一种铁路货车及其转向架的制作方法

本公开涉及铁路货车技术领域，尤其涉及一种铁路货车及其转向架。

背景技术：

铁路货车一般包含车体、转向架、车钩缓冲装置和制动装置等。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。

常规的转向架为两轴转向架或者三轴转向架，但两轴或三轴转向架结构复杂，质量大，制造和维护成本高。当车辆载重比较小时，仍采用两轴或者三轴转向架，会造成车辆自重增加，制造和维护成本增加，这时单轴转向架是非常好的选择。

现有技术中，常见的单轴转向架包括轮对1’、两个轴箱6’，车轮外侧主轴端部套设有轴承2’，两个轴箱6’分别与轴承2’转动连接，垂向弹簧8’起缓冲作用，水平弹簧7’与轴箱6’立面摩擦，起衰减振动的作用。导框9’连接在车体上，下方支撑在垂向弹簧上，同时内部设置有内腔，用于安装水平弹簧。

由于该单轴转向架采用轴箱结构，且每个轴箱两侧设置两组弹簧，造成整个单轴转向架自重相对较大。这与转向架设计工作长期追求的目标“降低自重和优化设计”相违背。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种铁路货车及其转向架。

本公开提供了一种铁路货车的转向架，包括轮对、设于所述轮对两端的轴承，还包括承载鞍，所述承载鞍可转动连接于所述轴承的上方；导框，所述导框与所述铁路货车的车体连接，且活动连接于所述承载鞍的上方，所述导框与所述承载鞍之间设有空腔；弹性减振装置，所述弹性减振装置受压设于所述空腔中。

工作过程中，由于导框与车体连接，当导框由于车体垂向振动而受到垂向力时，导框下压弹性减振装置，减振装置的弹性件下压进行减振，也就是说，导框与弹性减振装置一起相对于承载鞍往复运动，起到将振动衰减的作用。在此过程中，与车体连接的导框限制承载鞍转动过大，此外，设于导框、承载鞍之间的受压缩的弹性减振装置也同时向导框、承载鞍施加作用力，因此也会使得承载鞍的转动不会太大，从而保证承载鞍的工作稳定性。

采用这种结构，承载鞍、弹性减振装置、导框从下到上依次连接于轴承的上方，形成近似“一”字型结构。由此可见，与现有技术相比，本方案同样能起到良好的减振效果，最重要的是，结构紧凑、空间利用合理，能够减小应用转向架的自重和体积，更加符合当前转向架的“降低自重和优化设计”的技术要求。

优选地，所述承载鞍下方通过圆柱面与所述轴承可转动连接，所述承载鞍的上方设有圆柱形凹槽；

所述导框包括水平座板，所述导框通过所述座板与所述车体连接，且所述座板中部设有下端开口的第一套筒，所述弹性减振装置设于所述第一套筒、所述凹槽之间。

优选地，所述承载鞍的外侧与所述导框的外侧二者中的一者设有滑块、另一者设有与所述滑块配合的滑槽，所述滑块与所述滑槽竖向可滑动连接，且所述滑块与所述滑槽留有预设间隙。

优选地，所述水平座板下方在所述承载鞍的两侧设有至少一条加强筋，所述加强筋向下延伸至所述承载鞍底部；或者，

所述水平座板下方在所述承载鞍的两侧设有至少一条加强筋，所述加强筋向下延伸至所述承载鞍底部，且两条加强筋之间还连接有水平筋板。

优选地，所述承载鞍的所述圆柱面的下方延伸有竖向筋板，所述竖向筋板的内侧连接有竖向挡键，所述竖向挡键的遮挡面与所述轴承配合设置。

优选地，所述弹性减振装置包括：上盖，所述上盖与所述导框连接；套筒，所述套筒设于所述凹槽内；弹性件，所述弹性件受压设于所述套筒内，并可沿套筒的轴线方向弹性伸缩；阻尼装置，设于所述上盖与所述套筒之间，用于将所述上盖受到的垂向振动转化为与所述套筒之间的水平作用力。

优选地，所述阻尼装置包括推挡件和至少一个摩擦块，所述推挡件连接于所述上盖下方，设有从上到下倾斜的推挡面；所述摩擦块沿水平方向设置，内端与所述推挡面贴合匹配，外端与所述套筒抵接。

优选地，所述上盖为具有中心通孔的第一筒形结构，所述第一筒形结构周面设有至少两个水平通孔，所述摩擦块插装于所述水平通孔中，至少两个所述摩擦块的内端相对设置、外端与所述套筒内壁贴合匹配；所述推挡件设于所述上盖和所述弹性件之间，所述推挡件的顶部插入所述中心通孔，且所述推挡件的顶部设有与多个所述摩擦块的内端贴合匹配的所述推挡面。

优选地，所述推挡件的顶部为横截面自上而下渐扩的锥形，至少两个所述摩擦块的内端与所述锥形贴合。

优选地，所述上盖的外侧壁略小于所述套筒的内侧壁，所述上盖受到第一预设垂向力后压缩所述弹性件、向下移动至所述套筒内、与所述套筒内侧壁摩擦配合。

本公开还提供一种铁路货车，包括如上所述的转向架。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1为现有技术中单轴转向架的结构示意图；

图2为本公开所提供转向架的一种具体实施方式的立体结构示意图；

图3为图2中局部结构的仰视图；

图4为图2中导框、弹性减振装置和承载鞍的连接结构示意图；

图5为图2中承载鞍的具体结构示意图；

图6-8分别为图2中弹性减振装置的主视剖面图、俯视图和立体图；

图9为图2中弹性减振装置的另一种具体实施方式的主视剖面图；

图10为图2中弹性减振装置的又一种具体实施方式的主视剖面图。

附图标记：

图1中：

轮对1’、轴承2’、轴箱6’、水平弹簧7’、垂向弹簧8’、导框9’；

图2-图10中：

轮对1；

轴承2；

承载鞍3；圆柱面31；凹槽32；滑槽33；竖向筋板34；竖向挡键35；

导框4；空腔41；座板42；第一套筒43；滑块44；加强筋45，水平筋板46；

弹性减振装置5；套筒52、弹性件53、上盖54、中心通孔541、水平通孔542；阻尼装置55、推挡件551、摩擦块552、挡圈553、第二筒形结构554。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

在实施方式的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“外”、“内”等方位均是基于附图中所示方位，是为了方便描述清楚而设定，不应视为对本公开的限定。其中，“外”是指附图4中从竖向中心线向左、右两侧延伸的方向，“内”是指图4中从左、右两侧向竖向中心线延伸的方向。

在一种具体实施方式中，如图2-4所示，图2为本公开所提供转向架的立体结构示意图，图3为图2的局部结构的仰视图，图4为图2中导框4、弹性减振装置5和承载鞍3的连接结构示意图。

本发明提供一种铁路货车的转向架，该转向架可以具体为单轴转向架，也可以为其他转向架。该转向架包括轮对1、设于轮对1两端的轴承2，轴承2连接于轮对1的转轴上，该转向架还包括承载鞍3、导框4和弹性减振装置5。其中，承载鞍3可转动连接于轴承2的上方，导框4与铁路货车的车体连接，且活动连接于承载鞍3的上方，导框4与承载鞍3之间设有空腔41；弹性减振装置5受压设于空腔41中。

工作过程中，由于导框4与车体连接，当导框4由于车体垂向振动而受到垂向力时，导框4下压弹性减振装置5，减振装置的弹性件下压进行减振，也就是说，导框4与弹性减振装置5一起相对于承载鞍3往复运动，起到将振动衰减的作用。在此过程中，与车体连接的导框4限制承载鞍3转动过大，此外，设于导框4、承载鞍3之间的受压缩的弹性减振装置5也同时向导框4、承载鞍3施加作用力，因此也会使得承载鞍3的转动不会太大，从而保证承载鞍3的工作稳定性。

采用这种结构，承载鞍3、弹性减振装置5、导框4从下到上依次连接于轴承2的上方，形成近似“一”字型结构。由此可见，与现有技术相比，本方案同样能起到良好的减振效果，最重要的是，结构紧凑、空间利用合理，能够减小应用转向架的自重和体积，更加符合当前转向架的“降低自重和优化设计”的技术要求。

下面进一步设置上述导框4、承载鞍3的连接结构。

一种具体实施方式中，如图4所示，上述承载鞍3下方通过圆柱面31与轴承2可转动连接，该圆柱面31能使得承载与轴承2更好地贴合匹配。承载鞍3的上方设有圆柱形凹槽32，导框4包括水平座板42，导框4通过座板42与车体连接，且座板42中部设有向上凸起、下端开口的第一套筒43，减振装置设于第一套筒43、凹槽32之间。

该圆柱形凹槽32能够对弹性减振装置5的底部起到定位作用，第一套筒43能够对弹性减振装置5顶部起到定位作用，并实现导框4向弹性减振装置5的力传递。此外，由于第一套筒43凸起于水平座板42上方，使得弹性减振装置5的一半设于水平座板42上部、另一半设于水平座板42下部，这样弹性减振装置5的竖向高度不受限于转轴到车体的竖向距离，进一步优化了竖向空间。

需要说明的是，上述水平座板42可以与车体通过螺栓、铆钉或者焊接与一体，此外，该上述水平座板42可以单独设置，也可以直接为车体的一部分。

上述导框4、承载鞍3并不仅限通过上述结构与弹性减振装置5连接，例如，还可以取消上述凹槽32，直接将弹性减振装置5抵接在承载鞍3的平板顶面上；或者，将第一套筒43设置于水平座板42之下等方案。

另一具体方案中，如图3和图5所示，图5为图2中承载鞍3的一种具体实施方式的结构示意图，承载鞍3的外侧与导框4的外侧二者中的一者设有滑块44、另一者设有与滑块44配合的滑槽33，滑块44与滑槽33竖向可滑动连接，且滑块44与滑槽33留有预设间隙。具体地，可以在承载鞍3的外侧设置滑槽33、导框4外侧设置滑块44；当然，也可以在承载鞍3的外侧设置滑块44、导框4的外侧设置滑槽33。

通过滑块44和滑槽33配合连接的方式能实现导框4和承载鞍3的滑动连接，且二者之间的预设间隙能保证导框4、承载鞍3之间具有一定的活动余量。以满足车辆通过曲线时车体与转向架之间的回转需求，以及正常直线运行时左右摇头的实际需求。

进一步的方案中，如图3-4所示，上述水平座板42下方在承载鞍3的两侧设有至少一条加强筋45，加强筋45向下延伸至承载鞍3底部，该加强筋45能起到增强导框4强度的作用，避免导框4在弹性减振的多次作用下发生变形，延长其使用寿命。该加强筋45的数量可以为两个，竖向两侧各设置一个，也可以为多个。

更进一步的方案中，如图3所示，上述两条加强筋45之间还可以连接有水平筋板46。该水平筋板46能与加强筋45形成格状结构，进一步增强导框4的结构强度。

另一种具体方案中，如图5所示，上述承载鞍3的圆柱面31的下方延伸有竖向筋板34，竖向筋板34的内侧连接有竖向挡键35，竖向挡键35的遮挡面与轴承2配合设置。该竖向筋板34可以一体成型于圆柱面31下方，也可以通过螺栓连接于圆柱面31的下方。

采用该结构，当吊装转向架或者铁路货车发生脱轨、倾翻等事故时，竖向挡键35的遮挡面与轮轴的轴承2外圈接触，从而有效防止轮轴与转向架发生脱离。

还可以进一步设置上述悬挂系统中的弹性减振装置5的具体结构。

在一种具体实施方式中，如图6-8所示，图6-8分别为图2中弹性减振装置5的主视剖面图、俯视图和立体图。上述弹性减振装置5包括上盖54、套筒52、弹性件53和阻尼装置55。上盖54与导框4连接，套筒52设于凹槽32内，弹性件53受压设于套筒52内，并可沿套筒52的轴线方向弹性伸缩；阻尼装置55设于上盖54与套筒52之间，用于将上盖54受到的垂向振动转化为与套筒52之间的水平作用力。需要说明的是，这里限定阻尼装置“设于上盖54与套筒52之间”指的是设于上盖54与套筒52的传递力的路径之间，包括但不限设于上盖54、套筒52的实体结构之间。

采用这种结构，该减振装置连接于车体和转向架之间后，弹性件53有一定的压缩量，形成一定的预压缩力，弹性件53的预压缩力作用于上盖54，阻尼装置55将该预压缩作用力转化为上盖54、套筒52之间的水平作用力。

当车体垂向振动时，上盖54受到导框4施加的垂向振动力而上下运动，弹簧受到进一步的压缩，将更大的弹力作用于上盖54，此时阻尼装置55进一步将该弹力转化为上盖54和套筒52之间的更大的水平作用力，也就是通过阻尼装置产生上盖54与套筒52之间的阻力，使垂向振动衰减，起到减振的目的。

下面进一步设置上述阻尼装置55的具体结构。

在一种具体实施方式中，上述阻尼装置55可以包括推挡件551和至少两个摩擦块552，推挡件551连接于上盖54下方，且具有从上到下倾斜设置的推挡面；摩擦块552沿水平方向设置，内端设有摩擦面，该摩擦面与推挡面贴合匹配，外端与套筒52抵接。

采用这种结构，上述推挡件551负责将上盖54受到的垂向振动通过倾斜的推挡面分解为垂直作用力和水平作用力，摩擦块552的摩擦面接受推挡件551的传力，由于摩擦块552设置于水平通孔542中，因此摩擦块552在水平作用力的驱使下沿水平方向向外移动，使得摩擦块552的外端向套筒52的内壁施加水平作用力，从而增大摩擦块552外端与套筒52之间的摩擦力，从而对垂向振动进行衰减。

一种具体的方案中，如图6-8所示，上述上盖54为具有中心通孔541的第一筒形结构，第一筒形结构的周面设有至少两个水平通孔542，摩擦块552插装于水平通孔542中，至少两个摩擦块552的内端相对设置、外端与套筒52内壁贴合匹配；推挡件551设于上盖54和弹性件53之间，推挡件551的顶部插入中心通孔541、且推挡件551的顶部设有与多个摩擦块552的内端贴合匹配的推挡面。

采用这种结构，水平通孔542能对摩擦块552起到承托和定位的作用，保证摩擦块552的水平的移动轨迹；此外，将推挡件551的顶部插入中心通孔541，能进一步对推挡件551起到限位作用；水平通孔542和中心通孔541的双重限位作用能够保证推挡件551与摩擦块552的精准匹配，从而保证阻尼装置55的工作稳定性和可靠性，避免由于二者的误差较大导致无法传力的现象。

更具体的方案中，推挡件551的顶部为横截面自上而下渐扩的锥形，至少两个摩擦块552的内端与锥形贴合。由于锥形结构的外表面为周向完整的倾斜表面，采用这种结构，使得推挡面为完整的一周，这使得摩擦块552在周向任何一处均可与推挡面配合，从而进一步保证阻尼装置55的传力准确性和稳定性。

当然，该锥形的横截面并不仅限自上而下渐扩，还可以设置为自上而下渐缩。此外，上述推挡件551的顶部的形状并不仅限锥形，还可以为半球形，该半球形的横截面可以自上而下逐渐增大，也可以自上而下逐渐减小。

另一种具体实施方式中，如图10所示，图10为本公开所提供弹性减振装置5的摩擦块552的另一种具体实施方式的结构示意图，上述摩擦块552并不仅限设于上盖54的水平通孔542中的圆柱体，还可以直接将上盖54的第一筒形结构沿周向分解为多块结构，并将该多块结构的下端设为锥形结构或者半球形，将推挡件551的顶部直接插装于该锥形结构或者半球形结构的底端，该推挡件551的顶部与锥形结构或半球形贴合匹配。

采用这种结构，将摩擦块552与上盖54集成为一个零件，使得上盖54承受垂向振动后能够以最短的传递路径通过推挡面传递给推挡件551，由于推挡件551的下部受到弹性件53施加的反作用力，该多块结构的至少一块受到推挡面的作用力的驱使水平向外移动至套筒52，与套筒52摩擦匹配，从而衰减垂向振动。这种结构具有节省零件数量、简化结构的特点。

更具体的方案中，如图8所示，上述水平通孔542的数量为四个，四个水平通孔542沿第一筒形结构向心设置，且均布于第一筒形结构的周向。当然，上述摩擦块552和水平通孔542的数量还可以设置为三个、五个等其他数量，可以根据具体工况和受力情况具体设定。

在另一种具体实施方式中，如图6所示，上述上盖54的外侧壁略小于套筒52的内侧壁，上盖54在弹性件53受压后可移动至套筒52内、与套筒52内侧壁摩擦配合。

采用这种结构，当车体未受到垂向振动时，上盖54未受到导框11施加的垂向振动力，上盖54基本凸出于套筒52的上方；当车体受到垂向振动时，上盖54先受到导框11施加的垂向振动力，使得上盖54压缩弹性件53，弹性件53被压缩后带动上盖54向下移动至套筒52内，使得上盖54与套筒52之间发生摩擦，与此同时，摩擦块552也向套筒52的内壁施加水平作用力，以使上盖54与套筒52、摩擦块552与套筒52之间均摩擦产生阻力，起到减振的目的。

在又一种具体实施方式中，上述第一套筒43、推挡件551、摩擦块552和套筒52中的至少相配合的二者为刚性结构。具体可以由钢制成，或者由铸铁或其他刚性材料制成。

在该结构中，第一套筒43与套筒52、推挡件551与摩擦块552在垂向振动的作用下形成摩擦运动副，将这些容易磨损的零部件设置为钢性件，能进一步增强减振装置的可靠性和稳定性。

进一步的方案中，通过将上述容易磨损的位置进行特殊的表面处理，能使得上述推挡件551的推挡面、摩擦块552的表面、水平通孔542内壁和套筒52内壁这四者中的至少一者的硬度大于除这四者之外的其他位置的硬度，从而提高易磨损位置的硬度，能更进一步增加耐磨性，提高该减振装置的使用寿命。

此外，还可以在套筒52内侧、水平通孔542内设置衬套，该衬套具有一定的耐磨性，且便于更换，使得减振装置具有更高的可靠性和稳定性，增加减振装置的使用寿命，又不会增加过多的生产成本。

另一具体实施方式中，上述弹性件53具体为弹簧，该弹簧的数量可为一组、两组或者多组，各组弹簧的高度、弹性系数均可相同，也可以各不相同。多组弹簧可以并排设置，也可以嵌套设置。

为了与弹簧更好地配合，推挡件551的顶部下方还设有用于遮挡弹性件53的挡圈553。采用这种结构，如图6-8所示，挡圈553能够与弹簧的端面抵接，从而保证在弹簧的预压缩力作用下，推挡件551的顶部与上盖54形成紧密的配合。

对于仅包含单个弹簧或者多组弹簧并排设置的结构来说，如图9所示，该图为图2中一种弹性减振装置的又一种具体实施方式的结构示意图，上述推挡件551的顶部下方还设有嵌套于弹性件53内的第二筒形结构554。插装于弹簧内部的第二筒形结构554则可以保证弹簧仅沿套筒52的轴向伸缩，从而能避免弹簧失效、提高弹簧的使用寿命。具体地，该第二筒形结构554沿套筒52的轴向可以延伸至套筒52的底部，也可以延伸至套筒52的中部。

对于多组弹簧嵌套设置的结构来说，如图10所示，上述推挡件551可以取消上述第二筒形结构，采用平板直接与多组弹簧抵接。

在另一种具体实施方式中，如图4所示，安装好减振装置后，车体未发生垂向振动时，导框4的第一套筒43与套筒52上平面间隔预设距离；当该导框4在受到第二预设垂向力时，导框4压缩弹簧、向下运动、第一套筒43与套筒52上表面接触，此时刚性套筒52起到挡板的作用，对垂向力的振动进行衰减，避免导框4振动过大；第二预设垂向力消失时，导框4在弹簧反弹力作用下向上运动、再次与套筒52间隔预设距离。

另一具体方案中，如图9所示，安装好减振装置后，第二筒形结构554与套筒52的内底壁间隔预设距离，在受到第三预设垂向力时，第二筒形结构554压缩弹簧、直到第二筒形结构554的底部与套筒52内底壁接触，此时套筒52的内底壁也起到挡板的作用，对垂向力产生阻力，从而对垂向力引起的振动进行衰减；当第三预设垂向力消失时，第二筒形结构554在弹簧反弹力作用下向上运动、再次与套筒52的内底壁间隔预设距离。

采用这种结构，套筒52上表面、套筒52内底壁分别作为挡板对导框4、第二筒形结构554形成阻力，更进一步地增强了减振效果。这里导框4、第二筒形结构554可以分别同时接触套筒52的上表面、内底壁，也可以一个先接触、一个后接触。

综上，本减振装置通过阻尼装置55产生摩擦块与套筒52的水平作用力、上盖54与套筒52形成摩擦配合、导框4与套筒52上表面形成挡块连接、第二筒形结构554与套筒52内底壁也形成挡块连接，四处配合形成了较为完整的减振体系。

本公开还提供一种铁路货车，包括上述的转向架。由于上述转向架具有上述技术效果，因此，应用该转向架的铁路货车也具有相同的技术效果，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。