变轨距轮对用解锁机构、变轨距轮对及地面变轨设施转让专利
申请号 : CN202010736290.1
文献号 : CN111806496B
文献日 : 2021-05-11
发明人 : 乔青峰 , 曹庆达 , 李恒奎 , 王玉光 , 蒯荣生
申请人 : 中车青岛四方机车车辆股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,包括用于水平穿设在变轨距轮对的车轴的轴向通孔中的推力杆和用于推动所述推力杆解锁变轨距轮对的车轮的推力转换机构;
所述推力转换机构包括:
安装座,所述安装座沿水平方向开设有水平通孔;
顶推轴,可移动地穿设在所述水平通孔中,所述顶推轴与所述安装座的相对处且位于所述顶推轴与所述安装座中的一者开设有开口槽,所述开口槽的轴线垂直于所述水平通孔的轴线,所述开口槽中安装有定位件,所述定位件与所述开口槽之间通过弹性预紧件连接,所述顶推轴与所述安装座中的另一者构造有定位凹坑,所述定位件的定位端与所述定位凹坑相匹配;
所述定位件的定位端位于所述定位凹坑中,所述顶推轴处于锁定状态,所述顶推轴受到推力使得所述定位件的定位端离开所述定位凹坑,所述顶推轴处于可移动状态;
所述顶推轴与所述推力杆间隙相对设置,由所述顶推轴推动所述推力杆移动对车轮进行解锁。
2.根据权利要求1所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,还包括止挡套,所述止挡套用于固定在所述车轴的端部,所述止挡套与所述轴向通孔同轴设置,所述止挡套有部分延伸进所述轴向通孔内,所述止挡套的内径与所述顶推轴的外径相匹配,所述顶推轴由所述止挡套进入所述轴向通孔并推动所述推力杆;
所述推力杆与所述顶推轴相对的一端构造有定位段,所述定位段的直径小于所述推力杆的直径,以在所述定位段与所述推力杆的连接处形成定位台阶面,所述定位台阶面用于与所述止挡套的端部贴合,以限定所述推力杆的位置。
3.根据权利要求1所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,所述安装座包括座体和沿所述座体向一侧延伸的延伸座,所述座体与所述延伸座之间通过呈锥台状的过渡连接座连接,所述过渡连接座的大端与所述座体连接,所述过渡连接座的小端与所述延伸座连接,所述座体的四周设有连接孔,所述水平通孔贯穿所述延伸座、过渡连接座以及所述座体。
4.根据权利要求3所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,所述延伸座的下侧开设有与其端部贯通的缺口;
所述顶推轴的外端向下延伸有顶推部,所述定位件的定位端位于所述定位凹坑中时,所述顶推轴的外端与所述延伸座的外端平齐;
所述顶推部受到推力使得所述定位件的定位端离开所述定位凹坑,并沿所述缺口移动。
5.根据权利要求4所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,所述延伸座的外端安装有顶推压盖;
所述顶推轴的外端构造有向下延伸且朝向远离所述顶推压盖方向倾斜的连接部,所述顶推部形成在所述连接部的自由端,所述顶推部构造有竖直平面。
6.根据权利要求5所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,所述顶推部的所述竖直平面上安装有摩擦块。
7.根据权利要求1‑6任一项所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,所述定位件为定位销,所述定位销的定位端构造为外凸的圆弧面,所述定位凹坑构造为与所述外凸的圆弧面相匹配的内凹的圆弧面;所述外凸的圆弧面部分位于所述内凹的圆弧面中。
8.根据权利要求7所述的变轨距轮对用解锁机构,其特征在于,所述弹性预紧件为预紧弹簧,所述预紧弹簧的一端紧固在所述开口槽中,所述预紧弹簧的另一端紧固套设在所述定位销远离所述定位端的一端。
9.一种变轨距轮对,包括车轴、一对车轮以及一对轴箱体,一对所述车轮安装在所述车轴上,一对所述轴箱体安装在所述车轴上且位于所述车轮的外侧,其特征在于,还包括:如权利要求1‑8任一项所述的变轨距轮对用解锁机构,所述安装座安装在靠近所述推力杆一端的所述轴箱体的外端;
所述车轴设有轴向通孔,所述推力杆穿设在所述轴向通孔中,所述推力杆位于所述轴向通孔内的一端与联动机构连接,通过所述顶推轴对所述推力杆施加推力,使得所述推力杆带动所述联动机构解锁所述车轮。
10.根据权利要求9所述的变轨距轮对,其特征在于,还包括:一对轴套,所述轴套的第一端外周设有车轮安装座,所述轴套的第二端外周构造有一段沿其轴向延伸的外花键,所述轴套的第二端内周构造有一段第一非自锁螺纹,一对所述第一非自锁螺纹旋向相反,一对所述车轮紧固在一对所述轴套的所述车轮安装座上;
所述车轴上间隔设有两段与所述第一非自锁螺纹形成非自锁螺纹副的第二非自锁螺纹;所述车轮通过所述轴套安装在所述车轴上,所述第一非自锁螺纹与所述第二非自锁螺纹匹配连接。
11.根据权利要求10所述的变轨距轮对,其特征在于,所述车轴靠近中部的外周构造有一段沿所述车轴轴向延伸的外花键,所述车轴位于所述车轴的外花键处设有沿其径向贯通的长圆孔,所述长圆孔的长度方向沿所述车轴的轴向;
所述车轴在位于其中一个所述第二非自锁螺纹与所述车轴的外花键之间的部位构造有环绕所述车轴周向设置的至少一个第一滚道;
还包括外套筒,所述外套筒套设在所述车轴外,所述外套筒的内周构造有与所述第一滚道相对应的第二滚道,所述第二滚道设有滚动体安装孔,所述第一滚道与所述第二滚道对合形成滚动空间,通过所述滚动体安装孔向所述滚动空间中安装有与其匹配的滚动体,以将所述外套筒可转动地连接在所述车轴外,所述外套筒内位于所述第二滚道的轴向两侧且距离所述第二滚道设定间距处分别设有与所述轴套上的外花键匹配的内花键。
12.根据权利要求11所述的变轨距轮对,其特征在于,所述联动机构包括锁紧滑环、推力销以及锁紧弹性件;
所述锁紧滑环可滑动地套设在所述车轴的外花键处,所述锁紧滑环内设有与所述车轴的外花键匹配的内花键,所述锁紧滑环外设有与所述外套筒的内花键匹配的外花键,所述锁紧滑环沿径向在其内壁开设有一对开口凹槽,所述开口凹槽的开口与所述锁紧滑环的一端连通,所述推力销穿过所述长圆孔且所述推力销的两端外露出所述长圆孔,所述推力销外露出所述长圆孔的两端由所述开口凹槽的开口嵌设在一对所述开口凹槽中,所述锁紧弹性件套设在所述车轴上且所述锁紧弹性件的一端抵靠所述第一滚道的外壁,另一端抵靠所述锁紧滑环远离所述开口凹槽的端部,在所述锁紧弹性件处于自然状态下,所述锁紧滑环外的外花键至少有部分位于所述外套筒相应侧的内花键中,以锁定所述外套筒的转动;
所述推力杆的一端穿入所述车轴的轴向通孔并抵靠在所述推力销位于所述开口凹槽的一侧,所述推力杆的另一端与所述顶推轴相对。
13.根据权利要求12所述的变轨距轮对,其特征在于,所述第一非自锁螺纹的长度大于所述第二非自锁螺纹的长度,且等于变轨距的一半;
所述外套筒的内周构造有所述第二滚道处设有环形凸台,所述外套筒与所述车轴连接后,在所述滚动空间的轴向两侧的所述外套筒与所述车轴之间形成一对所述轴套的安装空间;
所述锁紧弹性件为锁紧弹簧。
14.一种地面变轨设施,其特征在于,用于对如权利要求9‑13任一项所述的变轨距轮对施加变轨距的外力,所述地面变轨设施设有驱动轨,所述驱动轨的长度方向沿所述变轨距轮对的运行方向设置,所述驱动轨的侧面设置有一段解锁斜面。
说明书 :
变轨距轮对用解锁机构、变轨距轮对及地面变轨设施
技术领域
背景技术
阻碍的问题,对此提出了变轨距的列车,即当列车行驶到它国的铁路上时,通过改变车轴上
的车轮之间的间距,来适应它国铁路的轨距。
发明内容
的推力转换机构;
通孔的轴线,所述开口槽中安装有定位件,所述定位件与所述开口槽之间通过弹性预紧件
连接,所述顶推轴与所述安装座中的另一者构造有定位凹坑,所述定位件的定位端与所述
定位凹坑相匹配;
止挡套的内径与所述顶推轴的外径相匹配,所述顶推轴由所述止挡套进入所述轴向通孔并
推动所述推力杆;
用于与所述止挡套的端部贴合,以限定所述推力杆的位置。
与所述座体连接,所述过渡连接座的小端与所述延伸座连接,所述座体的四周设有连接孔,
所述水平通孔贯穿所述延伸座、过渡连接座以及所述座体。
的圆弧面部分位于所述内凹的圆弧面中。
端。
轮的外侧,其还包括:
推力杆带动所述联动机构解锁所述车轮。
所述第一非自锁螺纹旋向相反,一对所述车轮紧固在一对所述轴套的所述车轮安装座上;
锁螺纹匹配连接。
孔的长度方向沿所述车轴的轴向;
滚道对合形成滚动空间,通过所述滚动体安装孔向所述滚动空间中安装有与其匹配的滚动
体,以将所述外套筒可转动地连接在所述车轴外,所述外套筒内位于所述第二滚道的轴向
两侧且距离所述第二滚道设定间距处分别设有与所述轴套上的外花键匹配的内花键。
所述锁紧滑环沿径向在其内壁开设有一对开口凹槽,所述开口凹槽的开口与所述锁紧滑环
的一端连通,所述推力销穿过所述长圆孔且所述推力销的两端外露出所述长圆孔,所述推
力销外露出所述长圆孔的两端由所述开口凹槽的开口嵌设在一对所述开口凹槽中,所述锁
紧弹性件套设在所述车轴上且所述锁紧弹性件的一端抵靠所述第一滚道的外壁,另一端抵
靠所述锁紧滑环远离所述开口凹槽的端部,在所述锁紧弹性件处于自然状态下,所述锁紧
滑环外的外花键至少有部分位于所述外套筒相应侧的内花键中,以锁定所述外套筒的转
动;
装空间;
轮对的运行方向设置,所述驱动轨的侧面设置有一段解锁斜面。
机构,该推力转换机构包括安装座以及轴向穿过安装座的顶推轴,安装座固定安装在轴箱
体外,顶推轴与推力杆间隙相对设置,当地面变轨设施的驱动轨侧壁向顶推轴施加轴向推
力时,顶推轴推动推力杆移动对车轮进行解锁,变轨操作简单、变轨距可靠性高。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
装座;25、滑动轴承压盖安装槽;30、车轮;40、外套筒;41、第二滚道;50、轴箱体;60、锁紧滑
环;70、锁紧弹簧;80、推力销;90、推力杆;90‑1、定位段;100、推力转换机构;101、安装座;
101‑1、座体;101‑2、过渡连接座;101‑3、延伸座;102、顶推轴;102‑1、顶推部;103、定位销;
104、预紧弹簧;105、摩擦块;106、顶推压盖;107、止挡套;110、滑动轴承;120、齿轮箱;130、
制动盘。
具体实施方式
关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而
不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此
不能理解为对本发明实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而
不能理解为指示或暗示相对重要性。
是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领
域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或
仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”
可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特
征。
点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性
表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可
以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领
域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征
进行结合和组合。
24过盈配合,确保两者连接的可靠性。
与第一非自锁螺纹21形成非自锁螺纹副的第二非自锁螺纹14;车轮30通过轴套20安装在车
轴10上,第一非自锁螺纹21与第二非自锁螺纹14匹配连接。在车轮30卸载后,同时向内或向
外推动一对车轮30时,由于一对非自锁螺纹副的旋向相反,使得一对车轮30向同一个方向
转动时,两个车轮30可以相互靠近或相互远离,直至移动到设定的变轨距位置处,完成变轨
距。通过设置安装轴套20,方便车轮30沿车轴10轴向滑移实现变轨距,且使得车轴10与车轮
30连接结构简单,变轨距可靠性高。轴套20利用第一非自锁螺纹21与车轴10的第二非自锁
螺纹14啮合,用于传递部分扭矩,并在解锁状态下使得轴套20与车轴10间产生相对旋转和
横移。
移动变轨距的一半,从而两个车轮30移动的距离之和等于所需变轨距的距离。
装槽23延伸至靠近第一非自锁螺纹21处,滑动轴承安装槽23的长度为滑动轴承110的长度,
通过设置滑动轴承110便于轴套20沿车轴10滑动时平稳、顺畅,且对轴套20起到保护效果。
110的端部起到密封效果。
设有多个螺纹孔,以便于通过紧固件将滑动轴承压盖固定在滑动轴承压盖安装槽25中,通
过滑动轴承压盖对滑动轴承110固定,此外,滑动轴承压盖的内周开设有密封圈安装槽,用
于安装密封圈,从而在滑动轴承110的两端均形成密封结构,以防止油脂进入滑动轴承110
与车轴10的结合面。
过弧面过渡连接,避免阶梯与阶梯之间连接处的应力集中。
两侧分别设有一段旋向相反的第二非自锁螺纹14,也就是说,车轴10上还设有两段旋向相
反的第二非自锁螺纹14,两段第二非自锁螺纹14分设在外花键的轴向两侧,当然,每段第二
非自锁螺纹14与车轴的外花键11之间留有间距,车轴10位于车轴的外花键11处设有沿其径
向贯通的长圆孔12,也就是说,长圆孔12与外花键重合设置,长圆孔12的长度方向沿车轴10
的轴向,即长圆孔12的长度方向与车轴的外花键11的延伸方向一致。
置。
装孔,第一滚道13与第二滚道41对合形成滚动空间,滚动空间呈圆环形,通过滚动体安装孔
向滚动空间装设滚动体42,滚动体42的外径与滚动空间的内径相匹配,滚动体42可以是滚
珠,装满滚动空间,为了避免灰尘等杂质进入滚动空间,在滚动体安装孔处设置密封塞;通
过将外套筒40与车轴10通过滚动体42连接,以将外套筒40可转动地连接在车轴10外,换句
话说,以使得外套筒40具有转动的自由度,但是限制外套筒40的移动自由度,也就是说,使
得外套筒40可以相对车轴10转动但是不能移动。
且距离第二滚道41设定间距处分别设有与轴套20上的外花键匹配的内花键,轴套20与外套
筒40通过外套筒40的内花键与轴套的外花键22匹配连接,使得轴套20可以与外套筒40一起
转动,或轴套20可以相对于外套筒40轴向移动。本实施例通过设置轴套20,实现车轮30与外
套筒40间的扭矩传递,以及车轮30与车轴10间的横向滑移。轴套20结构简单可靠,可实现多
种不同轨距间的变换。
面。
且两者相对设置,推力转换机构100能够在变轨时借助外力直接对推力杆90施加推力,推力
转换机构100安装在车轴10位于推力杆90的一端,也就是说,推力转换机构100只需要安装
在车轴10的一端。
当地面变轨设施的轨道侧壁向顶推轴102施加轴向推力时,顶推轴102推动推力杆90移动对
车轮30进行解锁。
平”、“竖向”等词均是以安装座101处于安装状态作为参照。
口槽,也就是说,开口槽可以开设在顶推轴102的径向外壁,也可以开设在安装座101相对应
的内壁。
装座101中的另一者构造有定位凹坑,也就是说,当顶推轴102上开设开口槽时,则安装座
101上设置定位凹坑,反之,当安装座101上开设开口槽时,则顶推轴102上设置定位凹坑。
向推力作用在定位件的定位端,产生垂向的分力,压缩弹性预紧件,使得定位件缩入开口槽
中,解除顶推轴102的横向定位,此时顶推轴102处于可移动状态,继续推动顶推轴102可推
动推力杆90带动车轮解锁,具体解锁过程将在下文具体介绍。
101‑2连接,过渡连接座101‑2的大端与座体101‑1连接,过渡连接座101‑2的小端与延伸座
101‑3连接,形成一端大一端小的结构,该结构能够与地面变轨设施形成合理避让与匹配。
地,延伸座101‑3、过渡连接座101‑2以及座体101‑1一体成型,加工方便,且强度高。本实施
例的安装座101直接安装在轴箱体50的外端,可以同时起到轴箱体50外端盖的作用,座体
101‑1的形状与轴箱体50的外端形状相匹配,例如可以呈方形,并在方形的四周倒圆弧。
的侧壁而形成;具体切除的长度根据所需变轨距的长度来设置。
的外端与延伸座101‑3的外端平齐,移动时,顶推轴102沿缺口向延伸座101‑3内移动。
设置顶推部102‑1,便于从顶推轴102的下方推动顶推轴102,一方面能够与顶推压盖106合
理避让,另一方面为了适应地面变轨设施的轨道侧壁的高度。
摩擦块105在磨损到使用寿命时,可以直接更换,而无需更换顶推部102‑1以及安装座101,
节省成本。
凹球面;外凸的圆弧面部分位于内凹的圆弧面中,以便于定位端在受到横向推力时,能够及
时从定位凹坑中退出,需要说明的是,定位销103在受到横向推力时,其外凸的圆弧面受到
垂向的推力分力以及横向的推力分力,垂向的推力分力压缩弹性预紧件使得定位销103向
下移动,同时横向的推力分力推动定位销103离开定位凹坑。
103可以设有直径小于定位端的连接端,在连接端与定位端的连接处形成定位台阶,预紧弹
簧104直接套设在连接端并抵靠在定位台阶处。
杆90带动联动机构解锁车轮30。在变轨距轮对正常运行过程中,通过保持推力杆90与顶推
轴102之间留有间隙,使得推力杆90与车轴10同步转动过程中不会与顶推轴102发生摩擦。
内花键,锁紧滑环60外设有与外套筒40的内花键匹配的外花键,锁紧滑环60沿径向在其内
壁开设有一对开口凹槽,开口凹槽的开口与锁紧滑环60的一端连通,推力销80穿过长圆孔
12且推力销80的两端外露出长圆孔12,推力销80外露出长圆孔12的两端由开口凹槽的开口
嵌设在一对开口凹槽中,推力销80的长度与一对开口凹槽顶壁之间的距离相同,推力销80
的两端抵靠在开口凹槽的顶壁,此外,推力销80的厚度与开口凹槽的宽度相一致,使得推力
销80与锁紧滑环60连接可靠。
宽,以保证锁紧滑环60能够在外套筒40的第二滚道41与外套筒40的内花键之间的空间具有
移动量。此外,长圆孔12的长度应略小于车轴的外花键11的长度,使得锁紧滑环60始终在车
轴的外花键11上移动。
自然状态下,锁紧滑环60的外花键至少有部分位于外套筒40相应侧的内花键中,且锁紧滑
环60的内花键与车轴的外花键11啮合,以锁定外套筒40的转动,从而将外套筒40相对车轴
10固定,此时车轮30与轴套20和外套筒40以及车轴10为一体结构,相互之间没有相对转动,
车轮30处于锁定状态。
过推力杆90对推力销80施加推力,以带动锁紧滑环60压缩锁紧弹性件在车轴10上朝向远离
外套筒40的内花键方向移动以脱离外套筒40的内花键,从而将外套筒40的转动自由度解
锁,此时若推动车轮30,由于轴套20与车轴10通过非自锁螺纹副连接,则外套筒40、车轮30
与轴套20将一起绕车轴10转动,轴套20的第一非自锁螺纹21沿车轴10的第二非自锁螺纹14
在转动中移动,从而车轮30跟随轴套20一起在转动过程中移动,直至完成变轨距。
始位置,即锁紧滑环60的外花键重新插入外套筒40的内花键中将外套筒40的转动自由度锁
定,此时,轴套20与外套筒40无法相对车轴10转动,轴套20与外套筒40只能与车轴10一起转
动,即轴套20与外套筒40锁定在车轴10上,车轮30重新锁定。
轴102的外径相匹配,确保顶推轴102在移动过程中不会出现晃动,顶推轴102由止挡套107
进入轴向通孔15并推动推力杆90,移动过程平稳。
90的连接处形成定位台阶面,定位台阶面用于与止挡套107的端部贴合,以限定推力杆90的
位置,避免推力杆90移动量超出,使得推力杆90定位准确。
侧,外套筒40与车轴10之间形成一对轴套20的安装空间,轴套20先从车轴10的两端分别滑
动套设在车轴10上,滑动过程中,滑动轴承110与车轴10滑动接触,并从安装空间插入外套
筒40内,轴套的外花键22相对外套筒40的内花键轴向移动,直至移动到轴套20的第一非自
锁螺纹21与车轴10的第二非自锁螺纹14接触时,转动轴套20,使得第一非自锁螺纹21旋进
第二非自锁螺纹14中。
道空间。
向主半轴的自由端方向,锁紧弹簧70安装在环形凸缘的止挡端面与锁紧滑环60之间。
为轴套20的第一非自锁螺纹21的移动空间。
述驱动轨的侧面设置有一段解锁斜面,当然,该侧面为靠近变轨距轮对的一侧,解锁斜面的
倾斜方向沿运行方向朝向靠近变轨距轮对所在侧倾斜,使得变轨距轮对沿运行方向运行过
程中,推力转换机构的顶推轴102外端能够由解锁斜面推动,并推动推力杆90对车轮解锁。
向内移动并压缩锁紧弹簧70,直至锁紧滑环60与外套筒40的内花键脱离接触,车轴10与轴
套20间回转约束被解除。
复力作用下复位并与推力杆90脱离接触,变轨过程结束,轮对完全锁紧,重新进入正常运行
状态。
修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要
求范围中。