專利名稱：一種轉向架及其搖枕的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛技術領域，尤其涉及一種轉向架及其搖枕。
背景技術：
鐵路貨車一般包括車體、轉向架、制動裝置和車鉤緩沖裝置等部分。其中，轉向架承擔著裝載貨物重量和車體的自重，同時引導鐵路貨車在直線軌道上高速運行或在曲線軌道上轉向運行，因此轉向架的結構和技術參數(shù)往往決定了鐵路貨車的動力學性能和安全運行性能。鐵路貨車轉向架在世界范圍內應用最廣泛的是鑄鋼三大件式轉向架。請參考圖1和圖2，圖1和圖2分別為三大件式轉向架的主視圖和俯視圖；下面簡要說明這種結構轉向架的工作原理及其技術缺陷。如圖1和圖2所示，所謂“三大件”指的是兩個側架I和一個搖枕2。搖枕2的中央通過下心盤3支撐裝載貨物重量和車體自重，搖枕2的兩端通過二系懸掛系統(tǒng)4支撐在側架I中央彈簧承臺上，側架I兩端的導框頂面支撐在軸承承載鞍5上，承載鞍支撐在輪軸的雙列滾子軸承上，再通過兩個輪對的四個車輪6把車輛總重傳遞給鋼軌。上述轉向架的側架I與搖枕2之間僅靠垂直減振裝置起到減振作用，因此對輪對搖頭位移的約束較弱，容易發(fā)生“菱形錯位”，從而導致車輛蛇形運動的臨界速度降低，轉向架運行不平穩(wěn)，并且車輪與軌道之間的磨耗嚴重。為了避免上述技術缺陷，逐步研發(fā)出中交叉支撐轉向架，如圖3所示，圖3為中交叉支撐轉向架的主要結構示意圖，該轉向架的第一支撐桿71和第二支撐桿72交叉設置，SP第一支撐桿的第一端部711和第二支撐桿的第一端部721均與一個側架I連接，第一支撐桿的第二端部712和第二支撐桿的第二端部722均與另一個側架I連接，且兩個支撐桿在中央交叉處沒有任何連接，由此構成一個中交叉支撐結構。采用這種結構，能夠有效增強抗菱形剛度，避免轉向架發(fā)生蛇形運動，然而，如圖4至7所示，圖4為圖1中搖枕2的主視圖，圖5為圖4中B-B向俯視圖，圖6和圖7分別為圖4中的A-A、C-C向剖視圖；該搖枕2主要包括兩個側壁21和上蓋板22、下蓋板23，其中央截面設有兩個連接上蓋板21和下蓋板22的立筋221，兩個立筋221之間連接有一個橫筋222，用于增強搖枕2的強度，其搖枕2中央處的截面為垂向開口的箱形結構。顯然，這種結構不能用于穿過上述交叉設置的兩個支撐桿，因此該搖枕2不適用于上述中交叉支撐式轉向架。有鑒于此，亟待針對上述技術問題，對現(xiàn)有技術中的搖枕進行優(yōu)化設計，使其滿足彈性中交叉支撐轉向架的安裝要求和安全運行的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為提供一種用于轉向架的搖枕，該搖枕適用于安裝中交叉支撐轉向架的兩個支撐桿，并且符合轉向架的強度要求。此外，本發(fā)明的另一目的為提供一種包括上述搖枕的轉向架。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于轉向架的搖枕，所述轉向架設有中交叉支撐桿；所述搖枕在中心處設有由兩個側壁、上蓋板和下蓋板圍成的空腔，兩個所述側壁均在所述空腔的橫向一側設有第一通孔、在所述空腔的橫向另一側設有第二通孔，以使所述支撐桿從任一所述側壁的第一通孔穿入、經(jīng)所述空腔和另一所述側壁的第二通孔穿出。優(yōu)選地，在所述空腔中，所述上蓋板設有至少一個向下伸出、橫向設置的第一立筋。優(yōu)選地，在所述空腔中，所述下蓋板設有至少一個向上伸出、橫向設置的第二立筋。優(yōu)選地，所述空腔內中還設有向內伸出、縱向設置的第三立筋，所述第三立筋連接所述第一立筋、所述上蓋板、所述側壁、所述下蓋板和所述第二立筋。優(yōu)選地，兩個所述第一通孔之間、兩個所述第二通孔之間設有至少一個連接所述上蓋板和所述下蓋板的第四立筋。優(yōu)選地，所述第一通孔、所述第二通孔均為橫向距離大于垂向距離的長圓孔。優(yōu)選地，所述第一通孔與所述支撐桿的橫向間隙、所述第二通孔與所述支撐桿的橫向間隙范圍均為5mm 15mm。優(yōu)選地，所述第一通孔與所述支撐桿的垂向間隙、所述第二通孔與所述支撐桿的垂向間隙均大于所述轉向架搖枕的最大垂向撓度。優(yōu)選地，所述第一通孔的上邊緣與所述上蓋板頂面的距離、所述第二通孔的上邊緣與所述上蓋板頂面的距離均大于或等于70mm。優(yōu)選地,所述上蓋板的厚度范圍為20mm 30m,所述下蓋板的厚度范圍為22mm 40mmo本發(fā)明提供一種用于轉向架的搖枕，其中心處設有由兩個側壁、上蓋板和下蓋板圍成的空腔，兩個所述側壁均在所述空腔的橫向一側設有第一通孔、在所述空腔的橫向另一側設有第二通孔，以使所述支撐桿從任一所述側壁的第一通孔穿入、經(jīng)所述空腔和另一所述側壁的第二通孔穿出。采用這種結構，安裝上述中交叉支撐機構時，可以先將第一支撐桿經(jīng)第一側壁的第一通孔穿入、經(jīng)空腔，再經(jīng)第一側壁的第二通孔穿出；然后再將第二支撐桿從第一側壁的第一通孔穿入，經(jīng)空腔，再經(jīng)第一側壁的第二通孔穿出。這樣，第一支撐桿和第二支撐桿在空腔實現(xiàn)了交叉設置，并能從側壁上的通孔穿出實現(xiàn)與側架的連接。由此可見，采用這種結構的搖枕，能夠適用中交叉支撐式轉向架。本發(fā)明還提供一種轉向架，包括兩個側架，連接于兩個所述側架之間的搖枕，以及中交叉支撐桿；所述搖枕采用如上所述的結構，所述支撐桿從所述搖枕的一個側壁的第一通孔穿入、經(jīng)所述空腔和另一側壁的第二通孔穿出。由于上述搖枕具有如上技術效果，因此，包括該搖枕的轉向架也應當具有相應的技術效果，在此不再贅述。


圖1和圖2分別為三大件式轉向架的主視圖和俯視圖3為中交叉支撐轉向架的主要結構示意圖；圖4為圖1中搖枕的主視圖；圖5為圖4中的B-B向剖視6為圖4中的A-A向剖視7為圖4中的C-C向剖視8為本發(fā)明所提供搖枕的一種具體實施方式
的主視圖；圖9為圖8中的B-B向剖視圖；圖10為圖8中的A-A向剖視圖；圖11為圖10中的E-E向剖視圖；圖12為圖8中的C-C向剖視圖；圖13為圖8中的F-F向剖視圖。其中，圖1至圖7中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:側架I ;搖枕2 ;側壁21 ;上蓋板22 ;下蓋板23 ;立筋221 ;橫筋222 ;下心盤3 ;二系懸掛系統(tǒng)4 ;軸承承載鞍5 ;車輪6 ；第一支撐桿71 ;第一支撐桿的第一端部711 ;第一支撐桿的第二端部712 ;第二支撐桿72 ;第二支撐桿的第一端部721 ;第二支撐桿的第二端部722 ；圖8至圖13中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:側壁11 ;第一通孔111 ;第二通孔112 ;第四立筋113 ;上蓋板12 ;下蓋板13 ;空腔14 ;第一立筋141 ;第二立筋142 ;第三立筋143。
具體實施例方式本發(fā)明的核心為提供一種用于轉向架的搖枕，該搖枕通過在中心處、側壁分別開設空腔和通孔，能夠安裝兩個交叉設置的支撐桿，并且具有較大的強度，保證轉向架安全運行。此外，本發(fā)明的另一核心為提供一種包括上述搖枕的轉向架。為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。需要說明的是，本文中出現(xiàn)的方位詞“橫向”、“縱向”、“垂向”均是針對安裝轉向架的軌道而言的，即“橫向”指的是圖3中上下延伸、圖8中左右延伸的方向，“縱向”指的是圖3中左右延伸、圖9中上下延伸的方向，“垂向”指的是圖8中上下延伸的方向；應當理解，這些方位詞的出現(xiàn)是以說明書附圖為基準而設立的，它們的出現(xiàn)不應當影響本發(fā)明的保護范圍。請參考圖8和圖9，圖8為本發(fā)明所提供搖枕的一種具體實施方式
的主視圖；圖9為圖8中的B-B向剖視圖。在一種具體實施方式
中，如圖8和圖9所示，本發(fā)明提供一種用于轉向架的搖枕，轉向架具有如圖3所示的中交叉支撐機構，該搖枕具有兩個側壁，上蓋板12和下蓋板13，在搖枕的中心處，兩個側壁11、上蓋板12和下蓋板13圍成空腔14，兩個側壁11均在空腔14的橫向一側設有第一通孔111、在空腔14的橫向另一側設有第二通孔112，以使支撐桿從任一側壁11的第一通孔111穿入、經(jīng)空腔14和另一側壁11的第二通孔112穿出。采用這種結構，安裝上述中交叉支撐機構時，可以先將第一支撐桿經(jīng)第一側壁的第一通孔111穿入、經(jīng)空腔14，再經(jīng)第二側壁的第二通孔112穿出；然后再將第二支撐桿從第二側壁的第一通孔111穿入，經(jīng)空腔14，再經(jīng)第一側壁的第二通孔112穿出。這樣，第一支撐桿和第二支撐桿在空腔14實現(xiàn)了交叉設置，并能從側壁11上的通孔穿出實現(xiàn)與側架的連接。由此可見，采用這種結構的搖枕，能夠適用中交叉支撐式轉向架。需要說明的是，上述“搖枕的中心處”指的是搖枕關于橫向、縱向、垂向均為中心的位置。此外，本發(fā)明所提供的搖枕并不僅適用于上述中交叉支撐結構的轉向架，還能適用于其他因提高轉向架性能而需要在搖枕腹腔內交叉穿過桿件的轉向架。還可以進一步設置上述空腔14的具體結構。請參考圖10和圖12所示，圖10為圖8中的A-A向剖視圖；圖12為圖8中的C-C向剖視圖。具體的方案中，在空腔14中，上蓋板12設有至少一個向下伸出、橫向設置的第一立筋141。由于搖枕頂壁中心通過下心盤與鐵路貨車的車體連接，轉向架運行過程中搖枕中心處承受的載荷較大，因此對搖枕中心處的剛度和強度要求較高。采用上述結構，能夠增加搖枕在空腔14處的強度和剛度，避免空腔14的設置削弱搖枕的疲勞強度，以保證轉向架穩(wěn)
定工作。類似的方案中，如圖10和圖12所示，在空腔14中，下蓋板13設有至少一個向上伸出、橫向設置的第二立筋142。在上述第一立筋141的基礎上，第二立筋142能夠進一步增強搖枕的剛度和強度，保證搖枕的工作穩(wěn)定性。請結合參考圖10和圖11，圖11為圖10中的E-E向剖視圖。另一種具體實施方式
中，如圖10和圖11所示，上述空腔14中還設有向內伸出、縱向設置的第三立筋143，第三立筋143連接第一立筋141、上蓋板12、側壁11、下蓋板13和第二立筋142。采用這種結構，縱向設置的第三立筋143能夠將第一立筋141、上蓋板12、側壁11、下蓋板13和第二立筋142連接為一個整體，進一步增強了空腔14處的強度和剛度。這里的方位詞“內”指的是在水平面內，由四面八方指向空腔14中心的方向。特別說明的是，上述具體實施方式
并未限定第一立筋141、第二立筋142和第三立筋143的具體數(shù)量和具體寬度，如圖10所示，可以具體在空腔14的縱向兩側分別設置一個第一立筋141、第二立筋142和第三立筋143，也可以設置其他數(shù)目的立筋。這些立筋的具體寬度可以視第一支撐桿、第二支撐桿的交叉處與空腔14內壁的間隙而定。還可以進一步設置上述側壁11的通孔的具體結構形式。請結合參考圖8和圖13，圖13為圖8中的F-F向剖視圖。在另一種具體實施方式
中，如圖8和圖13所示，上述兩個第一通孔111之間、兩個第二通孔112之間均設有至少一個連接上蓋板12和下蓋板13的第四立筋113。采用這種結構，連接通孔上壁和下壁的第四立筋113能夠增強側壁11在第一通孔
111、第二通孔112處的強度和剛度，以避免搖枕長期使用后第一通孔111、第二通孔112由于變形造成上端和下端之間距離縮短，或者造成第一通孔111和第二通孔112內壁開裂等不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生，進一步保證轉向架的工作穩(wěn)定性。同樣地，第四立筋113的寬度W(圖8)可以視第一支撐桿、第二支撐桿的交叉處與空腔14內壁的間隙而定。
具體地，上述第一通孔111、第二通孔112可以均為橫向距離大于垂向距離的長圓孔。由于中交叉支撐機構的兩個支撐桿均為細長桿，在與搖枕裝配的過程中占據(jù)橫向空間大于垂向空間，因此，將側壁11上的兩個通孔設置為橫向長度大于垂向長度的長圓孔能夠既能保證支撐桿順利通過，又不會因空間浪費導致強度和強度的削弱，保證搖枕工作穩(wěn)定性。此外，如圖8所示，上述第一通孔111與支撐桿的橫向間隙、第二通孔112與支撐桿的橫向間隙范圍均為5mm 15_。這樣,能夠避免第一通孔111、第二通孔112與兩個支撐桿發(fā)生橫向干涉，避免由于二者摩擦造成損耗，或者由于摩擦影響抗蛇形運動的性能，從而保證轉向架的工作穩(wěn)定性。具體地，可以將該橫向間隙設置為10mm，當然，還可以將其設置為其他長度。類似的方案中，上述第一通孔111內壁與支撐桿的垂向間隙、第二通孔112內壁與支撐桿的垂向間隙大于轉向架搖枕的最大撓度。這樣，即使第一支撐桿或第二支撐桿在長期工作后產(chǎn)生撓度，第一通孔111、第二通孔112仍然不會與支撐桿發(fā)生干涉，避免在轉向架運行過程中二者由于長期摩擦造成損耗，對兩個支撐桿和搖枕均起到保護作用。在另一種具體實施方式
中，上述第一通孔111的上邊緣、第二通孔112的上邊緣與上蓋板12頂面的距離H均大于或等于70mm。這樣，在通孔之上設置較大的厚度同樣能夠增強搖枕的剛度和強度，以使其具有較好的疲勞強度，保證工作穩(wěn)定性。具體地，可以將該橫向間隙H設置為100mm，當然，還可以將其設置為其他長度。在另一種具體實施方式
中，上述搖枕的上蓋板12的厚度范圍可以為20mm 30mm，下蓋板13的厚度范圍可以為22mm 40mm。通過增大上蓋板12和下蓋板13的厚度，也能夠進一步增強搖枕的剛度和強度，提高其疲勞強度，保證搖枕的工作穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明還提供一種轉向架，包括平行設置的兩個側架，連接于兩個側架之間的搖枕，以及中交叉支撐機構；搖枕采用如上的結構，中交叉支撐機構的兩個支撐桿分別從搖枕的一個側壁11穿入、經(jīng)空腔14和另一側壁11穿出。由于上述搖枕具有如上技術效果，因此，包括該搖枕的轉向架也應當具有相同的技術效果，在此不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的一種轉向架及其搖枕進行了詳細介紹。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
1.一種用于轉向架的搖枕，所述轉向架設有中交叉支撐桿；其特征在于，所述搖枕在中心處設有由兩個側壁(11)、上蓋板(12)和下蓋板(13)圍成的空腔(14)，兩個所述側壁(11)均在所述空腔(14)的橫向一側設有第一通孔(111)、在所述空腔(14)的橫向另一側設有第二通孔(112)，以使所述支撐桿從任一所述側壁(11)的第一通孔(111)穿入、經(jīng)所述空腔(14)和另一所述側壁(11)的第二通孔(112)穿出。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，在所述空腔(14)中，所述上蓋板(12)設有至少一個向下伸出、橫向設置的第一立筋(141)。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，在所述空腔(14)中，所述下蓋板(13)設有至少一個向上伸出、橫向設置的第二立筋(142)。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，所述空腔(14)內中還設有向內伸出、縱向設置的第三立筋(143)，所述第三立筋(143)連接所述第一立筋(141)、所述上蓋板(12)、所述側壁(11)、所述下蓋板(13)和所述第二立筋(142)。
5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，兩個所述第一通孔(111)之間、兩個所述第二通孔(112)之間設有至少一個連接所述上蓋板(12)和所述下蓋板的第四立筋(113)。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，所述第一通孔(111)、所述第二通孔(112)均為橫向距離大于垂向距離的長圓孔。
7.根據(jù)權利要求5所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，所述第一通孔(111)與所述支撐桿的橫向間隙、所述第二通孔(112)與所述支撐桿的橫向間隙范圍均為5mm 15_。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，所述第一通孔(111)與所述支撐桿的垂向間隙、所述第二通孔(112)與所述支撐桿的垂向間隙均大于所述轉向架的搖枕的最大垂向撓度。
9.根據(jù)權利要求5所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，所述第一通孔(111)的上邊緣與所述上蓋板(12)頂面的距離、所述第二通孔(112)的上邊緣與所述上蓋板(12)頂面的距離均大于或等于70mm。
10.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的用于轉向架的搖枕，其特征在于，所述上蓋板(12)的厚度范圍為20mm 30mm,所述下蓋板(13)的厚度范圍為22mm 40mm。
11.一種轉向架，包括兩個側架，連接于兩個所述側架之間的搖枕，以及中交叉支撐桿；其特征在于，所述搖枕采用如權利要求1-10任一項所述的結構，所述支撐桿從所述搖枕的一個側壁的第一通孔(111)穿入、經(jīng)所述空腔(14)和另一側壁的第二通孔(112)穿出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于轉向架的搖枕，所述轉向架設有中交叉支撐桿；所述搖枕在中心處設有由兩個側壁(11)、上蓋板(12)和下蓋板(13)圍成的空腔(14)，兩個所述側壁(11)均在所述空腔(14)的橫向一側設有第一通孔(111)、在所述空腔(14)的橫向另一側設有第二通孔(112)，以使所述支撐桿從任一所述側壁(11)的第一通孔(111)穿入、經(jīng)所述空腔(14)和另一所述側壁(11)的第二通孔(112)穿出。采用這種結構，第一支撐桿和第二支撐桿在空腔實現(xiàn)了交叉設置，并能從側壁上的通孔穿出實現(xiàn)與側架的連接。由此可見，該搖枕能夠適用中交叉支撐式轉向架。本發(fā)明還提供一種包括上述搖枕的轉向架，具有相應的技術效果。
文檔編號B61F5/04GK103192841SQ20131010849
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權日2013年3月29日
發(fā)明者邢書明, 劉振明, 穆鳳軍, 徐世鋒, 胡海濱 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司