[发明专利]用于摆式铁路货车的圆弧面副承载鞍组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于摆式铁路货车的圆弧面副承载鞍组件。

背景技术

货物列车转向架中有两个侧架，一个侧架的前后两端分别安装承载鞍组件，通过承载鞍组件与轮轴的轴承相连，也即，承载鞍组件是货物列车转向架中连接侧架与轴承的传力组件。图6是现有的摆式货车承载鞍组件的解体图。如图6所示，现有摆式铁路货车承载鞍组件的构成是：摇动座2＇的上部固定在侧架1导筐1a内，承载鞍4＇置于摇动座2＇下方的侧架1的导筐1a内，且承载鞍4＇上部的凹形弧面与摇动座2＇下部的凸圆弧面活动配合。由于凹形弧面的半径大于凸圆弧面的半径，因此二者的配合是线配合。承载鞍4＇下部与轴承外圈接触配合。侧架1摆动带动摇动座2＇在承载鞍4＇的凹弧面上摆动，以侧偏线接触的形式，把力传到承载鞍4＇，再传到轴承5上。由于以侧偏线接触的方式传力，接触处受力大，承载鞍4＇及与承载鞍4＇配合的轴承5的受力不均匀，局部应力大，摇动座、承载鞍和轴承容易产生疲劳破坏。

同时，该类承载鞍摇动座2＇的回转中心具有开放性，对侧架1的偏摆角度在承载鞍组件上没有做限制。图7a、图7b、图7c分别是现有摆式货车承载鞍组件在侧架不摆、左摆、右摆三种情况下的摇动座传力、承载鞍及轴承受力的力学原理图(三图中承载鞍及轴承的视图方向为图6的右视方向)。结合图6及图7a可看出：侧架1无偏摆时，摇动座2＇向承载鞍4＇传递垂直向下的载荷F，这时承载鞍4＇无偏载、摇动座2＇的回转中心A处于最上端。图7b则示出：侧架1下端向左侧摆动时，通过摇动座2＇向承载鞍4＇传递垂直向下的载荷F和横向向左的载荷P，这时承载鞍4＇左侧偏载、摇动座2＇的回转中心B偏右且低于最高点A。图6及图7c示出：侧架1下端向右侧摆动时，通过摇动座2＇向承载鞍4＇传递垂直向下的载荷F和横向向右的载荷P，这时承载鞍4＇右侧偏载、摇动座2＇的回转中心C偏左且低于最高点A。摇动座2＇以线接触的方式把力传递到承载鞍4＇。

图6及图7a、图7b、图7c示出，如果侧架1下端要从左摆向右侧，这时候横向力从向左变为向右，需要克服摇动座2＇与承载鞍4＇之间的摩擦力、阻力矩F·L_BE(L_BE是力F的力臂)和摇动座2＇回转中心由B点升到A点的势能才能实现。回摆力不够时，就形成了所谓的摇动座2＇“卡死”现象，不能实现摆动功能。侧架1从左摆向右侧的情况类似。另外，由于制造、装配、磨损等原因造成侧架1和摇动座2＇的轴线与承载鞍4＇的轴线不垂直时，摇动座2＇将以歪斜的方式与承载鞍4＇接触，不仅承载鞍4＇与轴承2＇受歪斜载荷，还会使侧架1丧失摆动功能。如果丧失摆动功能，承载鞍4＇和轴承5惰性地偏向一侧受力，使局部疲劳损伤加剧，降低摇动座2＇、承载鞍4＇和轴承5的疲劳寿命。

因此，现有摆式铁路货车承载鞍组件具有线传力、偏载、易卡死的缺点，从而降低摇动座、承载鞍和轴承寿命，难以保障摆式列车转向架侧架的摆动功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于摆式铁路货车的圆弧面副承载鞍组件，装配在侧架两端。该承载鞍组件能使轴承受载均匀，侧架摆动功能可靠，摇动座、承载鞍和轴承疲劳寿命长。

本发明实现其发明的目的所采用的技术方案是：一种用于摆式铁路货车的圆弧面副承载鞍组件，含有固定在侧架的导筐内的摇动座、摇动座下方的承载鞍，承载鞍下部与轴承外圈接触配合。其结构特点是，摇动座上表面两端镶嵌在侧架的导筐上部的两边，摇动座的下方有一拱形柱，该拱形柱的上部为凸圆弧面，底部为平面，摇动座下表面的凹圆弧面与拱形柱的凸圆弧面面配合，拱形柱的底部平面与承载鞍的顶部平面相连。

图5a、图5b、图5c分别是本发明在侧架不摆、左摆、右摆三种情况下，拱形柱及承载鞍的受力力学原理图。图1及图5a、图5b、图5c示出，本发明的工作过程和力学原理是：摇动座以面接触方式将来自侧架的力传递给拱形柱、承载鞍及其下方的轴承。侧架左摆时，主要通过拱形柱的凸圆弧面的右侧面传力，合力∑F方向指向承载鞍的中心附近，无偏载；侧架右摆时，主要通过拱形柱的凸圆弧面的左侧面传力，合力∑F方向也指向承载鞍的中心附近，也无偏载。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：