一种变轨距轮对转让专利
申请号 : CN201910541170.3
文献号 : CN110228494B
文献日 : 2021-02-09
发明人 : 王玉桃 , 黄运华 , 王旭 , 乔青峰 , 徐忠宣
申请人 : 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 , 西南交通大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种变轨距轮对,包括车轴和车轮,所述车轮设于所述车轴的两端,所述车轴位于所述车轮外的两端分别支撑在轴箱体中;其特征在于,还包括锁紧机构和横向驱动机构,所述车轮包括车轮本体,所述车轮本体的内侧设有向内延伸的内侧轮毂,所述内侧轮毂用于安装所述锁紧机构,所述锁紧机构包括牵引电磁铁,所述牵引电磁铁包括牵引线圈和由所述牵引线圈带动移动的动铁芯,所述内侧轮毂上沿轴向间隔设有多个锁紧孔,所述牵引线圈的位置固定,所述动铁芯指向其中一个所述锁紧孔所在位置,所述动铁芯可伸入或离开所述锁紧孔,实现所述车轮锁紧或解锁;所述车轮本体的外侧设有向外延伸的外侧轮毂,所述外侧轮毂用于安装所述横向驱动机构,且所述横向驱动机构固定在所述轴箱体上,所述横向驱动机构包括电动缸,所述电动缸的伸出端用于推动或拉动解锁后的所述车轮,实现车轮变换轨距,所述内侧轮毂的周向设有多排所述锁紧孔,每排所述锁紧孔包括沿其轴向间隔设置的多个所述锁紧孔,相邻的两个所述锁紧孔之间的距离等于所需变轨距的一半;
所述锁紧机构还包括套筒和锁紧销,所述套筒包括第一套筒和与所述第一套筒套接的第二套筒;所述第一套筒包括第一端盖和沿所述第一端盖周向朝向所述车轮侧延伸的第一筒体,所述第一端盖设有轴向通孔,所述第一端盖通过所述轴向通孔紧固套接在所述车轴上,所述第二套筒包括与所述第一筒体的周向一体连接的第二端盖和沿所述第二端盖的周向朝向所述车轮侧延伸的第二筒体;
所述牵引电磁铁还包括分别设于所述动铁芯相对两侧的吸盘线圈;
变轨距轮对还包括套设在所述第二筒体外周的防尘盖,所述防尘盖包括环形盖体和设于所述环形盖体轴向两端的挡圈,所述盖体内设有多个电刷,所述第二筒体沿其轴向间隔设有一对环绕其外周的环形安装槽,所述挡圈的内周分别安装在所述环形安装槽中,所述第二筒体的外周位于一对所述环形安装槽之间设有与所述电刷一一对应的芯片,所述芯片安装在绝缘橡胶上,且相邻芯片之间由绝缘橡胶隔开;所述牵引线圈和吸盘线圈分别与对应的所述芯片电连接,所述第二筒体相对所述防尘盖转动使得芯片与电刷摩擦形成电连接,以为所述牵引线圈和吸盘线圈供电。
2.根据权利要求1所述的变轨距轮对,其特征在于,所述外侧轮毂的端面间隔设有多个螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的变轨距轮对,其特征在于,所述车轮本体的轮孔的内周设有内花键,所述内花键至少部分延伸至所述内侧轮毂和/或外侧轮毂中。
4.根据权利要求1所述的变轨距轮对,其特征在于,所述外侧轮毂与所述车轮本体的连接处形成第一定位轴肩,所述内侧轮毂与所述车轮本体的连接处形成第二定位轴肩。
5.根据权利要求1所述的变轨距轮对,其特征在于,所述车轴用于安装所述车轮处设有与所述车轮的内花键匹配的外花键。
6.根据权利要求1所述的变轨距轮对,其特征在于,所述横向驱动机构还包括移动盘,所述移动盘包括设有中心通孔的盘体和固定安装在所述中心通孔中的轴承,所述轴承的内圈固定套设在所述外侧轮毂上;所述盘体设有与所述电动缸的伸出端连接的连接孔。
7.根据权利要求6所述的变轨距轮对,其特征在于,所述移动盘靠近所述车轮的一侧设有移动盘挡圈,所述移动盘远离所述车轮的一侧分别设有轴承外挡圈和轴承内挡圈;
所述移动盘挡圈和轴承外挡圈均通过紧固件与所述移动盘连接,所述轴承内挡圈通过螺纹连接件固定在所述外侧轮毂上。
8.根据权利要求7所述的变轨距轮对,其特征在于,所述轴承内挡圈与轴承外挡圈之间留有间隙。
说明书 :
一种变轨距轮对
技术领域
背景技术
不同轨距轨道间连续运行。
发明内容
车轮本体的外侧设有向外延伸的外侧轮毂,所述外侧轮毂用于安装横向驱动机构。
的一半。
动解锁后的所述车轮,实现车轮变换轨距。
毂上;所述盘体设有与所述电动缸的伸出端连接的连接孔。
利用率高,结构紧凑。
平稳,可以降低轮轴间的磨耗,提高了变轨距的可靠性;而且使得地面变轨设施变得相对简
单,变轨信号由车辆控制系统输出,提高了变轨动作的可靠性和变轨效率。
附图说明
锁紧孔;42:螺纹孔;43:内侧轮毂;44:外侧轮毂;5:车轴;6:防尘盖;61:电刷;62:芯片;63:
绝缘橡胶;64:吊耳;7:轴箱体;8:移动盘;81:移动盘挡圈;82:连接孔;9:四点角接触球轴承;91:轴承内挡圈;92:轴承外挡圈。
具体实施方式
本发明的限制。
本发明中的具体含义。
内侧轮毂43用于安装本实施例的锁紧机构3,所述车轮本体的外侧设有向外延伸的外侧轮
毂44,所述外侧轮毂44用于安装横向驱动机构1,本实施例对车轮4结构进行改进,对车轮4
两侧的空间都加以利用,结构紧凑,以适应有源变轨距的结构形式。
需变轨距的一半,通过设置多排锁紧孔41,能够提高变轨距的可靠性。
中,也可以延伸至外侧轮毂44中,当然,也可以分别延伸至内侧轮毂43和外侧轮毂44中,通
过设置内花键用来传递轮轴间的扭矩,同时可实现车轮4横移,保证了轮对内侧距变化的可
行性。
于车轮本体连接处的外径,由此形成所述第一定位轴肩,所述内侧轮毂43与所述车轮本体
的连接处形成第二定位轴肩,用于对锁紧机构上的具体部件起到定位作用,可以通过设置
内侧轮毂43的外径小于车轮本体连接处的外径,由此形成所述第二定位轴肩。
轮4的内花键匹配的外花键,车轮4与车轴5通过内花键与外花键配合连接,以将扭矩均匀分
布在车轮4的内周,既便于传递扭矩,也便于车轮4沿车轴5滑动实现变轨距;所述车轴5位于
所述车轮4外的两端分别支撑在轴箱体7中,由轴箱体7为轮对提供支撑力;该变轨距轮对还
包括:
端固定在轴箱体7上,所述电动缸11的伸出端用于推动或拉动解锁后的所述车轮4,实现车
轮变换轨距。
在所述外侧轮毂44上,也就是说,轴承的内圈与车轮的外侧轮毂44过盈配合,保证车轴5在
转动时移动盘8保持相对静止,需要说明的是,由于此处轴承要能承受较大的双向轴向力,
而基本不承受径向力,优选采用四点角接触球轴承9。所述盘体设有与所述电动缸11的伸出
端连接的连接孔82。电动缸11的伸出端与连接孔82固定连接,从而电动缸11的伸出端移动
时,能够带动车轮4同步移动。
圈由该移动盘挡圈81遮挡,靠近车轮侧的轴承内圈由外侧轮毂44上形成的第一定位轴肩遮
挡;所述移动盘远离车轮的一侧分别设有轴承外挡圈92和轴承内挡圈91,以起到对轴承内
外侧的密封作用,避免杂物、灰尘等进入轴承中,而影响轴承的精度和使用寿命。
圈92均可以利用螺栓穿过移动盘挡圈81和移动盘8、以及利用螺栓穿过轴承外挡圈92和移
动盘8,并拧设螺母使得移动盘挡圈81和轴承外挡圈92与所述移动盘8紧固连接;可以通过
螺钉与外侧轮毂44端面的螺纹孔42连接,将所述轴承内挡圈91固定在外侧轮毂44上。
定,动铁芯32-2指向其中一个锁紧孔41所在位置,进一步,动铁芯32-2的轴线与锁紧孔41的
轴线同轴设置,所述动铁芯32-2可伸入或离开对应的锁紧孔41,具体地,车辆正常运行时,
动铁芯32-2位于对应轨距的锁紧孔41内,两者锁紧,当需要变轨距时,车轮4需要先解锁,此时牵引线圈32-1通电,动铁芯32-2受到牵引线圈32-1磁场力的作用朝向靠近牵引线圈32-1
的方向移动,动铁芯32-2收缩而离开锁紧孔41,实现解锁。
动,并插入锁紧孔41中再次锁紧。
构变得相对简单,可靠性更高。通过横向驱动机构1的电动缸11推动或拉动车轮4实现车轮4
变换轨距;使得车轮4横移动作更加平稳,可以降低轮轴间的磨耗,提高了变轨距轮对的可
靠性。
轮毂的两侧,所述盘体的相对两端分别设有所述连接孔82,所述电动缸11的伸出端穿过所
述连接孔82,并利用紧固件将所述电动缸11的伸出端与所述连接孔82固定连接,两个连接
孔82关于盘体的中心通孔中心对称设置,也就是确保施加在车轮4轮盘上的力两侧相等,进
而保证车轮4受力平衡。
限制此处采用一体式的行星滚柱丝杠电动缸。所述行星滚柱丝杠电动缸的丝杠伸出端设有
定位凸台和外螺纹,为防止振动对行星滚柱丝杠电动缸造成影响,所述连接孔82中设有橡
胶节点,但橡胶节点不能突出到孔外,以免影响电动缸11在横向的动作精度;所述丝杠伸出
端穿过所述橡胶节点且所述定位凸台抵靠在所述连接孔82的一端面,利用螺母12拧设在所
述外螺纹上并使得所述螺母12抵靠在所述连接孔82的另一端面,使得两者连接稳固,以确
保丝杠伸出端与连接孔82连接后,电动缸11与移动盘8没有相对位移,确保车轮4的移动精
度。
体上相对的一对顶角处;另一对顶角处由于无需设置连接孔82,可以将该对顶角处设置为
与盘体的中心通孔的外周相匹配的弧面,以更进一步减轻移动盘8的重量,并节省材料和移
动盘8的安装空间。
盖设有轴向通孔,所述第一端盖通过所述轴向通孔紧固套接在所述车轴5上,也就是说,第
一端盖与车轴5过盈配合,所述第二套筒包括与所述第一筒体的周向一体连接的第二端盖
和沿所述第二端盖的周向朝向所述车轮4侧延伸的第二筒体;
横向移动时,车轮4的内侧轮毂43相对第一筒体移动,直至移动到另一个锁紧孔41与通孔位
置相对,当然,可以理解的是,“一个锁紧孔41”以及“另一个锁紧孔41”均是与所处轨距相对应的;
一端穿过所述牵引线圈32-1,所述动铁芯32-2的另一端与所述锁紧销33固定连接,锁紧销
33可以通过螺栓螺钉等连接件与动铁芯32-2的端部固定连接;通过所述动铁芯32-2带动所
述锁紧销33穿过所述通孔位于对应轨距的所述锁紧孔41中实现所述车轮4锁紧,通过所述
动铁芯32-2带动所述锁紧销33离开所在的所述锁紧孔41实现所述车轮4解锁,锁紧和解锁
可靠性高,而且操作方便。
轨距或宽轨距变为标准轨距,可以根据具体需要选择所变轨距。
配合的锁销35,所述动铁芯32-2的轴向间隔设有两个环形锁槽,其中一个环形锁槽与锁销
35相对,所述锁销35用于插入其中一个所述环形锁槽中,以将所述动铁芯32-2固定在解锁
位或锁紧位,也就是说,当动铁芯32-2插入通孔和锁紧孔41中后,锁销35插入对应的环形锁
槽中,将动铁芯32-2固定在锁紧位,提高锁紧的可靠性,当动铁芯32-2离开对应的锁紧孔41
后,锁销35插入对应的环形锁槽中,将动铁芯32-2固定在解锁位,提高解锁后的可靠性,避
免了动铁芯32-2的误操作。
述锁销35位于所述腔体外的一端设有环形凸台,所述锁销35上套设有第一弹簧,所述第一
弹簧的一端抵靠在所述环形凸台上,所述第一弹簧的另一端抵靠在所述腔体的外侧,当吸
盘线圈34通电时,锁销35受到吸盘线圈34的磁力吸引,克服第一弹簧的弹力,朝向远离动铁
芯32-2的方向移动直至离开动铁芯32-2,此时动铁芯32-2可以进行解锁或锁紧动作,当解
锁或锁紧完成后,吸盘线圈34断电,锁销35在第一弹簧的弹簧回复力作用下重新插入对应
的环形锁槽中,将动铁芯32-2定位在解锁或锁紧状态。
通过第二弹簧便于牵引线圈32-1断电后动铁芯32-2快速复位。在轨距变换过程中,牵引电
磁铁32的动作过程为:首先,吸盘线圈34通电,吸动锁销35克服弹簧力,使锁销35从动铁芯
32-2环形锁槽中伸出。锁销35深入动铁芯32-2环形槽3mm,也即锁销35吸合面距离吸盘3mm,
3mm气隙内磁力较大,因而可采用微型吸盘。然后,牵引线圈32-1通电,动铁芯32-2带动锁紧销33向锁紧孔41外运动,车轮4解锁。再者,在车轮4横向移动前,先由吸盘线圈34断电,锁销
35卡在动铁芯32-2下端环形锁槽内,使动铁芯32-2保持在车轮4解锁位,再牵引线圈32-1断
电,这样可避免线圈通电时间较长而烧毁线圈。最后,车轮4完成轨距变换后,吸盘线圈34通电,动铁芯32-2解锁,在第二弹簧回复力作用下向下运动,并带动车轮4锁紧销33向下运动
到车轮4轮毂锁紧孔41内,车轮4再次锁紧,吸盘线圈34断电,锁销35卡住动铁芯32-2,避免
其在离心力作用下带动车轮4锁紧销33径向运动,而使车轮4解锁。
不大,故采用直流供电。
设有多个电刷61,所述第二筒体沿其轴向间隔设有一对环绕其外周的环形安装槽,所述挡
圈的内周分别安装在所述环形安装槽中,在具体使用时,防尘盖6固定不动,第二筒体与车
轮4一起转动;所述第二筒体的外周位于一对所述环形安装槽之间设有与所述电刷61一一
对应的芯片62,为了防止车轮4、车轴5上的回路电流传到芯片62上,使线圈在不需要动作时
得电动作,这里采用绝缘橡胶63将每一个芯片62包裹起来,只留出与电刷61配合的一面,即
所述芯片62安装在绝缘橡胶63上,且相邻芯片62之间由绝缘橡胶63隔开,以防短路;所述牵
引线圈32-1和吸盘线圈34分别与对应的所述芯片62电连接,所述第二筒体相对所述防尘盖
6转动使得芯片62与电刷61摩擦形成电连接,以便于为所述牵引线圈32-1和吸盘线圈34供
电。为了便于防尘盖6安装,将防尘盖6设置为由两部分配合而成,每部分上有两个电刷61。
接。
轨。
滑出支撑面。
轨退出,车轮4完全卸载。
锁并带动车轮4锁紧销33收缩,车轮4解锁。牵引电磁铁32检查到动铁芯32-2处于缩进位时,
发出车轮4解锁的信号,控制机构使吸盘线圈34、牵引线圈32-1依次断电,以防线圈长时间
通电而烧毁。此时,由锁销35将动铁芯32-2卡在车轮4解锁位。
与上次相反,即上次通反向电本次通正向电)。电动缸11推/拉动移动盘8使车轮4到达新的
轨距位置。
伸出。当检测设备检测到动铁芯32-2处于伸出位时,发出车轮4锁紧信号,吸盘线圈34断电,锁销35将动铁芯32-2及车轮4锁紧销33锁在车轮4锁紧位,防止其在离心力作用下运动。
结构,由牵引电磁铁的通断控制动铁芯伸出或收缩,实现车轮锁紧与解锁,无需借助外部设
备即可直接实现锁紧与解锁;使得地面变轨设施变得相对简单,变轨信号由车辆控制系统
输出,提高了变轨动作的可靠性和变轨效率。