專利名稱：一種軌道車輛側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法及支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種軌道交通車輛用部件的支撐方法及裝置，特別是指一種軌道交 通車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法及支撐裝置，安裝在軌道車輛車體和轉(zhuǎn)向架之間。當(dāng) 車輛在做側(cè)滾運(yùn)動時，抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)與車輛二系懸掛一同提供車輛安全運(yùn)行所需的側(cè) 滾剛度，以此來滿足車輛動力學(xué)性能的要求，確保車輛的安全運(yùn)行。
背景技術(shù)：
車輛的振動主要有六個方向的自由度X方向的伸縮振動、Y方向的橫擺振 動、Z方向的浮沉振動、繞Y軸的點(diǎn)頭振動、繞Z軸的搖頭振動、繞X軸的側(cè)滾振動。 目前的軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架均為兩級懸掛，抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)起到了調(diào)節(jié)車輛側(cè)滾剛度、 控制車輛側(cè)滾振動的作用?？箓?cè)滾扭桿系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動圖如圖1所示，圖中M為車體，E、F為扭桿支撐座 組成，安裝于構(gòu)架上，A、B、C、D為橡膠球鉸或金屬關(guān)節(jié)軸承，可在三個方向轉(zhuǎn)動。 由圖可見，如果不考慮相對于系統(tǒng)剛度小得多的支撐座組成和橡膠關(guān)節(jié)的影響，當(dāng)車體 相對于轉(zhuǎn)向架發(fā)生浮沉振動時，兩根連桿同時往一個方向運(yùn)動，整個裝置繞支撐球鉸同 時轉(zhuǎn)動，扭桿并不承受力或扭矩，故并不影響車體的浮沉振動，同樣對除側(cè)滾以外的其 它幾個運(yùn)動同樣不提供任何附加的力或扭矩。而當(dāng)車體與構(gòu)架之間發(fā)生繞X軸的相對轉(zhuǎn) 動即側(cè)滾時，左右連桿向相反的方向上下運(yùn)動，通過扭轉(zhuǎn)臂(圖中FD、EC)使扭桿發(fā)生 扭轉(zhuǎn)變形，扭桿由于抗扭彈性而產(chǎn)生抗扭反力矩，這一反力矩作用在垂向連桿上表現(xiàn)為 一對大小相等方向相反的垂向力，而這對垂向力作用在車體上就形成了與車體側(cè)滾方向 相反的抗側(cè)滾力矩，抗側(cè)滾力矩的作用將阻止車體相對于轉(zhuǎn)向架側(cè)滾角度的增加，從而 抑制車輛的側(cè)滾，提高車輛的橫向平穩(wěn)性。從附圖1我們可看出，提供側(cè)滾剛度的除了抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)，二系懸掛彈簧K也 起著抗側(cè)滾的作用，故抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)是用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)整體側(cè)滾剛度的附加組件?，F(xiàn)有軌道交通用抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如附圖2所示，主要由以下幾部分 組成扭桿軸1、扭轉(zhuǎn)臂2、支撐座3、垂向連接裝置(用于連接車體和轉(zhuǎn)向架，包括下 關(guān)節(jié)軸4、垂向連桿5和上關(guān)節(jié)軸6)。其中支撐裝置的主要作用是1)提供對扭桿產(chǎn)品的徑向支撐力(如圖1所示的 力F) ； 2)在提供徑向支撐力的同時保證扭桿軸在扭轉(zhuǎn)方向具有充分的自由度。根據(jù)此 功能要求并結(jié)合轉(zhuǎn)向架的設(shè)計和工藝裝配要求，目前國內(nèi)外支撐裝置通常由有兩種結(jié)構(gòu) 形式1)剛性滾動軸承式，此種結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和生產(chǎn)，在早期的扭桿產(chǎn)品中 應(yīng)用較多；2)橡膠球鉸式(見圖3)，此種結(jié)構(gòu)可以承受扭轉(zhuǎn)變形而與扭桿軸之間不產(chǎn) 生相對位移和摩擦，使得扭桿軸的應(yīng)力狀況得到了改善，同時消除了過去采用滾動軸承 的磨耗。在上述的兩種結(jié)構(gòu)中，滾動軸承存在徑向尺寸大、接觸應(yīng)力高、承受沖擊載荷 能力較差、高速重負(fù)荷下壽命較低、小批生產(chǎn)特殊的滾動軸承時成本較高、減振能力差等缺點(diǎn)，近年來隨著軌道車輛設(shè)計在和不斷增大、舒適性和安全性要求的不斷提高，此 種結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越少。而橡膠球鉸扭轉(zhuǎn)角度有限，而且在持續(xù)的扭轉(zhuǎn)力矩作用下，容易 出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞或脫膠，從而使產(chǎn)品失效，限制了該類產(chǎn)品的使用范圍。因此設(shè)計開發(fā)一種具有減振降噪作用強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、容易維修維護(hù)、通用性強(qiáng) 的新型抗側(cè)滾扭桿用支撐裝置顯得尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)不能適應(yīng)新型軌道交通車輛 的要求，提供一種具有能綜合滾動軸承與橡膠球鉸的優(yōu)點(diǎn)，又能克服滾動軸承與橡膠球 鉸缺點(diǎn)的新型軌道交通車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法及支撐裝置。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種新型的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系 統(tǒng)的支撐方法，采用一種多層復(fù)合套的支撐方法來支撐軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)；所 述的多層復(fù)合套的支撐方法是在扭桿軸上通過過盈配合套上一層比扭桿軸材料硬度要低 的鋼套，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由鋼套承擔(dān)，由于鋼套采用硬度相對低的材料制 成可有效保護(hù)扭桿軸(扭桿軸硬度高，對表面缺陷非常敏感，使用過程中如有擦傷或劃 傷，很容易快速擴(kuò)展導(dǎo)致破壞)；在鋼套外再套一層耐摩套，耐摩套的外徑與支撐座 采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭桿軸采用間隙配合，保證了使用過程中既能提供徑向支撐 力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn)功能的順利實(shí)現(xiàn)。所述的鋼套可以是采用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果的金屬材 料制作，與扭桿軸過盈配合后可以保證扭桿軸受支撐位置在使用過程中不生銹，從而使 扭桿軸不會在此位置腐蝕破壞(剛性軸承和橡膠關(guān)節(jié)均無法解決此問題)。所述的鋼套在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸裝配在一起，在使用過程中 無需拆卸，而耐摩套外徑與支撐座采用小過盈量配合，使用簡單工裝即可方便實(shí)現(xiàn)裝配 和拆卸；耐摩套內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合，可直接手工安裝和拆卸。所述的耐摩套選用工程塑料制成，可以是尼龍66或其它類似材料，要求保持有 良好的尺寸穩(wěn)定性，與扭桿軸間隙配合，間隙盡可能小以保證車輛的平穩(wěn)性，所選材料 膨脹系數(shù)、吸濕性等受環(huán)境影響很少，因此能避免受各種極端氣候條件變化影響。根據(jù)上述方法所提出的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置是一種軌道車輛 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，包括扭桿軸和支撐座，其特征在于所述支撐座為多層復(fù) 合套的支撐裝置；所述的多層復(fù)合套的支撐裝置是在扭桿軸上通過過盈配合套有一層比 扭桿軸材料硬度要低的鋼套，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由鋼套承擔(dān)；在鋼套外再套 一層耐摩套，耐摩套的外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭桿軸采用間隙配合， 保證了使用過程中既能提供徑向支撐力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn)功能的順利實(shí)現(xiàn)。所述的鋼套可以是用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果的金屬材料 制作。所述的鋼套在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸裝配在一起，在使用過程中 無需拆卸，而耐摩套外徑與支撐座采用小過盈量配合，使用簡單工裝即可方便實(shí)現(xiàn)裝配 和拆卸；耐摩套內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合，可直接手工安裝和拆卸。所述的耐摩套選用工程塑料制成，可以是尼龍66或其它類似材料，要求保持有良好的尺寸穩(wěn)定性，與扭桿軸間隙配合，間隙盡可能小以保證車輛的平穩(wěn)性，所選材料 膨脹系數(shù)、吸濕性等受環(huán)境影響很少，因此能避免受各種極端氣候條件變化影響。本發(fā)明的主要創(chuàng)新點(diǎn)在于與現(xiàn)有典型的支撐裝置_剛性滾動軸承式和橡膠球 鉸式相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)在扭桿軸上套了一層相對較軟的，不易生銹的金屬材料鋼套，使得扭桿軸形成 了一種具有內(nèi)硬外軟的特性，可以避免以往扭桿軸硬度高，對表面缺陷非常敏感，使用 過程中如有擦傷或劃傷，很容易快速擴(kuò)展導(dǎo)致破壞的不足；
2)耐摩套外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭桿軸采用間隙配合，保證了 使用過程中既能提供徑向支撐力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn)功能的順利實(shí)現(xiàn)；
3)鋼套采用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果，與扭桿軸過盈配合后 可以保證扭桿軸受支撐位置在使用過程中不生銹，從而使扭桿軸不會在此位置腐蝕破壞
(剛性軸承和橡膠關(guān)節(jié)均無法解決此問題)；
4)裝卸方便；鋼套在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸裝配在一起，在使用過 程中無需拆卸，而耐摩套外徑與支撐座采用小過盈量配合，使用簡單工裝即可方便實(shí)現(xiàn) 裝配和拆卸；耐摩套內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合，可直接手工安裝和拆卸；
5)成型非常簡單，耐摩套和鋼套可以直接采用管料進(jìn)行加工，與剛性滾動軸承 和橡膠球鉸相比，工序大幅減少，非常適合軌道車輛抗側(cè)滾扭桿小批量多品種的生產(chǎn)特 點(diǎn)，可提高生產(chǎn)效率，降低成本。


圖1 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動示意圖； 圖2抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖3本發(fā)明軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。附圖3給出了本發(fā)明的一個實(shí)施例，從附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種新型的 軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法，采用一種多層復(fù)合套的支撐方法來支撐軌道車輛 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)；所述的多層復(fù)合套的支撐方法是在扭桿軸上通過過盈配合套上一層比 扭桿軸材料硬度要低的鋼套，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由鋼套承擔(dān)，由于鋼套采用 硬度相對低的材料制成可有效保護(hù)扭桿軸(扭桿軸硬度高，對表面缺陷非常敏感，使用 過程中如有擦傷或劃傷，很容易快速擴(kuò)展導(dǎo)致破壞)；在鋼套外再套一層耐摩套，耐摩 套的外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭桿軸采用間隙配合，保證了使用過程中 既能提供徑向支撐力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn)功能的順利實(shí)現(xiàn)。所述的鋼套可以是采用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果的金屬材 料制作，與扭桿軸過盈配合后可以保證扭桿軸受支撐位置在使用過程中不生銹，從而使 扭桿軸不會在此位置腐蝕破壞(剛性軸承和橡膠關(guān)節(jié)均無法解決此問題)。所述的鋼套在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸裝配在一起，在使用過程中 無需拆卸，而耐摩套外徑與支撐座采用小過盈量配合，使用簡單工裝即可方便實(shí)現(xiàn)裝配和拆卸；耐摩套內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合，可直接手工安裝和拆卸。所述的耐摩套選用工程塑料制成，可以是尼龍66或其它類似材料，要求保持有良好的尺寸穩(wěn)定性，與扭桿軸間隙配合，間隙盡可能小以保證車輛的平穩(wěn)性，所選材料 膨脹系數(shù)、吸濕性等受環(huán)境影響很少，因此能避免受各種極端氣候條件變化影響。根據(jù)上述方法所提出的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置是一種軌道車輛 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，包括扭桿軸1和支撐座3，其特征在于所述支撐座3為多 層復(fù)合套的支撐裝置；所述的多層復(fù)合套的支撐裝置是在扭桿軸1上通過過盈配合套有 一層比扭桿軸材料硬度要低的鋼套8，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由鋼套8承擔(dān)；在鋼 套外再套一層耐摩套9，耐摩套9的外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭桿軸的鋼 套8采用間隙配合，保證了使用過程中既能提供徑向支撐力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn)功能 的順利實(shí)現(xiàn)。所述支撐座3為底座10與支座蓋7組合形成，支座蓋7通過緊固件與底座 10緊固在一起。所述的鋼套8可以是用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果的金屬材 料制作。所述的鋼套8在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸1裝配在一起，在使用過程 中無需拆卸，而耐摩套外徑與支撐座采用小過盈量配合，使用簡單工裝即可方便實(shí)現(xiàn)裝 配和拆卸；耐摩套內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合，可直接手工安裝和拆卸。所述的耐摩套9選用工程塑料制成，可以是尼龍66或其它類似材料，要求保持 有良好的尺寸穩(wěn)定性，與扭桿軸間隙配合，間隙盡可能小以保證車輛的平穩(wěn)性，所選材 料膨脹系數(shù)、吸濕性等受環(huán)境影響很少，因此能避免受各種極端氣候條件變化影響。
權(quán)利要求
1.一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法，其特征在于采用一種多層復(fù)合套的 支撐方法來支撐軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)；所述的多層復(fù)合套的支撐方法是在扭桿軸上 通過過盈配合套上一層比扭桿軸材料硬度要低的鋼套，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由 鋼套承擔(dān)；在鋼套外再套一層耐摩套，耐摩套的外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑 與扭桿軸采用間隙配合，保證了使用過程中既能提供徑向支撐力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn) 功能的順利實(shí)現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法，其特征在于所述的 鋼套可以是采用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果的金屬材料制作。
3.如權(quán)利要求2所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法，其特征在于所述的 鋼套在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸裝配在一起，在使用過程中無需拆卸；而耐 摩套外徑與支撐座采用小過盈量配合，使用簡單工裝即可方便實(shí)現(xiàn)裝配和拆卸；耐摩套 內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合，可直接手工安裝和拆卸。
4.如權(quán)利要求3所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法，其特征在于所述的 耐摩套選用工程塑料制成。
5.一種軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，包括扭桿軸和支撐座，其特征在于 所述支撐座為多層復(fù)合套的支撐裝置；所述的多層復(fù)合套的支撐裝置是在扭桿軸上通過 過盈配合套有一層比扭桿軸材料硬度要低的鋼套，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由鋼套 承擔(dān)；在鋼套外再套一層耐摩套，耐摩套的外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭 桿軸采用間隙配合。
6.如權(quán)利要求5所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，其特征在于所述的 鋼套是用不銹鋼制成或經(jīng)表面處理后具有良好防銹效果的金屬材料制作。
7.如權(quán)利要求6所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，其特征在于所述的 鋼套在扭轉(zhuǎn)臂裝配時采用熱套方式與扭桿軸裝配在一起；而耐摩套外徑與支撐座采用小 過盈量配合；耐摩套內(nèi)徑與鋼套采用間隙配合。
8.如權(quán)利要求7所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，其特征在于所述支 撐座為底座與支座蓋組合形成，支座蓋通過緊固件與底座緊固在一起。
9.如權(quán)利要求7所述的軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐裝置，其特征在于所述的 耐摩套選用特種工程塑料制成。
全文摘要
一種軌道車輛側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的支撐方法及支撐裝置，采用一種多層復(fù)合套的支撐方法來支撐軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)；所述的多層復(fù)合套的支撐方法是在扭桿軸上通過過盈配合套上一層比扭桿軸材料硬度要低的鋼套，使用過程中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)摩擦力由鋼套承擔(dān)，由于鋼套采用硬度相對低的材料制成可有效保護(hù)扭桿軸(扭桿軸硬度高，對表面缺陷非常敏感，使用過程中如有擦傷或劃傷，很容易快速擴(kuò)展導(dǎo)致破壞)；在鋼套外再套一層耐摩套，耐摩套的外徑與支撐座采用過盈配合結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑與扭桿軸采用間隙配合，保證了使用過程中既能提供徑向支撐力，又保證了扭桿軸扭轉(zhuǎn)功能的順利實(shí)現(xiàn)。
文檔編號B61F5/24GK102009662SQ201010567248
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者劉建勛, 劉文松, 張亞新, 程海濤, 聶清明, 郭春杰 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司