輪對搖擺并轉動轉向架。
[0005]本發(fā)明涉及從輪對到車身的位移能量路徑的去耦合以及返回到輪對的車身回彈能量的去耦合。通過側向去耦合摩擦閘瓦將位移能量傳遞至輪對或車身或者摩擦閘瓦從輪對或車身傳遞位移能量的能力，防止位移能量使輪對相對于軌道位移，轉而又防止輪對搖擺以及防止轉向架在沿著導軌行進時的正弦曲線軌跡。
【附圖說明】
[0006]在附圖中，
[0007]圖1是適用于本發(fā)明的所有實施例的三件套式鐵路貨運車輛轉向架組件的透視圖；
[0008]圖2是本發(fā)明的第一實施例的傳統(tǒng)三件套式鐵路貨運車輛轉向架的局部細節(jié)剖視圖；
[0009]圖3是本發(fā)明的第一實施例的帶有低摩擦材料插件的摩擦閘瓦的視圖；
[0010]圖3A是本發(fā)明的第一實施例的摩擦閘瓦和低摩擦材料的分解圖；
[0011]圖4是本發(fā)明的第二實施例的鐵路轉向架搖枕端部的局部視圖和摩擦閘瓦的分解圖；
[0012]圖5是適用于本發(fā)明的所有實施例的搖枕端部和摩擦閘瓦側向去耦合間隙的局部視圖；
[0013]圖5A是適用于本發(fā)明的所有實施例的搖枕端部和摩擦閘瓦側向去耦合間隙的局部視圖；
[0014]圖6是依照本發(fā)明的第三實施例的三件套式鐵路貨運車輛轉向架的局部細節(jié)剖視圖；
[0015]圖7是依照本發(fā)明的第三實施例的摩擦閘瓦和低摩擦材料的視圖；
[0016]圖7A是本發(fā)明的第三實施例的摩擦閘瓦和低摩擦材料的分解圖以及摩擦閘瓦的楔入側向去耦合間隙的視圖；
[0017]圖8是本發(fā)明的第三實施例的三件套式鐵路貨運車輛轉向架的摩擦閘瓦側向去耦合間隙的透視剖視圖；和
[0018]圖8A是本發(fā)明的第三實施例的三件套式鐵路貨運車輛轉向架的摩擦閘瓦側向去耦合間隙的透視剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在參照圖1，是三件套式鐵路貨運車輛轉向架組件I的透視圖，可以看到，該轉向架組件I包括兩個側向間隔開的側架2和13，搖枕3在這兩個側架2和13之間延伸?？梢钥吹?，搖枕3包括貫穿側架開口 16延伸的搖枕端部14和15?？梢钥吹?，懸掛彈簧10支撐搖枕端部15以及支撐用于側向去耦合摩擦閘瓦11的變體，應當明白，如圖1所示的鐵路貨運車輛轉向架組件I也可以布置成容置摩擦閘瓦11，或者還通過引入如圖4所示的位于搖枕傾斜表面上的凹部21而容置摩擦閘瓦19。第一變體是在搖枕3與摩擦閘瓦11或19之間的側向去耦合，參見圖3和圖4。摩擦閘瓦11或19的摩擦常數(shù)與低摩擦材料襯墊17或襯墊20以及接收相應襯墊的凹部不同。第二變體是在如圖7所示的摩擦閘瓦26與側架
2、13之間的側向去耦合。摩擦閘瓦11或19或26提供了側架2、13與搖枕3之間的滑動阻力形式的豎向阻尼。摩擦閘瓦11或19或26具有去耦合機構，該去耦合機構提供了相對于偵_ 2、13與搖枕3之間的運動的滑動阻力形式的側向阻尼?？梢钥吹?，搖枕3包括一對側向間隔開的側軸承4和位于搖枕的上表面上的搖枕心盤12。輪對5包括套壓在輪軸7上的兩個車輪6。輪對5具有安裝在輪軸7的兩端處的軸承8。輪對5的軸承8在軸承適配器9上支撐側架2和13。
[0020]側架2、13和搖枕3通常由單個鑄鋼結構構成。輪軸7通常由鍛鋼單體結構構成。車輪6通常為單體鑄鋼結構。
[0021]現(xiàn)在參照圖2，顯示了三件套式鐵路貨運車輛轉向架組件I的局部細節(jié)剖視圖以及搖枕3和側架2的局部橫截面的細節(jié)圖。搖枕端部15貫穿側架開口 16延伸并由懸掛彈簧10支撐，懸掛彈簧10自己則支撐在側架2的彈簧支撐區(qū)段上。懸掛彈簧10包括支撐搖枕3的載荷彈簧24。懸掛彈簧10還包括支撐摩擦閘瓦11或19的控制彈簧23，摩擦閘瓦承靠低摩擦材料襯墊17或20，低摩擦材料襯墊17或20傾斜地承靠搖枕3的互補傾斜表面。通過楔入力作用于摩擦閘瓦11或19的平表面而產生阻尼，該平表面靠著側架2的豎向磨耗板25并沿著該豎向磨耗板滑動。
[0022]現(xiàn)在參照圖3和3A，顯示了三件套式鐵路貨運車輛轉向架的摩擦閘瓦11和低摩擦材料17的分解圖。摩擦閘瓦11典型地由已被熱處理成布氏硬度約為500以防止由于相鄰表面彼此摩擦引起的材料損耗的鑄鋼或鐵構成。摩擦閘瓦11在其傾斜表面上具有凹部18，該凹部18具有互補的深度和形狀來保持低摩擦材料襯墊17。低摩擦材料襯墊17優(yōu)選是充有亞麻布和石墨的苯酚或注有玻璃纖維和石墨的聚合物，襯墊17的典型靜摩擦系數(shù)為0.2到0.5，動摩擦系數(shù)為0.01到0.2。
[0023]現(xiàn)在參照圖4和4A，顯示了三件套式鐵路貨運車輛轉向架的搖枕端部15和摩擦閘瓦19的視圖。搖枕3顯示為在搖枕端部15中具有凹部21。凹部21具有互補的深度和形狀來保持低摩擦材料襯墊20。低摩擦材料襯墊20優(yōu)選由充有亞麻布和石墨的苯酚或注有玻璃纖維和石墨的聚合物構成。摩擦閘瓦19典型地由已被熱處理成布氏硬度約為500以防止由于相鄰表面彼此摩擦引起的材料損耗的鑄鋼或鐵構成。襯墊20的典型靜摩擦系數(shù)為0.2到0.5，動摩擦系數(shù)為0.01到0.2。
[0024]現(xiàn)在參照圖5，顯示了三件套式鐵路貨運車輛轉向架的搖枕端部15和摩擦閘瓦11的側向去耦合間隙的視圖。該配置同樣適用于摩擦閘瓦19和襯墊20。摩擦閘瓦11或19與形成搖枕3中的摩擦閘瓦凹坑的壁22A、22B之間具有空隙22，該空隙允許橫跨搖枕端部15側