一种轴箱悬挂装置及转向架的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其是铁路货车的轴箱悬挂装置。本发明还涉及设有所述轴箱悬挂装置的转向架。

背景技术：

铁路货车一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等，其中，转向架的作用是支承车体，引导车辆沿轨道行驶，并承受来自车体及线路的各种载荷。因此，转向架是铁路货车的重要组成部分，是影响车辆动力学性能的核心部件。

铁路货车转向架有焊接构架式转向架和铸钢三大件式转向架两大类，其中焊接构架式转向架主要由构架组成、基础制动装置、轴箱悬挂减振装置和弹性旁承等组成，轴箱悬挂装置由轮对及安装到轮对上的轴箱、弹簧、斜楔及承载鞍等组成，轴箱悬挂装置与车辆的动力学性能强相关，直接决定和影响车辆的动力学性能。

请参考图1，图1为一种典型的y25型构架式转向架的结构示意图。

如图所示，其轴箱悬挂装置由弹簧1′、弹簧帽2′、吊环3′及轴箱4′

等组成，轮对一侧为导框刚性定位，对侧采用吊环3′、弹簧帽3′结构的减振装置，吊环3′一端安装在导框5′的凸出悬臂轴上，另一端安装在弹簧帽2′凸出的悬臂轴上，凸起的悬臂轴分别焊接在导框5′和弹簧帽2′上。

这种结构主要存在以下缺点：首先，吊环3′安装在悬臂轴上，悬臂轴为焊接结构，结构受力不够理想，工艺性、可靠性差。其次，与轴箱4′配合的摩擦面磨耗后，吊环3′角度变小，会导致减振性能下降。再者，吊环3′、悬臂轴磨耗后，吊环3′角度变小，也会导致减振性能下降。最后，结构复杂，零件数量过多，制造难度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轴箱悬挂装置。该装置能够提升车辆动力学性能，确保车辆动力学性能持续稳定。

本发明的另一目的在于提供一种设有所述轴箱悬挂装置的转向架。

为实现上述目的，本发明提供一种轴箱悬挂装置，包括轴箱和分别位于所述轴箱两侧的导框，所述导框与所述轴箱的弹簧承载部之间分别设有弹簧，所述导框中的一者或两者与所述弹簧之间设有摆动块和弹簧减振档；所述摆动块的上端与所述导框以具有转动自由度的方式相配合，所述摆动块的下端与所述弹簧减振档以具有转动自由度的方式相配合，且所述摆动块与竖向方向之间具有倾斜的角度，其下端偏向于所述轴箱；所述弹簧减振档在对应于所述轴箱的一侧设有第一接触面，并通过所述第一接触面压紧贴合于所述轴箱侧面的第二接触面，所述第一接触面与第二接触面能够相对移动。

优选地，所述摆动块的两端分别设有支撑用圆柱面，所述导框的内顶部和所述弹簧减振档的顶部分别设有凹形圆弧面；所述摆动块的上端通过圆柱面与所述导框的凹形圆弧面相配合，所述摆动块的下端通过圆柱面与所述弹簧减振档的凹形圆弧面相配合；

和/或，所述摆动块的两端设有销轴孔，其上端通过销轴与所述导框连接，其下端通过销轴与所述弹簧减振档连接。

优选地，所述弹簧减振档设有侧立的接触板，所述接触板的竖直面形成所述第一接触面，所述轴箱侧面的竖直面形成所述第二接触面，所述第一接触面与第二接触面能够沿竖直方向相对移动；或者，

所述弹簧减振档设有侧立的接触板，所述接触板的竖直面设有凹槽，所述凹槽内镶装有磨耗板，所述磨耗板的竖直面形成所述第一接触面，所述轴箱侧面的竖直面形成所述第二接触面，所述第一接触面与第二接触面能够沿竖直方向相对移动。

优选地，所述弹簧减振档的底部放置于弹簧的上平面，其底面上设有从上端伸入弹簧的空心圆柱体。

优选地，所述弹簧减振档的主体部分呈圆盘形，其顶部具有第一顶面和第二顶面，所述第二顶面高于所述第一顶面且所述第二顶面处于邻近所述第一接触面的一侧，所述第一顶面与第二顶面之间为过渡斜面，所述弹簧减振档的凹形圆弧面位于所述过渡斜面。

优选地，所述摆动块的侧向投影呈两头尺寸大于中间尺寸的哑铃形状或两头尺寸与中间尺寸相同的等宽形状。

优选地，所述设有摆动块和弹簧减振档的导框呈开口向下的罩体形状，其邻近所述轴箱的一侧设有向下延伸的侧壁部，所述侧壁部开设有供所述弹簧减振档横向穿过的框口。

优选地，所述两个导框中仅一个导框与其弹簧之间设有所述摆动块及弹簧减振档；和/或，所述导框内设有单个所述摆动块。

为实现上述另一目的，本发明提供一种转向架，包括构架总成、悬挂装置、轮对以及旁承，所述悬挂装置包括上述任一项所述的轴箱悬挂装置，所述轴箱悬挂装置的导框顶面与所述构架总成的侧梁下盖板焊接为整体结构。

优选地，为二轴或多轴转向架，其左、右两端部轮对设置有所述轴箱悬挂装置，且所述轴箱悬挂装置的摆动块及弹簧减振档位于所述左、右两端部轮对的内侧或外侧。

本发明所提供的轴箱悬挂装置设有弹簧减振档，并在导框与弹簧减振档之间设有摆动块，车辆运动时，弹簧减振档和摆动块可以将弹簧力传递给导框，同时，由于摆动块与竖直方向之间具有倾斜的角度，因此，可以使弹簧减振档产生水平分力，在水平分力作用下，弹簧减振档的第一接触面与轴箱的第二接触面压紧贴合，进而可以通过相对位移产生的摩擦力起到阻尼作用，实现减振功能。这种导框内置倾斜摆动块的结构，在提供车辆减振功能的同时，还可以实现轮对纵向定位功能，具有结构简单、可靠性高、定位效果好、制造难度低、零部件数量少、磨耗后减振效果不下降等效果。

本发明所提供的转向架设有所述轴箱悬挂装置，由于所述轴箱悬挂装置具有上述技术效果，则设有该轴箱悬挂装置的转向架也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为一种典型的y25型构架式转向架的结构示意图；

图2为本发明第一实施例公开的一种三轴构架式转向架的结构示意图；

图3为图2中右端轮对的局部剖视图；

图4为图3中所示位于轴箱内侧的导框的轴侧图；

图5为图4所示导框的剖视图；

图6为图5的左视图；

图7为图2中所示摆动块的结构示意图；

图8为图7所示摆动块的左视图；

图9为图3中所示弹簧减振档的轴侧图；

图10为图9所示弹簧减振档的侧视图；

图11为图10的俯视图；

图12为图10的左视图；

图13为图3中所示轴箱的结构示意图；

图14为图13所示轴箱的俯视图；

图15为本发明第二实施例公开的一种三轴构架式转向架的结构示意图；

图16为图15中左端轮对的局部剖视图；

图17为本发明第三实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；

图18为本发明第四实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；

图19为本发明第五实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；

图20为本发明第六实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；

图21为本发明第七实施例公开的轴箱悬挂装置的结构示意图；

图22为本发明第八实施例公开的摆动块的结构示意图；

图23为图22所示摆动块的左视图。

图1中：

弹簧1′弹簧帽2′吊环3′轴箱4′导框5′

图2至图23中：

1.轴箱1-1.弹簧承载部1-2.第二接触面2.第一导框2-1.凹形圆弧面2-2.侧壁部2-3.框口3.第二导框4.弹簧5.弹簧减振档5-1.第一接触面5-2.凹形圆弧面5-3.空心圆柱体5-4.第一顶面5-5.第二顶面5-6.过渡斜面5-7.接触板5-8.凹槽6.摆动块6-1.圆柱面6-2.销轴孔7.构架8.磨耗板9.承载鞍10.橡胶垫11.悬挂装置12.轮对13.旁承

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，说明书文字有对方向定义的部分，优先采用文字定义的方向，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图2、图3，图2为本发明第一实施例公开的一种三轴构架式转向架的结构示意图；图3为图2中右端轮对的局部剖视图。

如图所示，在一种具体实施例中，以三轴构架式转向架为例对轴箱悬挂装置的结构进行说明，该转向架主要由构架及三条轮对组成，就图2所示的方位来讲，分别为左端轮对、中间轮对和右端轮对，其中，左、右两端轮对采用了图3所示的轴箱悬挂装置，而且，左、右两端轮对的轴箱悬挂装置镜像对称。

如图3所示的右端轮对的轴箱悬挂装置，其主要由轴箱1、第一导框2、第二导框3、弹簧4、弹簧减振档5、以及摆动块6等组成。

第一导框2和第二导框3均焊接到构架7的侧梁下平面，分别位于轴箱1的两侧，轴箱1的底部具有分别向左右横向延伸的弹簧承载部1-1，第一导框2和第二导框3与弹簧承载部1-1之间分别设有弹簧4，弹簧4放置在轴箱1两侧的弹簧承载部1-1。

其中，位于内侧的第一导框2与其下方的弹簧4之间设有单个摆动块6和弹簧减振档5；摆动块6位于弹簧减振档5与第一导框2之间，支撑在第一导框2的内部，摆动块6的上端与第一导框2以具有转动自由度的方式相配合，摆动块6的下端与弹簧减振档5以具有转动自由度的方式相配合，且摆动块6与竖向方向之间具有倾斜的角度，其下端偏向于轴箱1；弹簧减振档5在对应于轴箱1的一侧设有第一接触面5-1，并通过第一接触面5-1压紧贴合于轴箱1侧面的第二接触面1-2，第一接触面5-1与第二接触面1-2能够相对移动。

左侧弹簧4的上平面支撑在弹簧减振档5的下平面，将弹簧力传递给弹簧减振档5，通过弹簧减振档5将力传递给摆动块6和第一导框2，进一步通过第一导框2将弹簧力传递给构架7；右侧弹簧4的上平面支撑在第二导框3的下平面，通过第二导框3将弹簧力传递给构架7，第二导框3的竖平面可以与轴箱1右侧刚性或弹性(例如，镶装非金属弹性件)接触配合，也可以在第二导框内3设置斜楔。

其工作原理是，利用摆动块6与竖直方向存在的夹角，将来自弹簧4的竖直支撑力分解产生水平力，使弹簧减振档5产生向右的力，使弹簧减振档5右端竖直面对轴箱1左侧竖直面产生正压力，并使右侧产生水平支反力，当轴箱1相对弹簧减振档5产生垂直相对位移时，可在竖向方向上产生摩擦力，进而在摩擦力作用下产生阻尼作用，实现减振功能。

请参考图4、图5、图6，图4为图3中所示位于轴箱内侧的导框的轴侧图；图5为图4所示导框的剖视图；图6为图5的左视图。

如图所示，第一导框2呈开口向下的罩体形状，其顶面为平面，与构架7侧梁下盖板焊接为整体结构，第一导框2内顶部设置有偏向于左侧的凹形圆弧面2-1，其邻近轴箱1的一侧设有向下延伸的侧壁部2-2，侧壁部2-2开设有供弹簧减振档5横向穿过的框口2-3，此框口2-3与弹簧减振档5之间留有足够的间隙，以避免弹簧减振档5相对于第一导框2上下移动时，与第一导框2相干涉。

请参考图7、图8，图7为图2中所示摆动块的结构示意图；图8为图7所示摆动块的左视图。

如图所示，摆动块6具有一定长度和厚度，其在侧向投影上呈两头大、中间细的哑铃形状，摆动块6在第一导框2和弹簧减振档5之间承受压力，可以根据需要设定不同的倾斜角度。

摆动块6的两端分别设有支撑用圆柱面6-1，分别与第一导框2内顶部和弹簧减振档5顶部的凹形圆弧面相对应，摆动块6的上端通过圆柱面6-1与第一导框2的凹形圆弧面2-1相配合，摆动块6的下端通过圆柱面6-1与弹簧减振档5的凹形圆弧面5-2相配合，形成圆柱面配合结构。

安装后的摆动块6位于第一导框2的内部，并支撑在弹簧减振档5与第一导框2之间，摆动块6结构简单、采用无焊接连接，可靠性高，制造工艺性好。

当然，摆动块6在侧向投影上也可以呈两头尺寸与中间尺寸相一致的等宽形状。

请参考图9至图12，图9为图3中所示弹簧减振档的轴侧图；图10为图9所示弹簧减振档的侧视图；图11为图10的俯视图；图12为图10的左视图。

如图所示，弹簧减振档5的主体部分呈圆盘形，其下平面为弹簧支撑面，下部的空心圆柱体5-3伸入弹簧4内部提供弹簧定位，其顶部具有第一顶面5-4和第二顶面5-5，第二顶面5-5高于第一顶面5-4且第二顶面5-5处于邻近第一接触面5-1的一侧，第一顶面5-4与第二顶面5-5之间为过渡斜面5-6，弹簧减振档5的凹形圆弧面5-2位于过渡斜面5-6上，这样可以更好的产生向右的水平分力。

弹簧减振档5的右侧设有侧立的接触板5-7，接触板5-7与主体可以为一体式结构或分体组装式结构，接触板5-7的竖直面设有凹槽5-8，凹槽5-8内镶装有磨耗板8，磨耗板8的竖直面形成第一接触面5-1，轴箱1左侧的竖直面形成第二接触面1-2，第一接触面5-1与第二接触面1-2压紧贴合，并能够沿竖直方向相对移动。

当弹簧减振档5与轴箱1配合的摩擦面，以及摆动块6、弹簧减振档5、第一导框2的配合面磨耗后，摆动块6倾斜角度变大，能够使减振性能及纵向定位刚度增强。

当然，接触板5-7的竖直面也可以直接形成第一接触面5-1，然后与轴箱1侧面的第二接触面1-2压紧贴合，并能够沿竖直方向相对移动。

请参考图13、图14，图13为图3中所示轴箱的结构示意图；图14为图13所示轴箱的俯视图。

如图所示，轴箱1内可设置为圆弧型直接与轴承配合，此外，轴箱1内还可设置承载鞍9及橡胶垫10的不同组合方案。

轴箱1每侧的弹簧4为不等高的内、外圆弹簧组成，空车时外簧承载，重车时内外簧共同承载，也可以空车内簧承载，重车时内外簧共同承载，还可以内、外簧等高，空重车时内外圆弹簧均承载。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如：

在第二实施例中，左端轮对的两侧对称设置摆动块6及弹簧减振档5(见图15、图16)。

在第三实施例中，转向架在左端轮对的外侧设置摆动块6及弹簧减振档5(见图17)。

在第四实施例中，转向架在右端轮对的内侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9(见图18)。

在第五实施例中，转向架在左端轮对的外侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9(见图19)。

在第六实施例中，转向架在左端轮对的外侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9和橡胶垫10(见图20)。

在第七实施例中，转向架在右端轮对的内侧设置摆动块6及弹簧减振档5，并在轴箱1内设置有承载鞍9和橡胶垫10(见图21)。

也就是说，在不同的实施例中，既可以在轴箱1内设置承载鞍9，也可以在轴箱1内设置承载鞍9和橡胶垫10，以满足不同的性能需要。

如图22、图23所示，在另外一些实施例中，摆动块6的两端设有销轴孔6-2，其上端通过销轴与第一导框2连接，其下端通过销轴与弹簧减振档5连接，同样能够实现摆动和传递压力的功能，而且在采用销轴连接的基础上，可以同时采用上述实施例中的圆柱面配合结构，例如，可以上端采用销轴连接，下端采用圆柱面配合结构，或者，上端采用圆柱面配合结构，下端采用销轴连接，后者，上端和下端都采用圆柱面配合结构和销轴连接。

由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明提供的轴箱悬挂装置，通过摆动块6的倾斜角度将弹簧4的垂向力转化为水平分力作用在弹簧减振档5上，通过弹簧减振档5作用在轴箱1侧面，使轴箱1两侧产生正压力。由于轴箱1安装在轮对轴承上，为簧下件，弹簧减振档5、摆动块6、第一导框2、第二导框3及构架7等均为簧上件，车辆运行中产生垂向振动时，轴箱1相对弹簧减振档5等簧上件产生垂直位移，在轴箱1两侧水平分力作用下产生摩擦阻力，产生阻尼作用，实现减振功能，能够有效提升车辆动力学性能，实现技术升级，确保车辆动力学性能持续稳定，安全性、可靠性高，且车辆性能不因磨耗而下降，具有更好的纵向定位功能。

除了上述轴箱悬挂装置，本发明还提供一种转向架，主要由构架7、悬挂装置11、轮对12以及旁承13等组成，可以是单轴转向架、二轴转向架，亦可为三轴转向架、四轴转向架或五轴等其他等多个轴的转向架，其中至少一个悬挂装置11为上文所描述的轴箱悬挂装置，轴箱悬挂装置的第一导框2和第二导框3的顶面与构架7的侧梁下盖板焊接为整体结构。

如果为二轴或多轴转向架，则较为优选的是其左、右两端部轮对设置有上文所述的轴箱悬挂装置，且轴箱悬挂装置的摆动块及弹簧减振档位于左、右两端部轮对的内侧或外侧。

当然，上文所述的轴箱悬挂装置也可以设置在转向架的其他位置，以三轴转向架端部轮对处为例，可设置在转向架两端部轮对处，亦可设置在端部轮对和中间轮对处。

由于在对轴箱悬挂装置进行说明的过程中，已经对转向架的结构一并进行了说明，这里就不再重复描述。

以上对本发明所提供的轴箱悬挂装置及转向架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。