阅读说明：本技术 一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统 (Primary suspension positioning system of railway wagon bogie ) 是由 杨文朋 翟鹏军 卞学谦 刘寅华 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统,包括构架、悬挂装置和转臂,所述悬挂装置设于构架与转臂之间,所述转臂的底部连有轴箱盖,所述悬挂装置包括橡胶垫、外圆弹簧、内圆弹簧和橡胶弹簧,所述转臂的上端设有橡胶弹簧,所述橡胶弹簧的外侧套有与转臂连接的橡胶垫,所述橡胶垫的上端连有内圆弹簧,所述内圆弹簧的上端与构架底部之间设有间隙,所述内圆弹簧套在橡胶弹簧的外部,所述内圆弹簧的外部套有外圆弹簧,所述外圆弹簧的上端与构架连接,所述外圆弹簧的下端与橡胶垫连接,所述构架的下端连有导柱,所述导柱设于内圆弹簧的内部,导柱的下端与橡胶弹簧的上端设有间隙,所述转臂上设有用于固定轴承的定位结构。(The invention discloses a primary suspension positioning system of a railway freight car bogie, which comprises a framework, a suspension device and a rotating arm, wherein the suspension device is arranged between the framework and the rotating arm, the bottom of the rotating arm is connected with a shaft box cover, the suspension device comprises a rubber pad, an outer circle spring, an inner circle spring and a rubber spring, the upper end of the rotating arm is provided with the rubber spring, the outer side of the rubber spring is sleeved with the rubber pad connected with the rotating arm, the upper end of the rubber pad is connected with the inner circle spring, a gap is arranged between the upper end of the inner circle spring and the bottom of the framework, the inner circle spring is sleeved outside the rubber spring, the outer circle spring is sleeved outside the inner circle spring, the upper end of the outer circle spring is connected with the framework, the lower end of the outer circle spring is connected with the rubber pad, the lower end of the framework is connected with a guide pillar, the, and the rotating arm is provided with a positioning structure for fixing the bearing.)

一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统

技术领域

本发明涉及铁路货车技术领域，具体为一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统。

背景技术

轮对悬挂定位是铁路车辆最为关键的系统，特别是对于时速较高的车辆，其纵向、横向、垂向定位刚度以及安全性对车辆的平稳、安全运行至关重要。我国正在开展时速160公里快捷货车开发，其运用速度远高于铁路货车，达到一般客车水平。

我国常规铁路货车具有空重车重量差异大、运行速度低的特点，速度一般低于100km/h。轮对一般采用导框式间隙定位，轮对的轴承通过承载鞍以及侧架导框定位，承载鞍和导框顶面之间有时设置橡胶垫。由于铁路货车采用摇枕中央悬挂作为主悬挂，橡胶垫垂向刚度极大，无法作为一系悬系，存在转向架轮对定位刚度小、间隙式定位存在磨耗、簧下质量大的缺点，提速后无法保证运行的稳定性与安全性，导致货车运行速度不能进一步提高；而铁路客车运行速度普遍高于160km/h，其轮对主要采用转臂式悬挂定位装置，实现了轮对弹性定位，减轻了簧下质量，但铁路客车载荷较为一致，没有明显的空、重车差异，其悬挂系统仅有一级刚度，内部设置橡胶元件是只做止挡作用，不起承载作用，用作货车的轮对悬挂系统存在不能适应空重车载重明显不同的问题。

因此，目前铁路货车与客车的悬挂定位系统无法满足快捷货车的需求。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统，解决了原来的单级刚度不能适应货车空车和重车载荷差异大的问题

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统，包括构架、悬挂装置和转臂，所述悬挂装置设于构架与转臂之间，所述转臂的底部连有轴箱盖，所述悬挂装置包括橡胶垫、外圆弹簧、内圆弹簧和橡胶弹簧，所述转臂的上端设有橡胶弹簧，所述橡胶弹簧的外侧套有与转臂连接的橡胶垫，所述橡胶垫的上端连有内圆弹簧，所述内圆弹簧的上端与构架底部之间设有间隙，所述内圆弹簧套在橡胶弹簧的外部，所述内圆弹簧的外部套有外圆弹簧，所述外圆弹簧的上端与构架连接，所述外圆弹簧的下端与橡胶垫连接，所述构架的下端连有导柱，所述导柱设于内圆弹簧的内部，导柱的下端与橡胶弹簧的上端设有间隙，所述转臂上设有用于固定轴承的定位结构。

优选的，所述橡胶垫的上、下端面均连有连接环，上端的连接环的上端设有定位环，所述定位环套在内圆弹簧的外侧，所述外圆弹簧套在定位环的外侧。

优选的，所述橡胶弹簧的下端设有固定板，所述固定板设于转臂与橡胶垫下端的连接环之间。

优选的，所述转臂的上端面设有固定槽，所述固定板设于固定槽内。

优选的，所述橡胶弹簧为圆台状，橡胶弹簧的侧壁上均匀设有环状的凹槽。

优选的，所述定位结构为设置在转臂底部的第一轴承槽和轴箱盖上端的第二轴承槽，所述第一轴承槽与第二轴承槽位置对应。

优选的，所述转臂与轴箱盖的一侧盖有前盖。

优选的，所述第一轴承槽与第二轴承槽的深度为10mm～15mm。

优选的，所述内圆弹簧的上端与构架底部之间的间隙为5mm～16mm。

优选的，所述导柱的下端与橡胶弹簧的上端之间的间隙为20mm～35mm。

与现有技术相比，发明的有益效果是：

1、本发明实现了高速快捷货车转向架轮对由紧固件定位到刚性定位的转变，实现运行可靠性；通过多级刚度悬挂装置，基于转臂定位结构实现了货车空、重车大载荷变化需要的悬挂能力，解决了原来的单级刚度不能适应货车空车和重车载荷差异大的问题，通过多级刚度，满足了货车高速运行的安全性与稳定性。

2、本发明通过第一轴承槽与第二轴承槽的侧壁形成限位轴承的定位结构，从而实现对轮轴上的轴承的横向刚性定位，同时不影响轴承密封部件的自由转动。

3、本发明将橡胶弹簧设计为圆台状，满足了车辆卸载后转臂组成与构架张口角度变大导致的内圆弹簧与橡胶弹簧外端不干涉的要求，提高了使用的可靠性。

4、本发明通过在连接环上设置定位环，从而实现对内圆弹簧和外圆弹簧下端的固定；为了方便对橡胶弹簧固定，在转臂的上端面设有固定槽，固定板设于固定槽内，通过橡胶垫下端的连接环将固定板压紧在固定槽内实现固定，装配方式简单，固定可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为橡胶弹簧的结构示意图。

图中：1-构架；2-外圆弹簧；3-内圆弹簧；4-导柱；5-橡胶弹簧；501-凹槽；502-固定板；6-橡胶垫；601-连接环；602-定位环；7-转臂；701-第一轴承槽；702-固定槽；8-前盖；9-轴箱盖；901-第二轴承槽；10-轴承；11-轮轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种铁路货车转向架的一系悬挂定位系统，包括构架1、悬挂装置和转臂7，所述悬挂装置设于构架与转臂7之间，转臂7一端采用常规技术通过球铰和紧固件固定在转向架构架1上，转臂7另一端采用分体式结构，转臂7的另一端带有半圆形安装面，与同样带有半圆形安装面的轴箱盖9通过紧固件固定构成完整的用于容纳轮对端部轴承10的轴箱孔，如图2所示，转臂7的底部设有第一轴承槽701，轴箱盖9上设有与第一轴承槽701位置对应的第二轴承槽901，第一轴承槽701与第二轴承槽901的深度为10mm～15mm，第一轴承槽701与第二轴承槽901的侧壁形成限位轴承10的定位结构，从而实现对轮轴11上的轴承的横向刚性定位，同时不影响轴承密封部件的自由转动，前盖8通过螺栓组装在转臂7外侧，仅作为密封转臂7轴箱孔之用，不承受轴承横向力。

悬挂装置包括橡胶垫6、外圆弹簧2、内圆弹簧3和橡胶弹簧5，转臂7的上端设有橡胶弹簧5，橡胶弹簧5的外侧套有与转臂7连接的橡胶垫6，橡胶垫6为环形结构，使用螺栓安装在转臂7顶面；内圆弹簧3与外圆弹簧2为内外嵌套的钢弹簧，坐落在橡胶垫6的顶部，外圆弹簧2自由高度高于内圆弹簧3，形成两级刚度弹簧组，空车时，仅外圆弹簧2承载，外圆弹簧2与内圆弹簧3之间存在高度差a，a为5mm～16mm，橡胶弹簧5位于橡胶垫6的内部，橡胶弹簧5的下端固定在转臂7顶面，并被橡胶垫6的底部压紧；构架1的下端连有导柱4，导柱4设于内圆弹簧3的内部，空车时，橡胶弹簧5顶面与导柱4的底面存在间隙b，b为20～35mm，该间隙b大于间隙a。由于货车空、重车载荷差异大，从空车到重车，转臂7顶面与水平面的角度发生较大变化，橡胶弹簧5的高度为100mm～140mm，为避免空车时橡胶弹簧5的顶部向外倾斜与内圆弹簧3接触，如图3所示，将橡胶弹簧5设计为圆台状，满足了车辆卸载后转臂7组成与构架1张口角度变大导致的内圆弹簧3与橡胶弹簧5外端不能干涉的要求，为了提高弹性，橡胶弹簧5的侧壁上均匀设有环状的凹槽501。

为了保证内圆弹簧3与外圆弹簧2下端固定的可靠性，在橡胶垫6的上、下端面均连有连接环601，上端的连接环601的上端设有定位环602，定位环602套在内圆弹簧3的外侧，外圆弹簧2套在定位环602的外侧，从而实现对内圆弹簧3和外圆弹簧2下端的固定。

为了方便对橡胶弹簧5固定，橡胶弹簧5的下端设有固定板502，转臂7的上端面设有固定槽702，固定板502设于固定槽702内，固定板502的上端与转臂7的上端对齐，通过橡胶垫6下端的连接环601将固定板502压紧在固定槽702内实现固定，连接环601与上臂之间螺栓连接。

工作原理：

转臂7组成安装后，轮轴11上的轴承固定在轴箱孔内的第一轴承槽701和第二轴承槽901内，轮对横向力可以通过轴承-转臂7-构架1的路径传递，避免了传统结构的前盖8和/或后挡紧固件受力导致的风险。

悬挂装置由橡胶垫6、不等高的外圆弹簧2、内圆弹簧3以及橡胶弹簧5构成了三级承载结构。空车时，仅橡胶垫6和外圆弹簧2串联承载；半载时，外圆弹簧2与内圆弹簧3顶部的高度差a消除，两个弹簧并联后再与橡胶垫6串联同时承载，承载刚度变大，与载荷匹配，此时橡胶弹簧5与导柱4的间隙b减小到b-a；车辆满载后，橡胶弹簧5与导柱4的间隙也被消除，橡胶垫6、外圆弹簧2、内圆弹簧3、橡胶弹簧5都承载，达到最大刚度。

由于货车载重大，从空车到重车以及动载荷下，转臂7的上平面与水平面的角度将有较大变化，外圆弹簧2、内圆弹簧3的顶面和底面也会产生较大的夹角使弹簧弯曲，减少疲劳寿命，通过设置橡胶垫6，使弹簧的弯曲程度减小，提高了疲劳寿命。

一系悬挂定位系统实现了快捷货车转向架轮对由紧固件定位到刚性定位的转变，实现运行可靠性；通过多级刚度悬挂装置，基于转臂7定位结构实现了货车空重车大载荷变化需要的悬挂能力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。