專利名稱：一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架及其橡膠墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路貨車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的橡膠墊。本發(fā)明還涉及一種具有上述橡膠墊的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架。
背景技術(shù)：
鐵路貨車轉(zhuǎn)向架是一般包括車體、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)裝置以及車鉤緩沖裝置等部分。轉(zhuǎn)向架是指將兩個(gè)或者幾個(gè)輪對(duì)用專門的構(gòu)架(如搖枕和側(cè)架)組成的小車，其可以與軌道間實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向架的主要作用是支撐車體、引導(dǎo)車體沿軌道行駛并承受來自車體及線路的各種載荷。鐵路貨車上最常見的轉(zhuǎn)向架為鑄鋼三大件式轉(zhuǎn)向架，所謂“三大件”指的是一個(gè)搖枕和兩個(gè)鑄造的側(cè)架；搖枕與側(cè)架相連，用于控制側(cè)架的運(yùn)動(dòng)；側(cè)架與輪對(duì)相連，并通過兩者之間的摩擦力控制輪對(duì)的運(yùn)動(dòng)；輪對(duì)的轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)有軸承，該軸承與側(cè)架的導(dǎo)框之間安裝有承載鞍，承載鞍主要用于傳遞載荷并提供軸承與側(cè)架的導(dǎo)框之間的橫縱向間隙。近年來，為了提高鐵路貨車的動(dòng)力學(xué)性能，減小輪軌間的沖擊載荷和車輛的振動(dòng)，采用了一種新的貨車轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向架的側(cè)架與承載鞍之間加裝了一個(gè)橡膠墊01，使得輪對(duì)能夠彈性地定位于側(cè)架上，如圖1所示。請(qǐng)參考圖1和圖2，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中橡膠墊一種設(shè)置方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示橡膠墊的縱向剖面圖。橡膠墊01包括上襯板011、下襯板012和橡膠層013，上襯板011和下襯板012通常為兩個(gè)金屬板，在這兩個(gè)金屬板之間硫化一層橡膠即構(gòu)成橡膠層013 ;橡膠墊01的作用是實(shí)現(xiàn)輪對(duì)與側(cè)架之間的彈性定位并提供一定的剛度，從而減小輪軌間的沖擊載荷和車輛的振動(dòng),改善車輛的動(dòng)力學(xué)性能。當(dāng)車輛落成時(shí)，橡膠墊01被垂向壓縮，提供一定的一系垂向撓度，使車輛的垂向動(dòng)力學(xué)性能得到改善。在車輛運(yùn)行的過程中，輪對(duì)在水平面內(nèi)也受到軌道的作用力，而橡膠墊01的彈性作用使得該作用力得到一定程度的緩沖；由于橡膠墊01在橫向和縱向均具有一定的抗剪切變形能力，故其可以對(duì)輪對(duì)提供一定的橫向和縱向剛度?？梢?，加裝橡膠墊01之后，車輛的垂向和橫向動(dòng)力學(xué)性能均得到了改善。如圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠墊01大都為平板型，橡膠墊01在整體上呈平板狀，這種橡膠墊01在受到橫向或縱向的作用力時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生剪切力，從而提供一定的剪切剛度。根據(jù)計(jì)算分析和試驗(yàn)可知，上述平板狀的橡膠墊01的橫向和縱向剪切剛度相同；但車輛在運(yùn)行過程中所需的縱向剪切剛度較大，而橫向剪切剛度較小，當(dāng)車輛所需的縱向剪切剛度達(dá)到一定程度時(shí)，現(xiàn)有的橡膠墊01很難滿足使用需求。因此，如何設(shè)計(jì)一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的橡膠墊，以更好地滿足車輛的運(yùn)行需求，改善車輛的動(dòng)力學(xué)性能，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的橡膠墊，其縱向剛度大于橫向剛度，能夠更好地滿足車輛的運(yùn)行需求。本發(fā)明的另一目的是提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架，其動(dòng)力學(xué)性能較好，運(yùn)行更為穩(wěn)定。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的橡膠墊，所述橡膠墊包括上襯板、下襯板和設(shè)置在兩者之間的橡膠層，所述上襯板和下襯板均具有平面和分別與所述平面的兩側(cè)邊相拼接的兩斜面，兩所述斜面的傾斜方向相反，且均與所述平面呈預(yù)定角度設(shè)置，所述預(yù)定角度在20 35度之間。本發(fā)明的橡膠墊，其側(cè)面類似八字形結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到橫向作用力時(shí)，平面和斜面部分的橡膠層均受到剪切力作用，以提供剪切剛度；在受到縱向力作用時(shí)，平面部分的橡膠層受剪切力作用，而兩側(cè)斜面的橡膠層同時(shí)受剪切力和拉伸/壓縮力作用，由于橡膠層中的橡膠具有拉壓剛度大于剪切剛度的特性，故本發(fā)明的橡膠墊采用上述三段式的組合形式，使得橡膠墊的縱向剛度之和大于橫向剛度之和，從而能夠滿足車輛對(duì)橡膠墊的剛度需求；當(dāng)平面與斜面之間的預(yù)定角度在20 35度之間時(shí)，可以使得橡膠墊的縱向與橫向剛度的比值在一定范圍內(nèi)，更好地滿足車輛的運(yùn)行需求，符合動(dòng)力學(xué)原理。優(yōu)選地，所述上襯板和所述下襯板的橫向?qū)挾仍?60 300mm之間，以便橡膠墊的強(qiáng)度、縱向與橫向剛度達(dá)到最佳設(shè)置，可以滿足目前中國(guó)鐵路21噸 30噸軸重各種型號(hào)貨車的需求。優(yōu)選地，所述橡膠墊還包括定位件，所述上襯板和所述下襯板通過所述定位件分別與所述側(cè)架和所述承載鞍相連。優(yōu)選地，所述預(yù)定角度為30°。優(yōu)選地，兩所述斜面關(guān)于所述平面的垂向中心線對(duì)稱分布。本發(fā)明還提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架，包括側(cè)架、搖枕和輪對(duì)，所述輪對(duì)兩端的承載鞍與所述側(cè)架之間設(shè)有橡膠墊，所述橡膠墊為上述任一項(xiàng)所述的橡膠墊。由于本發(fā)明的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架具有上述任一項(xiàng)所述的橡膠墊，故上述任一項(xiàng)所述的橡膠墊所產(chǎn)生的技術(shù)效果均適用于本發(fā)明的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中橡膠墊一種設(shè)置方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示橡膠墊的縱向剖面圖；圖3為本發(fā)明所提供鐵路貨車轉(zhuǎn)向架在一種具體實(shí)施方式
中的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所提供橡膠墊在一種具體實(shí)施方式
中的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示橡膠墊的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的橡膠墊，其縱向剪切剛度大于橫向剪切剛度，能夠更好地滿足車輛的運(yùn)行需求。本發(fā)明的另一核心是提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架，其動(dòng)力學(xué)性能較好，運(yùn)行更為穩(wěn)定。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供鐵路貨車轉(zhuǎn)向架在一種具體實(shí)施方式
中的立體結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架包括搖枕1、側(cè)架2和輪對(duì)3，三者依次連接，搖枕I通過驅(qū)動(dòng)側(cè)架2對(duì)輪對(duì)3進(jìn)行控制；兩個(gè)輪對(duì)3可以相互平行地設(shè)置在水平面內(nèi)，兩側(cè)架2分別與輪對(duì)3的兩個(gè)端部相連；輪對(duì)3的轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)有軸承，該軸承與側(cè)架2的導(dǎo)框之間安裝有承載鞍4，承載鞍4主要用于傳遞載荷并提供軸承與側(cè)架2的導(dǎo)框之間的橫縱向間隙，如圖3所示。為提高貨車的動(dòng)力學(xué)性能，減小輪軌間的沖擊載荷和車輛的振動(dòng)，可以在側(cè)架2與承載鞍4之間加裝橡膠墊5，橡膠墊5從側(cè)面看類似八字形結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)的橡膠墊5其縱向剛度大于橫向剛度，能夠更好地滿足車輛的運(yùn)行需求，改善車輛的動(dòng)力學(xué)性能。請(qǐng)參考圖4和圖5，圖4為本發(fā)明所提供橡膠墊在一種具體實(shí)施方式
中的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示橡膠墊的縱向剖視圖。在一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明的橡膠墊5，用于鐵路貨車轉(zhuǎn)向架，橡膠墊5包括上襯板6、下襯板7和設(shè)置在兩者之間的橡膠層8，上襯板6和下襯板7通常為金屬板，且兩者結(jié)構(gòu)相同；上襯板6和下襯板7可以相互平行設(shè)置，進(jìn)而在兩者之間硫化一層橡膠以形成橡膠層8?？梢?，橡膠層8的結(jié)構(gòu)根據(jù)上襯板6和下襯板7的結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，當(dāng)上襯板6和下襯板7的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，兩者之間的橡膠層8也相應(yīng)改變，進(jìn)而引發(fā)其功能的變化。本發(fā)明的上襯板6和下襯板7均包括平面和斜面部分，如圖4和圖5所示，上襯板6包括上平面61和上斜面62，下襯板7包括下平面71和下斜面72 ;由于上襯板6和下襯板7的結(jié)構(gòu)相同，本文中僅以上襯板6為例進(jìn)行說明，下襯板7的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參照上襯板6進(jìn)行設(shè)置。上平面61通常為水平面，上斜面62與上平面61的兩側(cè)邊相拼接，上斜面62其實(shí)為設(shè)置在上平面61兩側(cè)的兩個(gè)斜面,兩個(gè)斜面均與上平面61呈預(yù)定角度Θ設(shè)置,但兩者的傾斜方向相反。所述預(yù)定角度Θ根據(jù)車輛運(yùn)行所需的橫向剛度和縱向剛度的比值進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，其較佳的取值范圍為20 35度，且在該數(shù)值范圍內(nèi)以30°為最佳。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)預(yù)定角度Θ在上述數(shù)值范圍內(nèi)時(shí)，可使橡膠墊5的縱向剛度和橫向剛度的比值在一定范圍內(nèi)，更好地滿足車輛的運(yùn)行需求，以實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)力學(xué)性能的最佳配置。在此基礎(chǔ)上,上襯板6和下襯板7的橫向?qū)挾萕可以設(shè)置在260mm 300mm之間。其中，上襯板6和下襯板7的橫向?qū)挾萕以軸重有關(guān)，軸重較大的時(shí)候可以采用較大的橫向?qū)挾萕 ;軸重較小時(shí)，橫向?qū)挾萕可以取上述數(shù)值范圍內(nèi)的較小值。在設(shè)置好預(yù)定角度Θ后，可以進(jìn)一步對(duì)上襯板6和下襯板7的橫向?qū)挾萕進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)兩者的橫向?qū)挾萕在上述范圍內(nèi)取值時(shí)，可使橡膠墊5的強(qiáng)度得到提高，且可以進(jìn)一步優(yōu)化其縱向剛度和橫向剛度的比值，基本上能夠滿足中國(guó)鐵路21噸 30噸軸重的各種類型的貨車需求，尤其適用于中國(guó)北車齊齊哈爾軌道交通裝備有限公司制造的ZKI系列的轉(zhuǎn)向架。此外，上斜面62中的兩個(gè)斜面可以關(guān)于上平面61的垂向中心線對(duì)稱分布，即兩者與上平面61成相同的角度反向傾斜設(shè)置，此時(shí)橡膠墊5的承載能力以及承載的均勻性較高，有利于改善車輛運(yùn)行過程中的動(dòng)力學(xué)性能。當(dāng)然，上斜面62的兩個(gè)斜面也可以不關(guān)于上平面61的垂向中心線對(duì)稱分布，兩者只要反向傾斜設(shè)置即可；也就是說，兩斜面與上平面61的夾角可以不同，設(shè)兩斜面與上平面61所成的夾角分別為01和θ2，01和02的取值可以不同，也可以相同，兩者的取值范圍均在20 35度之間。所述上平面61的垂向中心線是指橡膠墊在鐵路貨車的垂向的中心線；鐵路貨車的運(yùn)行方向?yàn)槠淇v向，即圖5中A的方向；在水平面內(nèi)與所述縱向垂直的方向?yàn)槠錂M向，該方向平行于輪對(duì)3的軸向，如圖5中B的方向；在豎直面內(nèi)垂直于軌道的方向?yàn)檐囕v的垂向；凡無特殊說明，本文中均采用上述定義界定橫向Α、縱向B和垂向。另外，本發(fā)明的橡膠墊5還可以包括定位件9，上襯板6通過定位件9與側(cè)架2相連，下襯板7通過定位件9與承載鞍4相連，如圖3所示。定位件9可以為定位銷、鉚釘?shù)冗B接部件；為實(shí)現(xiàn)連接，可以在上襯板6和下襯板7上設(shè)置貫通孔，以便定位件9穿過后與側(cè)架2或者承載鞍4相連。以上對(duì)本發(fā)明所提供的鐵路貨車轉(zhuǎn)向架及其橡膠墊進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明鐵路貨車轉(zhuǎn)向架以及橡膠墊的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的橡膠墊，所述橡膠墊包括上襯板、下襯板和設(shè)置在兩者之間的橡膠層，其特征在于，所述上襯板和下襯板均具有平面和分別與所述平面的兩側(cè)邊相拼接的兩斜面，兩所述斜面的傾斜方向相反，且均與所述平面呈預(yù)定角度設(shè)置，所述預(yù)定角度在20 35度之間。
2.如權(quán)利要求1所述的橡膠墊，其特征在于，所述上襯板和所述下襯板的橫向?qū)挾仍?60 300mm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的橡膠墊，其特征在于，所述橡膠墊還包括定位件，所述上襯板和所述下襯板通過所述定位件分別與所述側(cè)架和所述承載鞍相連。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的橡膠墊，其特征在于，所述預(yù)定角度為30°。
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的橡膠墊，其特征在于，兩所述斜面關(guān)于所述平面的垂向中心線對(duì)稱分布。
6.一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架，包括側(cè)架、搖枕和輪對(duì)，所述輪對(duì)兩端的承載鞍與所述側(cè)架之間設(shè)有橡膠墊，其特征在于，所述橡膠墊為上述1-5任一項(xiàng)所述的橡膠墊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鐵路貨車轉(zhuǎn)向架及其橡膠墊，其縱向剛度大于剪切剛度，能夠更好地滿足車輛的運(yùn)行需求。所述橡膠墊包括上襯板、下襯板和設(shè)置在兩者之間的橡膠層，所述上襯板和下襯板均具有平面和分別與所述平面的兩側(cè)邊相拼接的兩斜面，兩所述斜面的傾斜方向相反，且均與所述平面呈預(yù)定角度設(shè)置，所述預(yù)定角度在20～35度之間。在受到縱向力作用時(shí)，平面部分的橡膠層受剪切力作用，斜面的橡膠層同時(shí)受剪切力和拉伸/壓縮力作用，由于橡膠具有拉壓剛度大于剪切剛度的特性，故橡膠墊的縱向剛度之和大于橫向剛度之和；當(dāng)預(yù)定角度在20～35度之間時(shí)，橡膠墊的縱向與橫向剛度的比值保持在一定范圍內(nèi)，能更好地滿足車輛的運(yùn)行需求。
文檔編號(hào)B61F5/24GK103171582SQ20131010855
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者劉振明, 邢書明 申請(qǐng)人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司