研磨块装卸装置、踏面清扫器和轨道车辆的制作方法

1.本发明属于轨道车辆装备技术领域，涉及轨道车辆的车轮踏面清扫，尤其涉及一种研磨块装卸装置、以及使用该研磨块装卸装置的踏面清扫器、使用该踏面清扫器的轨道车辆。


背景技术：

2.踏面清扫器通常对应轨道车辆的车轮安装在轨道车辆上，其可控地利用其上安装的研磨块（或称为“研磨子”）摩擦作用于车轮踏面上，从而对车辆踏面产生踏面清扫效果。该摩擦作用能够使车轮与轨道之间保持相对良好的黏着状态，有利于避免轨道车辆在启动、减速或制动过程中因车轮与轨道之间黏着力不足而发生空转或滑行的问题。因此，踏面清扫器是安装在轨道车辆的重要部件之一。
3.研磨块由于属于易损部件，需要经常进行装卸操作，例如，将旧的研磨块从踏面清扫器上拆卸、将新的研磨块安装在踏面清扫器上。因此，一般地，对应研磨块设置有研磨块装卸装置。
4.苟青炳等人的名称为“高速动车组用踏面清扫器的研制”硕士论文中公开了一种研磨块装卸装置（参见其第二章第2.6节），该研磨块装卸装置使用安装钩、扭簧等元件，借助扭簧将安装钩固定在闸瓦托上，从而限制研磨块与闸瓦托之间的相对运动，并且，这种研磨块装卸装置均是设计为在沿车轮的轴线方向对研磨块进行装卸操作，其虽能在大部分轨道车辆上高效装卸研磨块，但是其对车轮轴线方向上的空间要求高（例如容易受夹钳吊座等限制空间），难以适用于部分在车轮轴线方向上安装空间较小的轨道车辆上。


技术实现要素：

5.本公开的目标在于有效解决或者至少缓解现有踏面清扫器中存在的上述问题和/或其他方面的问题中的一个或多个, 从而提供以下技术方案。
6.按照本公开的第一方面，提供一种踏面清扫器的研磨块装卸装置，其用于安装和拆卸研磨块；该踏面清扫器包括：具有楔形安装槽的闸瓦托、限位挡块和挡块锁定组件；其中，所述楔形安装槽用于与所述研磨块的楔形安装块楔形配合并沿所述研磨块所作用的车轮的大致切线方向布置；所述挡块锁定组件能够将所述限位挡块可解锁地定位安装在所述闸瓦托上，以至于所述限位挡块能够限制所述楔形安装块在所述楔形安装槽中沿所述大致切线方向滑动。
7.根据附加或替代实施方案，在所述限位挡块限制所述楔形安装块在所述楔形安装槽中滑动的情况下，所述楔形安装块的一端面与所述限位挡块形成面接触。
8.根据附加或替代实施方案，所述楔形安装块能够从所述楔形安装槽的第一端沿所述大致切线方向可滑动地嵌入所述楔形安装槽中，所述楔形安装槽的第二端被封挡。
9.根据附加或替代实施方案，所述限位挡块具有第一挡块孔和/或第二挡块孔；通过穿过所述第一挡块孔的枢转销将所述限位挡块枢转安装在所述闸瓦托上；
所述挡块锁定组件具有锁定销，通过穿过所述第二挡块孔的锁定销阻止所述限位挡块绕所述枢转销转动，以至于将所述限位挡块可解锁地定位安装在所述闸瓦托上。
10.根据附加或替代实施方案，所述限位挡块上设置有提耳。
11.根据附加或替代实施方案，所述闸瓦托上被构造有用于定位安装所述限位挡块并限制所述限位挡块在所述切线方向上移动的挡块限位槽。
12.根据附加或替代实施方案，所述闸瓦托上设置有用于定位安装所述挡块锁定组件的锁定组件定位安装块，所述锁定组件定位安装块上设置有第一销杆安装孔和第二销杆安装孔。
13.根据附加或替代实施方案，所述挡块锁定组件还包括：u形销杆，其包括左销杆和右销杆；弹性复位元件，其套装在所述左销杆上；挡环，其被所述左销杆贯穿；以及手动操作部，其安装在所述右销杆上；其中，所述弹性复位元件位于所述第二销杆安装孔中并且其上下两端分别与所述锁定销和所述挡环相抵；所述右销杆可上下滑动地贯穿所述第一销杆安装孔，所述左销杆以及其上端固定连接的所述锁定销可上下滑动地贯穿所述第二销杆安装孔；通过向下按压操作所述手动操作部使所述锁定销随所述u形销杆一起向下移动并离开所述第二挡块孔，同时所述弹性复位元件被压缩。
14.根据附加或替代实施方案，所述锁定销过盈配合地连接于所述左销杆的上端。
15.根据附加或替代实施方案，所述向下按压操作被取消的情况下，被压缩的所述弹性复位元件上推所述锁定销以使所述锁定销穿过所述第二挡块孔。
16.根据附加或替代实施方案，所述挡环以螺纹固定连接方式安装在所述第二销杆安装孔中。
17.根据附加或替代实施方案，所述挡块锁定组件还包括：锁紧螺母，其将所述手动操作部以螺母固定方式锁紧在所述右销杆的上端。
18.根据附加或替代实施方案，所述第一销杆安装孔与所述第二销杆安装孔为基本平行布置的通孔，并且第二销杆安装孔相对较短。
19.按照本公开的第二方面，提供一种踏面清扫器，其包括：具有楔形安装块的研磨块；用于驱动所述研磨块相向地作用于车轮的车轮踏面上的气缸；和以上任一所述的研磨块装卸装置；其中，所述研磨块装卸装置通过闸瓦托的闸瓦托连接部与所述气缸的活塞杆连接。
20.按照本公开的第三方面，提供一种轨道车辆，其包括前述的踏面清扫器；其中，所述踏面清扫器的研磨块相向地作用于轨道车辆的车轮的车轮踏面，所述踏面清扫器的研磨块能够被沿所述车轮的大致切线方向进行安装和拆卸操作。
21.根据以下描述和附图本发明的以上特征、操作和优点将变得更加明显。
附图说明
22.从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
23.图1是按照本发明一实施例的研磨块装卸装置的立体结构示意图，其中示出了其上安装的研磨块。
24.图2是图1所示实施例的研磨块装卸装置的主视图。
25.图3是图1所示实施例的研磨块装卸装置的右侧视图。
26.图4是图1所示实施例的研磨块装卸装置的后侧视图。
27.图5是对应图2所示的研磨块装卸装置的主视图的局部剖视图。
28.图6是按照本发明一实施例的研磨块的立体结构示意图。
29.图7是图1所示实施例的研磨块装卸装置中使用的闸瓦拖的立体结构示意图。
30.图8是图1所示实施例的研磨块装卸装置中使用的限位挡块的立体结构示意图。
31.图9是图1所示实施例的研磨块装卸装置中使用的挡块锁定组件的立体结构示意图。
32.图10示意本发明一实施例的踏面清扫器相对本发明一实施例的轨道车辆的车轮的安装示意图。
33.标号说明：10、踏面清扫器，110、研磨块，111、研磨块本体，130、气缸，113、楔形安装块，300、研磨块装卸装置，310、闸瓦托，311、锁定组件定位安装块，3111、第一销杆安装孔，3112、第二销杆安装孔，312、挡块限位槽，313、肩部，3131、第一闸瓦托孔，3133、第二闸瓦托孔，315、楔形安装槽，318、闸瓦托底面，319、闸瓦托连接部，330、限位挡块，331、 枢转销，333、第一挡块孔，335、第二挡块孔，339、提耳，350、挡块锁定组件，351、锁定销，352、弹性复位元件，353、挡环，354、u形销杆，3541、左销杆，355、手动操作部，356、 锁紧螺母。
具体实施方式
34.下面通过参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，从而使对本发明保护范围的理解更为全面和准确。
35.诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的部件以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它部件的情形。
36.为方便说明和理解，附图中定义了相应的x方向、y方向和z方向，其中，将研磨块的厚度方向定义为z方向，z方向的正向从踏面清扫器的气缸一端指向研磨面，楔形安装块的长度方向定义为x方向，楔形安装块的宽度方向定义为y方向。
37.在下文针对图1至图10的描述中，
ꢀ“
左”、“右”、“上”和“下”等方位术语是基于图2
或图5中的研磨块装卸装置的置放方位来定义的，需要理解的是，这些方位术语是用于相对位置的描述和澄清，其可以根据研磨块装卸装置或踏面清扫器所在的方位的变化而相应地发生变化。
38.如图10所示，本发明一实施例的踏面清扫器10可以对应于本发明一实施例的轨道车辆的车轮而安装，踏面清扫器10具有研磨块110，研磨块110的工作面（即研磨面）相向于车轮的车轮踏面91，在踏面清扫器10被触发进行踏面清扫工作时，研磨块110作用于车轮的车轮踏面91上与之产生摩擦，从而使车轮可以与轨道之间保持相对良好的黏着状态。
39.踏面清扫器10还包括如图1至图5所示实施例的研磨块装卸装置300、以及气缸130等；研磨块110通过如图1至图5所示实施例的研磨块装卸装置300进行安装和拆卸，通过研磨块装卸装置300，研磨块110可以可拆卸地安装在研磨块装卸装置300的闸瓦托310上，进而通过闸瓦托连接部319连接于气缸的活塞杆上，例如活塞杆的前端通过防震橡胶、碟簧与闸瓦托连接部319连接，这样，可以有效衰减震动冲击、防止研磨块110偏磨损。因此，气缸130可以经由连接部、闸瓦托310等驱动研磨块110相向地摩擦作用于车轮踏面91上。
40.如图6所示，为避免在车轮的轴线方向（例如y方向上）进行对研磨块110进行装卸操作，本发明实施例的研磨块110的安装面（其为与研磨面相反的一面）上设置有楔形安装块113，楔形安装块113大致沿所研磨的车轮的切线方向（例如x方向）布置（即沿大致切线方向布置）。具体地，楔形安装块113可以为截面大致为倒梯形的方块，其可以外凸地设置在研磨块110的安装面的中央；可选地，楔形安装块113可以与研磨块110的研磨块本体111的背板（如果有背板）一体成型地形成，也可以与研磨块110的研磨块本体111一体成型地形成（如果无背板）。楔形安装块113的具体大小、外凸高度等不是限制性的。
41.如图1至图5，研磨块装卸装置300包括具有楔形安装槽315的闸瓦托310、限位挡块330和挡块锁定组件350；其中，楔形安装槽315用于与研磨块110的楔形安装块113楔形配合并沿车轮的大致切线方向（例如x方向）布置；因此，楔形安装槽315和楔形安装块113二者在结构上可以相互配合地设计，例如，楔形安装槽315和楔形安装块113在x方向上的长度可以相等，楔形安装槽315和楔形安装块113在y方向上的宽度可以基本相等。将理解，在研磨块110处于研磨工况下，楔形安装槽315和楔形安装块113二者实现的嵌入式安装结构将承载研磨块110所传递过来的冲击力和振动等，楔形配合安装方式结构强度高且安装稳定性好，能够较好地抵抗这种冲击力和振动。
42.具体地，闸瓦托310还具有如图7所示的相向于研磨块110的闸瓦托底面318，在接近气缸的一端，还设置有闸瓦托连接部319，其用于与气缸的活塞杆连接。楔形安装槽315开在闸瓦托底面318上。闸瓦托310整体可以是一体的结构，例如通过一体加工成型。
43.挡块锁定组件350能够将限位挡块330可解锁地定位安装在闸瓦托310上，以至于限位挡块330能够限制楔形安装块113在楔形安装槽315中沿切线方向（例如x方向）滑动，例如限制楔形安装块113沿x方向从楔形安装槽315滑出。本发明一实施例的研磨块装卸装置300由于采用限位挡块330将楔形安装块113锁定在楔形安装块113中，楔形安装块113的端面与限位挡块330容易存在较大接触面，限位挡块330也能较好地抵抗研磨块110所传递过来的在x方向上的冲击力和振动，并且非常不易受冲击而磨损和/或断裂，从而研磨块装卸装置300的使用寿命可以大大延长、研磨块在工作过程中脱落的风险小。并且，研磨块装卸装置300导致关键受力部件（例如楔形安装块113、限位挡块330）等不易受极端环境因素影
响（例如风沙雨雪的侵蚀），更有利于提高其寿命。
44.作为比对，需要理解的是，背景技术中描述的研磨块装卸装置受其结构设计限制，安装钩上的接触面积小、安装间隙大，研磨块的安装稳定性不好（特别是在车轮的大致切线方向上），在部分振动剧烈工况下容易发生部件冲击磨损或疲劳断裂，研磨块装卸装置使用寿命短且存在研磨块在工作过程中脱落的风险。并且，背景技术中描述的研磨块装卸装置容易长期暴露在外，容易受极端环境因素影响（例如风沙雨雪的侵蚀），进一步容易降低其使用寿命短。
45.尤其地，限位挡块330被解锁后，可以方便地在x方向上进行研磨块110的安装和拆卸操作，因此，本发明实施例的研磨块装卸装置300对y方向上的安装空间要求非常小，较好地解决了极限构架空间下研磨块难以装卸的问题。
46.继续如图1至图9所示，在一实施例中，在限位挡块330限制楔形安装块113在楔形安装槽315中滑动的情况下，楔形安装块113的一端面将与限位挡块330形成面接触，从而提高它们之间的有效接触面积，有利于承受更大的在x方向上的冲击力和抵抗更高频的振动。
47.参见图7，楔形安装槽315的一端（x方向的正向一端）是开放的楔形口，另一端被封挡（图中未示出），楔形安装块113能够从楔形安装槽315的楔形口一端沿大致切线方向（例如x方向）可滑动地嵌入楔形安装槽315中，直到楔形安装块113与楔形安装槽315的被封挡的一端相抵。因此，沿x方向安装研磨块110非常方便，同样对y方向上的安装空间要求非常小。
48.继续如图1至图5所示，在一实施例中，限位挡块330相对闸瓦托310可枢转地安装。参见图8、图1和图5，限位挡块330上开有第一挡块孔333和第二挡块孔335，它们分别在x方向上贯通限位挡块330，对应地，闸瓦托310上可以设置相应的闸瓦托孔，例如第一闸瓦托孔3131、第二闸瓦托孔3133；通过穿过第一挡块孔333的枢转销331（例如弹性销，其安装在相应的闸瓦托孔上）可以将限位挡块330枢转安装在闸瓦托310上；挡块锁定组件350具有一锁定销351，其对应第二挡块孔335设置，通过穿过第二挡块孔335的锁定销351阻止限位挡块330绕枢转销331转动，以至于将限位挡块330可解锁地定位安装在闸瓦托310上。更具体地，限位挡块330上设置有提耳339，限位挡块330的转动被解锁后，也即锁定销351离开第二挡块孔335的情况下，通过操作提耳339可以方便地提起限位挡块330来绕枢转销331转动，进而研磨块110的楔形安装块113可以自由地沿x方向滑出，研磨块110的拆卸操作也变得非常简单。
49.在一实施例中，参见图7和图1，闸瓦托310上设置有挡块限位槽312，限位挡块330可以落入挡块限位槽312中，挡块限位槽312从而可以定位安装限位挡块330并限制限位挡块330在大致切线方向（例如x方向）上移动。挡块限位槽312可以通过大致沿yz平面开槽实现，并且，挡块限位槽312的宽度可以基本等于或稍微大于限位挡块330的厚度，挡块限位槽312的上方对应形成有相应的肩部313，肩部313上可以设置有第一闸瓦托孔3131和第二闸瓦托孔3133，它们可以用来分别供枢转销331和锁定销351使用。
50.参见图1至5、图7，闸瓦托310上设置有锁定组件定位安装块311，挡块锁定组件350借助于锁定组件定位安装块311在x方向上可滑动地定位安装在闸瓦托310上，具体地，锁定组件定位安装块311上可以设置有通孔结构的第一销杆安装孔3111和第二销杆安装孔3112，或者它们的其中一个，挡块锁定组件350中的例如可操作销杆可以可滑动地穿过第一
销杆安装孔3111或第二销杆安装孔3112并相对其定位安装。
51.以挡块锁定组件350中的可操作销杆为u形销杆354为示例，参见图5和图9，挡块锁定组件350可以包括锁定销351、弹性复位元件352、挡环353、u形销杆354、手动操作部355和锁紧螺母356。u形销杆354包括左销杆3541和右销杆3542，弹性复位元件352具体例如可以是压缩弹簧，其可以套装在左销杆3541上。锁定销351可以过盈配合地连接于左销杆3541的上端；挡环353挡环353以螺纹固定连接方式安装在第二销杆安装孔3112中，其具体可以为具有外螺纹的锁紧螺套，挡环353的内径大于左销杆3541的外径，左销杆3541 可以贯穿挡环353并相对其自由地上下移动。手动操作部355可以用安装在右销杆3542上，例如靠近右销杆3542的上端安装，手动操作部355具体可以是手柄等，其沿y方向外凸，方便按压操作。锁紧螺母356可以与右销杆3542的上端螺纹配合，从而将手动操作部355以螺母固定方式锁紧在右销杆3542的上端。
52.弹性复位元件352可以位于第二销杆安装孔3112中，并且其上下两端分别与锁定销351和挡环353相抵；右销杆3542可上下滑动地贯穿第一销杆安装孔3111，左销杆3541以及其上端固定连接的所述锁定销351可上下滑动地贯穿第二销杆安装孔3112。
53.通过向下按压操作手动操作部355，可以使锁定销351随u形销杆354一起向下移动并离开第二挡块孔335，同时弹性复位元件352被压缩以准备提供锁定销351复位所需的力。该向下按压操作被取消的情况下，压缩的弹性复位元件352将上推锁定销351以使锁定销351穿过第二挡块孔335，直到限位挡块330被锁定；将理解，此时u形销杆354也将随锁定销351向上移动复位。具体地，第二销杆安装孔3112的上段可以设置内台阶面、锁定销351的柱面上也可以设置台阶，该台阶与第二销杆安装孔3112的台阶面相抵时，表示锁定销351已经被上推到底，锁定销351穿过了第二挡块孔335，整个挡块锁定组件350复位结束。
54.具体地，第一销杆安装孔3111与第二销杆安装孔3112为基本平行布置的通孔，且第二销杆安装孔3112相对较短，从而为u形销杆354上的手动操作部355在上下方向上提供可移动空间尺寸。
55.以上实施例的研磨块装卸装置300在拆卸研磨块110的过程中，参见图5和图1，通过向下按压操作手动操作部355，可以使锁定销351随u形销杆354一起向下移动并离开第二挡块孔335，然后，通过操作提耳339拉动限位挡块330相对枢转销331转动并离开挡块限位槽312，限位挡块330对楔形安装块113的上下限位被取消，从而，可以将研磨块110沿x方向滑出，完成拆卸操作。
56.以上实施例的研磨块装卸装置300在安装研磨块110的过程中，参见图5和图1，先将楔形安装块113相对楔形安装槽315对位并嵌入楔形安装槽315中，然后，向下按压操作手动操作部355并将限位挡块330落入挡块限位槽312中，松开手动操作部355，压缩的弹性复位元件352将上推锁定销351以使锁定销351穿过第二挡块孔335，直到限位挡块330被锁定（参见图5示意的安装状态），完成安装操作。
57.因此，研磨块110的安装和拆卸操作也简单，并且对车轮的轴向空间要求小，非常适用于现车上操作。
58.需要说明的是，以上实施例的研磨块装卸装置300可以通过销的两点定位特性锁紧限位挡块330，限位挡块330的锁定与解锁也便捷可靠，研磨块装卸装置300的内部结构受振动（特别是高频）影响更小，运行可靠性更好。
59.挡块锁定组件350的实现方式并不限于以上示例，在其他替换实施例中，作为可操作销杆的u形销杆354可以替换为l形销杆，其竖向设置的销杆的上端固定连接锁定销351并穿过第二销杆安装孔3112，其横向设置的销杆位于定位安装块311的下方，手动操作部355可以安装在横向设置的销杆上以方便操作。
60.需要说明的是，上文中的“大致切线方向”或“大致沿
…
切线方向”中术语“大致”反映所列出的“切线方向”可以被某种程度的改变（即并不限于在严格的“切线方向”），该改变的程度例如可以是本领域技术人员能够接受的公差范围，或者该改变的程度例如可以是本领域技术人员结合本公开的目的所能够理解到的能够改变的基本不增加在车轮的轴线方向的安装空间的程度。
61.以上例子主要说明了本发明实施例的研磨块装卸装置、踏面清扫器和使用踏面清扫器的轨道车辆。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。