一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，包括構架、軸箱、一系彈簧機構以及轉臂定位橡膠關節(jié)，構架上設置有用于與一系彈簧機構連接的彈簧板，一系彈簧機構中的彈簧用于與彈簧板連接的一端固定設置有頂部定位板，且頂部定位板上設置有凸起的定位環(huán)以及用于與彈簧板固定連接的螺栓孔，彈簧板上設置有可供定位環(huán)穿過的定位通孔，且構架與定位通孔對應的位置設置有與定位環(huán)適配的定位槽。本發(fā)明中所提供的彈簧定位方式更加可靠，并且通過彈簧頂部的定位環(huán)與構架上設置的定位槽的相互配合，可以有效防止彈簧在橫向和縱向上產生移動，因而彈簧板也不會被彈簧帶動而產生橫向和縱向上的移動，從而有效避免彈簧板產生翹邊。
【專利說明】一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道車輛轉向架【技術領域】，尤其涉及一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成。
【背景技術】
[0002]輪對采用轉臂定位的方式中，傳統(tǒng)的方式是將螺旋彈簧設置在軸箱中心的正上方，這種設置方式稱為彈簧中置式轉臂定位，彈簧中置式轉臂定位的特點是轉向架的轉臂定位橡膠關節(jié)可以不直接承受垂向力，但是該種定位方式中，一系螺旋彈簧在垂直方向上會占用較多的尺寸空間，不利于構架側梁高度的降低；為了解決這個問題，可將螺旋彈簧從軸向中心偏移一定的距離設置，這種方式稱為彈簧偏置式轉臂定位。
[0003]圖9中展示了目前典型的彈簧偏置式轉臂定位一系懸掛總成的結構，其主要由構架01、軸箱02、一系彈簧機構以及轉臂定位橡膠關節(jié)07組成,轉臂定位關節(jié)通過轉臂定位座固定連接于構架01上，并且用于安裝轉臂定位座的安裝螺栓與定位座之間還設置有墊片，轉臂定位橡膠關節(jié)07與一系彈簧機構分別設置在軸箱02的兩側，從而共同承擔垂直方向的作用力。其中一系彈簧機構具體包括頂端的彈簧板03、用于調整垂向高度的彈簧墊片04、單組雙圈螺旋鋼圓彈簧05、設置在彈簧底端的橡膠墊06，如圖9中所示。
[0004]該種彈簧偏置式轉臂定位一系懸掛總成中的彈簧與彈簧板固定連接，彈簧板通過螺栓與構架固定連接，由于螺栓連接不可避免的存在著配合間隙，因而在機車運動的過程中，彈簧板容易被彈簧帶動沿橫向和縱向進行移動，這會導致彈簧板出現翹邊，翹邊后的彈簧板將使得機車晃動加劇，因此需要及時進行彈簧板的更換。經常更換彈簧板不僅導致一系懸掛結構的維護成本較高，而且更換彈簧板時施工復雜，費時費力。
[0005]因此，如何能夠避免彈簧偏置式轉臂定位一系懸掛總成中的彈簧板容易翹邊的問題，以便降低維護成本，是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，以便解決目前彈簧偏置式轉臂定位一系懸掛總成中的彈簧板容易翹邊的問題，從而降低一系懸掛總成的維護成本。
[0007]為解決上述現有技術問題，本發(fā)明提供的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成包括構架、軸箱一系彈簧機構以及轉臂定位橡膠關節(jié)，所述構架上設置有用于與所述一系彈簧機構連接的彈簧板，并且所述一系彈簧機構中的彈簧用于與所述彈簧板連接的一端固定設置有頂部定位板，且所述頂部定位板上設置有凸起的定位環(huán)以及用于與所述彈簧板固定連接的螺栓孔，所述彈簧板上設置有可供所述定位環(huán)穿過的定位孔，且所述構架與所述定位孔對應的位置設置有與所述定位環(huán)適配的定位槽。
[0008]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，還包括設置于所述彈簧板與所述頂部定位板之間的高度調整墊，且所述高度調整墊上具有可供所述定位環(huán)穿過的U型開口。[0009]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述高度調整墊上還開設有減重孔。
[0010]優(yōu)選的,在上述一系懸掛總成中，所述一系彈簧機構中的彈簧用于與所述軸箱連接的一端還設置有底部定位板，且所述底部定位板上設置有定位孔，所述軸箱上設置有與所述定位孔適配的定位柱。
[0011]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述一系彈簧機構中的彈簧為橡膠金屬螺旋復
合彈簧。
[0012]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述彈簧的頂部定位板和底部定位板之間為彈性部，所述彈性部包括橡膠彈性體和與所述橡膠彈性體硫化為一體的金屬螺旋鋼彈簧，所述橡膠彈性體中還包括與其硫化為一體且沿所述彈簧軸線方向均勻分布的多個金屬片。
[0013]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述一系彈簧機構中的彈簧為橡膠彈簧，且所述橡膠彈簧中還包括與其硫化為一體且沿所述橡膠彈簧軸線方向均勻分布的多個金屬片。
[0014]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述轉臂定位橡膠關節(jié)通過第一安裝螺栓與轉臂定位座固定相連，所述轉臂定位座通過第二安裝螺栓與所述構架固定相連。
[0015]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述第一安裝螺栓和第二安裝螺栓共用同一墊片，且所述墊片的兩端具有可彎折的止動邊。
[0016]優(yōu)選的，在上述一系懸掛總成中，所述第一安裝螺栓外還套設有同時嵌入所述轉臂定位座和所述轉臂定位關節(jié)對應的螺栓孔內的彈性定位銷。
[0017]由以上技術方案可以看出，本發(fā)明所公開的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成中的一系彈簧機構中的彈簧用于與彈簧板連接的一端固定設置有頂部定位板，并且頂部定位板上設置有凸起的定位環(huán)和用于與彈簧板固定連接的螺栓孔，彈簧板上設置有可供定位環(huán)穿過的定位孔，并且構架于定位孔對應的位置設置有與定位環(huán)適配的定位槽。
[0018]安裝完成后，彈簧板通過螺栓固定連接于構架上，而彈簧的頂部定位板上的定位環(huán)將穿過彈簧板上的定位孔，并與構架上的定位槽相配合，因此彈簧的定位是通過頂部定位板上的定位環(huán)與構架上定位槽配合實現的，而彈簧板僅僅是輔助彈簧的定位，相比于現有技術中僅通過彈簧板上的連接螺栓來定位彈簧的方式，本發(fā)明中所提供的彈簧定位方式更加可靠，并且通過彈簧頂部的定位環(huán)與構架上設置的定位槽的相互配合，可以有效防止彈簧在橫向和縱向上產生移動，因而彈簧板也不會被彈簧帶動而產生橫向和縱向上的移動，從而有效避免彈簧板產生翹邊，降低一系懸掛總成的維護成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例所提供的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成結構示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明一實施例所提供的一系彈簧機構中的彈簧結構示意圖；
[0021]圖3為圖2中所示的彈簧的整體示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明另一實施例所提供的一系彈簧機構中的彈簧結構示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明再一實施例所提供的一系彈簧機構中的彈簧結構示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實施例所提供的彈簧板的結構示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明實施例所提供的高度調整墊的結構示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明實施例所提供的墊片的結構示意圖；
[0027]圖9為現有技術中彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成結構示意圖。[0028]其中，I為軸箱,2為彈簧板,3為彈簧,4為高度調整墊,5為一系垂向減震器,6為一系垂向止擋，7為轉臂定位座,8為第二安裝螺栓,9為密封圈，10為墊片，11為第一安裝螺栓，12為彈性定位銷，13為轉臂定位橡膠關節(jié)；
[0029]21為定位通孔,41為U型開口，42為減重孔，101為第一止動邊，102為第二止動邊。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明的目的是提供一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，以便解決目前彈簧偏置式轉臂定位一系懸掛總成中的彈簧板容易翹邊的問題，從而降低一系懸掛總成的維護成本。
[0031]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發(fā)明的方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0032]請參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例所提供的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成結構示意圖。
[0033]本發(fā)明實施例中所提供的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成(以下簡稱一系懸掛總成)，包括構架、軸箱1、一系彈簧機構以及轉臂定位橡膠關節(jié)13，與現有技術一致，該一系懸掛總成中包括一系垂向減震器5和一系垂向止擋6，如圖1中所示，其中構架上用于與一系彈簧機構安裝的位置上通過螺栓連接有彈簧板2，并且一系彈簧機構的彈簧3用于與構架上的彈簧板2連接的一端固定設置有頂部定位板，其中頂部定位板上設置有凸起的定位環(huán)以及用于與彈簧板2固定連接的螺栓孔，本領域技術人員可以理解的是，彈簧板2上也設置有與頂部定位板上的螺栓孔對應的通孔，并且彈簧板2上設置有可供定位環(huán)穿過的定位通孔21，構架與定位通孔21對應的位置處還設置有與定位環(huán)適配的定位槽。
[0034]請參考圖2、圖4和圖5，圖中所示的彈簧上部均設置有頂部定位板，頂部定位板上具有凸起的定位環(huán)，該定位環(huán)將穿過圖6中所示的彈簧板2中部的定位通孔21，并與構架上的定位槽配合實現一系彈簧機構中的彈簧3的定位，彈簧板2上的螺栓孔與頂部定位板上的螺栓孔對齊，并通螺栓固連。
[0035]由此可見，彈簧3的定位主要是通過其頂部的定位環(huán)與構架上所設置的定位槽來實現的，而彈簧板2僅僅是輔助彈簧3的定位，相比于現有技術中僅通過彈簧板2上的連接螺栓來定位彈簧3的方式，本發(fā)明中所提供的彈簧定位方式更加可靠，并且通過彈簧3頂部的定位環(huán)與構架上設置的定位槽的相互配合，可以有效防止彈簧3在橫向和縱向上產生移動，因而彈簧板2也不會被彈簧3帶動而產生橫向和縱向上的移動，從而有效避免彈簧板2產生翅邊，降低一系懸掛總成的維護成本。
[0036]需要進行說明的是，本發(fā)明實施例中的垂向是指在豎直方向上，縱向是指在水平方向上并且與機車軸線平行的方向，橫向是指在水平方向上并且與機車軸線垂直的方向。
[0037]現有技術中，為了實現構架在垂向方向上實現高度調節(jié)，需要落輪之后增加或者減少彈簧板與彈簧之間的墊片，這會很大程度上增加施工難度和施工時間，為此，本實施例中還在彈簧板2與彈簧3的頂部定位板之間也設置了高度調整墊4，并且高度調整墊4上具有可供定位環(huán)穿過的U型開口 41，請參考圖7，在調整過程中無需進行落輪，僅需將彈簧板2與頂部定位板之間的連接螺栓擰松之后，通過高度調整墊4的插入或者拔出實現高度調整墊4數量上的增加或者減少，調整完畢之后，將彈簧板2與頂部定位板之間的連接螺栓重新擰緊即可，更近一步的，為了節(jié)省材料并降低重量，本實施例中的高度調整墊4上還開設有減重孔42，如圖7中所示，該減重孔42的形狀也設置為U型，并且沿上述U型開口 41的外圍設置。
[0038]為了進一步優(yōu)化上述實施例中的技術方案，本實施例所提供的一系懸掛總成中，一系彈簧機構中的彈簧3用于與軸箱I連接的一端(即底端)還設置有底部定位板，并且底部定位板上設置有定位孔，相應的，軸箱I上與該定位孔對應的位置設置有與定位孔適配的定位柱。
[0039]該種設置方式可以使彈簧3的底部定位更加穩(wěn)固和牢靠，彈簧3底部定位板上的定位孔的設置位置不受限制，優(yōu)選的方式是將定位孔設置在底部定位板的中部，方便制作和安裝，如圖3中所示。
[0040]目前一系彈簧機構中通用的彈簧為單組雙圈螺旋鋼圓彈簧，但是該種彈簧在實際運行過程中經常會出現彈簧的內、外圈相互接觸磨損，導致彈簧發(fā)生斷裂，為此本實施例中對一系彈簧機構中的彈簧進行了優(yōu)化，由于一系彈簧機構中的彈簧主要承受垂向載荷和提供靜撓度，同時還提供極小的縱向、橫向支撐和扭轉支撐，因此本實施例中將該彈簧設計成為復合彈簧，具體為橡膠金屬螺旋復合彈簧。
[0041]請參考圖2和圖3，圖2和圖3中為一種實施例中復合彈簧的結構示意圖，具體的，該復合彈簧包括頂部定位板31和底部定位板36，頂部定位板上設置有定位環(huán)30，底部定位板上設置有定位孔35，并且頂部定位板31和底部定位板36之間為彈簧的彈性部，復合彈簧的彈性部中包括橡膠彈性體32和與橡膠彈性體32硫化為一體的金屬螺旋鋼彈簧33，如圖2中所示，并且橡膠彈性體32中還包括與其硫化為一體且沿彈簧的軸線方向上均勻分布的多片金屬片34。金屬螺旋鋼彈簧33用于承載主要的垂向載荷，橡膠彈性體32承受部分垂向載荷，并且橡膠彈性體32還具有吸震降噪的功能，兩者硫化在一起可增強一系彈簧機構中彈簧的線性穩(wěn)定性，同時還具有橡膠彈簧的阻尼特性。
[0042]金屬片34可以設計為兩塊環(huán)狀金屬片，以便用于控制橡膠彈性體32的變形方向，如圖2中所示，金屬片34將復合彈簧硫化成均勻分布的5-10層，相鄰兩個金屬片34間的橡膠彈性體32的邊緣優(yōu)選的設計為凹弧形，并且采用圓角過渡，從而減少橡膠彈性體32鼓出和發(fā)生褶皺的可能性，從而提高復合彈簧的使用壽命。
[0043]進一步的，本發(fā)明另一實施例中還考慮了另外一種橡膠金屬螺旋復合彈簧的實施方式，如圖5中所示，該實施例中所提供的彈簧對上述實施例中所提供的彈簧的彈性部進行變形，具體的，該彈簧也包括頂部定位板301和底部定位板306，并且頂部定位板301上也設置有定位環(huán)300，底部定位板306上設置有定位孔305，該彈簧的彈性部具體包括橡膠彈性體302和與橡膠彈性體302硫化為一體的金屬螺旋鋼彈簧303，并且橡膠彈性體302沿彈簧的軸線方向上具有多個均勻的節(jié)段，且每個節(jié)段均為鼓型節(jié)段，如圖5中所示。
[0044]當然，在滿足強度要求的情況下，一系彈簧機構中的彈簧還可以采用橡膠彈簧，本發(fā)明該實施例中所提供的橡膠彈簧具體包括與上述實施例中結構相同的頂部定位板3b和底部定位板3e，并且頂部定位板3b上設置有定位環(huán)3a，底部定位板3e上設置有定位孔，該彈簧的彈性部為橡膠彈性體3c和與橡膠彈性體3c硫化為一體的多個金屬片3d，如圖4中所示，金屬片3d被設計成為一塊環(huán)狀金屬片，多個金屬片3d沿彈簧的軸線方向均勻分布，并且相鄰兩個金屬片3d之間的橡膠彈性體3c的邊緣為凹弧形圓角過渡。
[0045]上述實施例中所提供的一系彈簧機構中的彈簧3，其橫截面均為圓形，當然，在安裝條件許可的情況下，彈簧3的橫截面還可以設計為橢圓形、方形等。
[0046]本發(fā)明實施例中的轉臂定位橡膠關節(jié)13固定壓裝在軸箱I中，并通過第一安裝螺栓11與轉臂定位座7固定連接，同時轉臂定位座7上還設置有第二安裝螺栓8將轉臂定位座7與構架固定相連，如圖1中所示。
[0047]需要進行說明的是，本發(fā)明中所提供的轉臂定位橡膠關節(jié)13具有很低的扭轉剛度和偏轉剛度，扭轉剛度和偏轉剛度約為IOONm~220Nm/°，較低的扭轉剛度可以降低一系懸掛總成的垂向剛度，從而減小輪軌作用力；較低的偏轉剛度可實現輪對靈活的通過曲線，并具有較低的輪緣磨耗。
[0048]請參考圖1，本實施例中所提供的一系懸掛總成中，第一安裝螺栓11和第二安裝螺栓8共用同一墊片10，墊片10的結構如圖8所示，該墊片10包括墊片主體和設置在墊片主體上用于第一安裝螺栓11和第二安裝螺栓8穿過的通孔，并且墊片10的兩端還設置有可彎折的止動邊，并且墊片10的每一端包括兩個相互垂直設置的制動邊，其中一個止動邊與墊片主體平行，該止動邊為第一止動邊101，另一個止動邊與墊片主體垂直設置，該止動邊為第二止動邊102，在安裝完成之后，第一止動邊101向下折并與轉臂定位座7外側邊貼緊，第二止動邊102沿第二安裝螺栓8彎折并且與第二安裝螺栓8的螺帽側面貼緊，該墊片10可以有效防止第二安裝螺栓8的松動。
[0049]更進一步的，本實施例中用于連接轉臂定位橡膠關節(jié)13和轉臂定位座7的第一安裝螺栓11的外側還套設有彈性定位銷12，彈性定位銷12同時嵌入轉臂定位座7和轉臂定位橡膠關節(jié)13對應的螺栓孔內，如圖1中所示。
[0050]彈性定位銷12不`僅可以起到對轉臂定位橡膠關節(jié)13和轉臂定位座7的定位，同時可以有效避免第一安裝螺栓11承受過大的剪切力，從而對第一安裝螺栓11形成保護，并且本實施例中優(yōu)選的將第一安裝螺栓11和彈性定位銷12設計成為一對摩擦副，從而避免了轉臂定位座7和轉臂定位橡膠關節(jié)13處的磨損。
[0051]優(yōu)選的，轉臂定位座7與構架之間還設置有用于防水、防塵和防松的密封圈9，密封圈9將轉臂定位座7與構架之間的間隙控制在之間,從而實現構架與轉臂定位座?的可調彈性定位。
[0052]由此可見，本發(fā)明實施例中所提供的一系懸掛總成結構簡單，設計更為合理，并且維護方便；相比于螺旋鋼彈簧，復合彈簧的噪音更低，并且不存在彈簧內外圈干涉的問題，頂部定位環(huán)和底部定位孔的增加，避免了一系彈簧機構中彈簧的變形，提高了轉向架動力學性能和運行的安全性。
[0053]本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，包括構架、軸箱(1)、一系彈簧機構以及轉臂定位橡膠關節(jié)(13)，所述構架上設置有用于與所述一系彈簧機構連接的彈簧板(2)，其特征在于，所述一系彈簧機構中的彈簧(3)用于與所述彈簧板(2)連接的一端固定設置有頂部定位板，且所述頂部定位板上設置有凸起的定位環(huán)以及用于與所述彈簧板(2)固定連接的螺栓孔，所述彈簧板(2)上設置有可供所述定位環(huán)穿過的定位通孔(21)，且所述構架與所述定位通孔(21)對應的位置設置有與所述定位環(huán)適配的定位槽。
2.根據權利要求1所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，還包括設置于所述彈簧板(2)與所述頂部定位板之間的高度調整墊(4)，且所述高度調整墊(4)上具有可供所述定位環(huán)穿過的U型開口(41)。
3.根據權利要求2所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述高度調整墊(4)上還開設有減重孔(42)。
4.根據權利要求1所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述一系彈簧機構中的彈簧(3)用于與所述軸箱(1)連接的一端還設置有底部定位板，且所述底部定位板上設置有定位孔，所述軸箱(1)上設置有與所述定位孔適配的定位柱。
5.根據權利要求4所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述一系彈簧機構中的彈簧(3)為橡膠金屬螺旋復合彈簧。
6.根據權利要求5所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述彈簧(3)的頂部定位板和底部定位板之間為彈性部，所述彈性部包括橡膠彈性體和與所述橡膠彈性體硫化為一體的金屬螺旋鋼彈簧，所述橡膠彈性體中還包括與其硫化為一體且沿所述彈簧軸線方向均勻分布的多個金屬片。
7.根據權利要求4所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述一系彈簧機構中的彈簧(3)為橡膠彈簧，且所述橡膠彈簧中還包括與其硫化為一體且沿所述橡膠彈簧軸線方向均勻分布的多個金屬片。
8.根據權利要求1所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述轉臂定位橡膠關節(jié)(13)通過第一安裝螺栓(11)與轉臂定位座(7)固定相連,所述轉臂定位座(7)通過第二安裝螺栓(8)與所述構架固定相連。
9.根據權利要求8所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述第一安裝螺栓(11)和第二安裝螺栓(8 )共用同一墊片(10 )，且所述墊片(10 )的兩端具有可彎折的止動邊。
10.根據權利要求8所述的彈簧偏置式轉臂定位的一系懸掛總成，其特征在于，所述第一安裝螺栓(11)外還套設有同時嵌入所述轉臂定位座(7)和所述轉臂定位關節(jié)(13)對應的螺栓孔內的彈性定位銷(12 )。
【文檔編號】B61F5/30GK103600749SQ201310607055
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】段華東, 楊穎 , 蔣忠城, 羅顯光, 袁文輝, 黃學君, 鄧小星, 向陽 申請人:南車株洲電力機車有限公司