一种铁路货车三轴转向架的制作方法

1.本发明涉及铁路车辆技术领域，具体而言，涉及一种铁路货车三轴转向架。

背景技术：

2.随着铁路货车载重的不断提高，在保证车辆轴重不变的情况下，增加转向架轴数是最为有效的方法，三轴转向架是目前应用较广泛的转向架之一。
3.一直以来，铁路货车的载重量在不断增加，传统的焊接构架式三轴转向架的心盘载荷通过焊接构架直接传递给轴箱，很难保证三轴均载，影响车辆动力学性能。目前有的三轴转向架采用加装均衡梁的方式来保证三轴均载，虽然加装了均衡梁能够保证三轴均载，但转向架结构变得复杂，转向架重量增加，制造和维修成本较高。

技术实现要素：

4.本发明旨在解决现有铁路货车三轴转向架采用加载均衡梁的情况下导致转向架重量增加、制造和维修成本高的问题。
5.为解决上述问题，本发明提出如下技术方案：
6.一种铁路货车三轴转向架，包括构架、轮对和轴箱，所述轮对通过所述轴箱与所述构架的底部连接，所述轮对包括两个外侧轮对和位于两个所述外侧轮对之间的中间轮对；所述铁路货车三轴转向架还包括外侧轮对弹簧件和中间轮对弹簧件，所述外侧轮对弹簧件设置于所述构架和所述轴箱之间且靠近所述外侧轮对处，所述中间轮对弹簧件设置于所述构架和所述轴箱之间且靠近所述中间轮对处；
7.所述外侧轮对弹簧件的刚度k1、所述中间轮对弹簧件的刚度k2和重车情况下所述构架的变形量t1之间的关系如下：
8.k1＝k2+a1
×
t1；
9.其中，a1表示第一系数。
10.本发明提供的一种铁路货车三轴转向架，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：
11.轴箱安装在构架上，以便于安装轮对，外侧轮对弹簧件的刚度k1、中间轮对弹簧件的刚度k2和重车情况下构架的变形量t1之间满足k1＝k2+a1
×
t1，a1
×
t1表示重车状态下构架变形后的刚度，即位于外侧的外侧轮对弹簧件的刚度等于位于中间的中间轮对弹簧件的刚度与重车状态下构架变形后的刚度之和，依据该公式设置外侧轮对弹簧件和中间轮对弹簧件，有利于使得重车状态下的构架能够保证三轴均载。
12.优选地，所述外侧轮对弹簧件包括第一外簧；所述中间轮对弹簧件包括第二外簧；
13.所述第一外簧的刚度k3、所述第二外簧的刚度k4和空车情况下所述构架的变形量t2之间的关系如下：
14.k3＝k4+a2
×
t2；
15.其中，a2表示第二系数。
16.优选地，所述外侧轮对弹簧件还包括第一内簧，所述第一外簧套接于所述第一内簧的外部，且所述第一外簧的高度大于所述第一内簧的高度；
17.所述中间轮对弹簧件还包括第二内簧，所述第二外簧套接于所述第二内簧的外部，且所述第二外簧的高度大于所述第二内簧的高度；
18.所述第一内簧的刚度和所述第一外簧的刚度之和为所述外侧轮对弹簧件的刚度；所述第二内簧的刚度和所述第二外簧的刚度之和为所述中间轮对弹簧件的刚度。
19.优选地，所述构架包括横梁、侧梁和安装架，两个所述侧梁平行设置，且两个所述侧梁之间间隔设置两个所述横梁；
20.所述侧梁的底部设置有所述安装架，所述安装架用于安装所述外侧轮对弹簧件或者所述中间轮对弹簧件，所述外侧轮对弹簧件或者所述中间轮对弹簧件的一端用于与所述安装架相连接，另一端用于与对应的所述轴箱相连接。
21.优选地，所述侧梁、所述横梁和所述安装架采用合金钢板焊接而成。
22.优选地，所述侧梁的中间顶部设置有旁承。
23.优选地，所述铁路货车三轴转向架还包括制动梁，所述构架的底部设置有导槽，所述制动梁安装于导槽内。
24.优选地，所述轮对为动力轮对或被动轮对。
25.优选地，所述轴箱的端部设置有与所述构架之间的连挂装置；所述轴箱的下部与所述轮对之间设置有承载鞍。
26.优选地，所述安装架和所述轴箱之间设置有斜锲，所述安装架和所述斜锲之间设置有磨耗板。
附图说明
27.图1为本发明实施例的铁路货车三轴转向架整体结构示意图；
28.图2为本发明实施例的铁路货车三轴转向架整体结构俯视图；
29.图3为本发明实施例的外侧轮对弹簧件和中间轮对弹簧件剖面示意图；
30.图4为本发明实施例的铁路货车三轴转向架整体受力简图。
31.附图标记说明：
32.1构架、11横梁、12侧梁、13安装架、14旁承、15制动梁、16斜锲、2轮对、21外侧轮对、22中间轮对、3轴箱、4外侧轮对弹簧件、41第一外簧、42第一内簧、5中间轮对弹簧件、51第二外簧、52第二内簧。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.需要说明的是，本文提供的坐标系xyz中，x轴正向代表右方，x轴的反向代表左方，
y轴的正向代表前方，y轴的反向代表后方，z轴的正向代表上方，z轴的反向代表下方；z轴、x轴、y轴表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.参阅图1-图4，本发明提供的一种铁路货车三轴转向架，包括构架1、轮对2和轴箱3，所述轮对2通过所述轴箱3与所述构架1的底部连接，所述轮对2包括两个外侧轮对21和位于两个所述外侧轮对21之间的中间轮对22；所述铁路货车三轴转向架还包括外侧轮对弹簧件4和中间轮对弹簧件5，所述外侧轮对弹簧件4设置于所述构架1和所述轴箱3之间且靠近所述外侧轮对21处，所述中间轮对弹簧件5设置于所述构架1和所述轴箱3之间且靠近所述中间轮对22处；
37.所述外侧轮对弹簧件4的刚度k1、所述中间轮对弹簧件5的刚度k2和重车情况下所述构架1的变形量t1之间的关系如下：
38.k1＝k2+a1
×
t1；
39.其中，a1表示第一系数。
40.具体地，铁路货车分空车情况和重车情况，空车情况指铁路货车完全没有载重的情况下，重车情况指铁路货车载满标记载重的情况下。
41.在本实施例中，所述轴箱3安装在所述构架1上，以便于安装轮对2，所述外侧轮对弹簧件4的刚度k1、所述中间轮对弹簧件5的刚度k2和重车情况下所述构架1的变形量t1之间满足k1＝k2+a1
×
t1，a1
×
t1表示重车状态下所述构架1变形后的刚度，即位于外侧的所述外侧轮对弹簧件4的刚度等于位于中间的所述中间轮对弹簧件5的刚度与重车状态下所述构架1变形后的刚度之和，依据该公式设置所述外侧轮对弹簧件4和所述中间轮对弹簧件5，有利于使得重车状态下的所述构架1能够保证三轴均载。
42.具体地，从数值方向看，所述中间轮对弹簧件5发生的变形量和所述构架1发生的变形量相当于所述外侧轮对弹簧件4发生的变形量，由于构架1本身也一定的刚度，具有类似弹簧的作用，因此在计算时通常把所述构架1看成一个弹簧，令所述构架1的刚度为k，则由弹簧之间串联的特性可得：
[0043][0044]
但在实际的操作中，构架1的变形量才是最直观也是最便于测量的数值。
[0045]
对01式进行变形可得：
[0046][0047]
对02式继续变形可得：
[0048][0049]
对03式继续变形可得：
[0050][0051]
令解得：
[0052][0053]
由于k2较大，约等于0，因此(05)式变为：
[0054][0055]
构架1刚度f为构架1所受外力——载重，y为构架1理论变形量，由于所述构架1所受力远大于中间轮对22弹簧支撑力，因此y约等于t1。
[0056]
将y＝t1带入(06)式得
[0057]
令则带入(04)式得：
[0058]
k1＝k2+a1
×
t1..............................(07)；
[0059]
虽然按07式计算出的结果存在误差，但该误差很小，能够满足使用要求，同时也便于操作。
[0060]
参阅图3-图4，优选地，所述外侧轮对弹簧件4包括第一外簧41；所述中间轮对弹簧件5包括第二外簧51；
[0061]
所述第一外簧41的刚度k3、所述第二外簧51的刚度k4和空车情况下所述构架1的变形量t2之间的关系如下：
[0062]
k3＝k4+a2
×
t2；
[0063]
其中，a2表示第二系数。
[0064]
具体地，所述第一外簧41的刚度k3、所述第二外簧51的刚度k4和空车情况下所述构架1的变形量t2之间关系式推导如上述k1＝k2+a1
×
t1的推导过程。
[0065]
在本实施例中，所述第一外簧41的刚度k3、所述第二外簧51的刚度k4和空车情况下所述构架1的变形量t2之间满足k3＝k4+a2
×
t2，a2
×
t2表示空车状态下所述构架1变形后的刚度，即位于外侧的所述外侧轮对弹簧件4的所述第一外簧41的刚度k3等于位于中间的所述中间轮对弹簧件5的所述第二外簧51的刚度k4与空车状态下所述构架1变形后的刚度之和，依据该公式设置所述外侧轮对弹簧件4的所述第一外簧41和所述中间轮对弹簧件5的所述第二外簧51，由于空车状态下，只要由所述第一外簧41和所述第二外簧51进行支承，由此设置所述第一外簧41和所述第二外簧51的刚度，有利于使得空车状态下的所述构架1能够保证三轴均载。
[0066]
优选地，所述外侧轮对弹簧件4还包括第一内簧42，所述第一外簧41套接于所述第一内簧42的外部，且所述第一外簧41的高度大于所述第一内簧42的高度；
[0067]
所述中间轮对弹簧件5还包括第二内簧52，所述第二外簧51套接于所述第二内簧52的外部，且所述第二外簧51的高度大于所述第二内簧52的高度；
[0068]
所述第一内簧42的刚度和所述第一外簧41的刚度之和为所述外侧轮对弹簧件4的刚度；所述第二内簧52的刚度和所述第二外簧51的刚度之和为所述中间轮对弹簧件5的刚度。
[0069]
在本实施例中，当空车时，由所述第一外簧41和所述第二外簧51承载，所述第一外簧41的刚度大于所述第二外簧51的刚度，所述第一外簧41和所述第二外簧51的刚度根据空车时所述构架1的变形量t2进行设置，即满足k3＝k4+a2
×
t2，可保证空车时所述轮对2均载；当重车时，由所述第一内簧42和所述第一外簧41整体、所述第二内簧52和所述第二外簧51整体共同承载，即所述外侧轮对弹簧件4的刚度大于所述中间轮对弹簧件5的刚度根据重车时所述构架1的变形量进行设置t1，即满足k1＝k2+a1
×
t1，可保证重车时所述构架1均载。
[0070]
参阅图1-图2，优选地，所述构架1包括横梁11、侧梁12和安装架13，两个横梁11和两个侧梁12围成的矩形框架，两个所述侧梁12平行设置，且两个所述侧梁12之间间隔设置两个所述横梁11；
[0071]
所述侧梁12的底部设置有所述安装架13，所述安装架13用于安装所述外侧轮对弹簧件4或者所述中间轮对弹簧件5，所述外侧轮对弹簧件4或者所述中间轮对弹簧件5的一端用于与所述安装架13相连接，另一端用于与对应的所述轴箱3相连接。
[0072]
优选地，所述侧梁12、所述横梁11和所述安装架13采用合金钢板焊接而成。
[0073]
优选地，所述侧梁12的中间顶部设置有旁承14。
[0074]
在本实施例中，所述旁承14能有效的提供车辆所需的回转阻力矩，避免车辆过曲线时车体不受限制倾斜，能更好的适应车辆的大自重及大载重工况。
[0075]
优选地，所述铁路货车三轴转向架还包括制动梁15，所述构架1的底部设置有导槽，所述制动梁15安装于导槽内。
[0076]
具体地，制动时所述制动梁15在导槽内滑动，带动闸瓦贴紧和离开车轮，实现车辆制动。
[0077]
优选地，所述轮对2为动力轮对或被动轮对。
[0078]
在本实施例中，转向架的三个轮对2均可根据需要，采用动力轮对2或被动轮对2。
[0079]
优选地，所述轴箱3的端部设置有与所述构架1之间的连挂装置；所述轴箱3的下部与所述轮对2之间设置有承载鞍。
[0080]
在本实施例中，该结构有利于缩小构架1与轮对2之间的总间隙，易于转向架无捆绑整体吊运。
[0081]
优选地，所述安装架13和所述轴箱3之间设置有斜锲16，所述安装架13和所述斜锲16之间设置有磨耗板。
[0082]
在本实施例中，所述安装架13和所述斜锲16之间设置有所述磨耗板，所述斜锲16具有减震作用，在运动过程中，可产生垂向和纵向的摩擦力，保证车辆运行的平稳性，整个装置结构简单、运行可靠且便于维护。
[0083]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种铁路货车三轴转向架，包括构架(1)、轮对(2)和轴箱(3)，所述轮对(2)通过所述轴箱(3)与所述构架(1)的底部连接，所述轮对(2)包括两个外侧轮对(21)和位于两个所述外侧轮对(21)之间的中间轮对(22)；其特征在于，所述铁路货车三轴转向架还包括外侧轮对弹簧件(4)和中间轮对弹簧件(5)，所述外侧轮对弹簧件(4)设置于所述构架(1)和所述轴箱(3)之间且靠近所述外侧轮对(21)处，所述中间轮对弹簧件(5)设置于所述构架(1)和所述轴箱(3)之间且靠近所述中间轮对(22)处；所述外侧轮对弹簧件(4)的刚度k1、所述中间轮对弹簧件(5)的刚度k2和重车情况下所述构架(1)的变形量t1之间的关系如下：k1＝k2+a1
×
t1；其中，a1表示第一系数。2.根据权利要求1所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述外侧轮对弹簧件(4)包括第一外簧(41)；所述中间轮对弹簧件(5)包括第二外簧(51)；所述第一外簧(41)的刚度k3、所述第二外簧(51)的刚度k4和空车情况下所述构架(1)的变形量t2之间的关系如下：k3＝k4+a2
×
t2；其中，a2表示第二系数。3.根据权利要求2所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述外侧轮对弹簧件(4)还包括第一内簧(42)，所述第一外簧(41)套接于所述第一内簧(42)的外部，且所述第一外簧(41)的高度大于所述第一内簧(42)的高度；所述中间轮对弹簧件(5)还包括第二内簧(52)，所述第二外簧(51)套接于所述第二内簧(52)的外部，且所述第二外簧(51)的高度大于所述第二内簧(52)的高度；所述第一内簧(42)的刚度和所述第一外簧(41)的刚度之和为所述外侧轮对弹簧件(4)的刚度；所述第二内簧(52)的刚度和所述第二外簧(51)的刚度之和为所述中间轮对弹簧件(5)的刚度。4.根据权利要求1所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述构架(1)包括横梁(11)、侧梁(12)和安装架(13)，两个所述侧梁(12)平行设置，且两个所述侧梁(12)之间间隔设置两个所述横梁(11)；所述侧梁(12)的底部设置有所述安装架(13)，所述安装架(13)用于安装所述外侧轮对弹簧件(4)或者所述中间轮对弹簧件(5)，所述外侧轮对弹簧件(4)或者所述中间轮对弹簧件(5)的一端用于与所述安装架(13)相连接，另一端用于与对应的所述轴箱(3)相连接。5.根据权利要求4所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述侧梁(12)、所述横梁(11)和所述安装架(13)采用合金钢板焊接而成。6.根据权利要求4所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述侧梁(12)的中间顶部设置有旁承(14)。7.根据权利要求1所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，还包括制动梁(15)，所述构架(1)的底部设置有导槽，所述制动梁(15)安装于导槽内。8.根据权利要求1所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述轮对(2)为动力轮对或被动轮对。9.根据权利要求1所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述轴箱(3)的端部设置
有与所述构架(1)之间的连挂装置；所述轴箱(3)的下部与所述轮对(2)之间设置有承载鞍。10.根据权利要求4所述的铁路货车三轴转向架，其特征在于，所述安装架(13)和所述轴箱(3)之间设置有斜锲(16)，所述安装架(13)和所述斜锲(16)之间设置有磨耗板。

技术总结

本发明涉及铁路车辆技术领域，具体提供了一种铁路货车三轴转向架，包括外侧轮对弹簧件和中间轮对弹簧件；所述外侧轮对弹簧件的刚度k1、所述中间轮对弹簧件的刚度k2和重车情况下所述构架的变形量t1之间的关系如下：k1＝k2+a1

技术研发人员：

刘先义 栗明柱 孙晓东 卢勇 王雷 葛忠孝 徐长胜 曲峰利

受保护的技术使用者：

中车哈尔滨车辆有限公司

技术研发日：

2022.11.15

技术公布日：

2023/1/31