[实用新型]一种具有过载保护功能的抗侧滚扭杆装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及抗侧滚扭杆技术领域，特别涉及一种具有过载保护功能的抗侧滚扭杆装置。

背景技术

目前的轨道交通车辆转向架均为两级悬挂，如图1 所示。车辆的振动主要有六个方向的自由度:X方向的伸缩振动、Y 方向的横摆振动、Z 方向的浮沉振动、绕Y 轴的点头振动、绕Z 轴的摇头振动、绕X 轴的侧滚振动。

空气弹簧由于具有垂向刚度较小、当量挠度大的特点，非常适合轨道车辆二系悬挂发展的要求，近些年来得到了日益广泛的应用。可是由于空气弹簧垂向刚度小，在车辆运行中会导致车辆的侧滚角度增加，使得车辆侧滚刚度较小，甚至出现侧滚失稳的现象，造成车辆安全和平稳运行性能降低，这就需要单独增加车辆的侧滚刚度以限制其侧滚角度，从而改善车辆的抗侧滚性能，但同时又不能影响车辆的浮沉、横摆、伸缩、点头和摇头等方向的振动特性。

要达到这个目的，目前国内外主要运用的方法是设置独立的抗侧滚扭杆装置，装配在车体和转向架之间，提高侧滚刚度。抗侧滚扭杆装置是一种利用金属弹性杆在受扭矩作用时产生扭转变形而提供抗扭转反力矩的装置。此方案可以在现有的车辆和线路条件下实施，故此方法在我国和欧洲得到了广泛的应用。

抗侧滚扭杆装置的机构运动如图2 所示，图中M为车体，C1、C2为扭杆支撑座组成，安装于构架上，A1、B1、A2、B2为橡胶球铰或金属关节轴承，可在三个方向转动。

当车体相对于转向架发生浮沉振动时，二系悬挂弹簧K同时压缩且压缩量相等；而两根连杆也同时往一个方向运动，整个装置绕支撑球铰同时转动，扭杆并不承受力或扭矩，故并不影响车体的浮沉振动，同样对除侧滚以外的其它几个运动同样不提供任何附加的力或扭矩。故当车体发生浮沉振动时，仅二系悬挂弹簧K起作用，抗侧滚扭杆装置不起作用。

当车体与构架之间发生绕X轴的相对转动即侧滚时，左右二系悬挂弹簧K压缩量不再相等，左右悬挂簧给车体的反作用力也不相等，从而会产生一个阻止车体侧滚的力矩；同时，左右连杆向相反的方向运动，通过扭转臂（图中B1C1、B2C2）使扭杆发生扭转变形，扭杆由于抗扭弹性而产生抗扭反力矩，这一反力矩作用在垂向连杆上表现为一对大小相等方向相反的垂向力，而这对垂向力作用在车体上就形成了与车体侧滚方向相反的抗侧滚力矩。

可见在车体侧滚时，二系悬挂弹簧K和抗侧滚扭杆装置共同起到阻止车体侧滚的作用。抗侧滚扭杆装置补偿了二系悬挂弹簧K的抗侧滚刚度。

申请号为200820158493.1的中国实用新型公开了一种轨道车辆用抗侧滚扭杆,由扭杆轴、扭转臂、支撑座、垂向连杆下关节轴、垂向连杆、垂向连杆上关节轴等部分组成。扭杆轴与左右扭转臂分别采用不同的连接方式,其中一端为活动连接和另一端为固定连接,以此来代替原有的两端都为过盈连接或都为花键连接的结构形式。申请号为201210403416.9的发明公开了一种轨道车辆用抗侧滚扭杆组成装置，包括支撑座、连杆和扭杆轴，支撑座固定在转向架或车体上，扭杆轴的两端装入支撑座并连接连杆，通过连杆与车体或转向架连接，所述支撑座为外置悬臂式结构的悬臂式支撑座6。所述悬臂式支撑座优选为L型。

当前的抗侧滚扭杆不足之处在于，现有技术方案无法防止车体在意外情况下产生过大侧滚角。当出现意外工况时（如强横向风），车体可能产生很大侧滚角，车体有可能超出限界甚至翻车，因此，车辆的安全性和可靠性还有待进一步提高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有过载保护功能的抗侧滚扭杆装置；当车辆遇到意外工况时，可保证车体不至于产生过大侧滚角或者侧翻，提高了车辆运行安全性。

本实用新型的技术方案是：一种具有过载保护功能的抗侧滚扭杆装置，包括扭杆轴、左扭转臂、右扭转臂、左垂向连杆组件、右垂向连杆组件、小臂和止挡；扭杆轴安装在转向架构架的左侧梁和右侧梁上；左扭转臂和右扭转臂分别连接在扭杆轴的左端和右端，左垂向连杆组件连接左扭转臂，右垂向连杆组件连接右扭转臂；左扭转臂和右扭转臂上均设有小臂，左侧梁和右侧梁上均设有止挡；所述止挡位于小臂的上方或下方。

所述小臂为小臂一，止挡为止挡一；小臂一包括左小臂一和右小臂一，左小臂一和右小臂一分别连接在左扭转臂的前下端部分和右扭转臂的前下端部分；止挡一包括分别设置在左侧梁和右侧梁上的左止挡一和右止挡一；左止挡一和右止挡一分别位于左小臂一的上方和右小臂一的上方。

左小臂一与左扭转臂为一体成型的整体式结构，右小臂一与右扭转臂为一体成型的整体式结构。

左止挡一和右止挡一通过螺栓连接或者焊接方式分别固定在左侧梁和右侧梁上。