[发明专利]一种抗侧滚装置及轨道机车

说明书

本发明涉及一种抗侧滚装置及轨道机车，该抗侧滚装置包括两个固定于转向架上的支撑座，所述两个支撑座沿转向架的横向分布，每个支撑座上均铰接有一根刚性杆，两根刚性杆的内侧端相互柔性连接，每根刚性杆的外侧端均铰接有向上延伸的垂向连杆，通过刚性杆、抗侧滚橡胶件、转动关节轴承部件，利用抗侧滚橡胶件的变形抵消车辆的侧滚倾覆。车辆发生沉浮或悬挂系统失效时，抗侧滚橡胶件发生同方向的变形，能够适应各工况且不影响正常工作。

技术领域

本发明涉及一种抗侧滚装置及轨道机车，属于轨道交通车辆转向架部件结构领域。

背景技术

为保证车车辆在线路上运行特别是曲线线路的运行的平稳性和安全性及降低线路不平顺性对车辆平稳性的影响，在车辆上安装抗侧滚装置以适应其动态特性。目前，现有的抗侧滚装置的结构均有扭杆6、两个的扭臂7及垂向连杆1等部件组成见图1，扭杆6两端通过扭臂7与垂向连杆1连接，垂向连杆1的另一端与车体连接，在运行中车体的倾覆通过两端的垂向连杆1及扭臂7对扭杆6产生扭转变形，因扭杆6具有一定的扭转刚度，同时作用在扭杆6两端的变形方向相反，最终达到抵抗车体侧倾的作用。

从现有的抗侧滚装置的作用原理中可看出，起关键作用的部件为扭杆，其在车辆的长期运行使用中将承受较大的工作强度，为此扭杆有出现疲劳失效的情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型的抗侧滚装置及轨道机车，相比传统抗侧滚装置，本发明的抗侧滚装置无需扭杆、扭臂等部件，可简化结构，解决现有抗侧滚装置容易出现疲劳失效的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种抗侧滚装置，包括两个固定于转向架上的支撑座，所述两个支撑座沿转向架的横向分布，每个支撑座上均铰接有一根刚性杆，两根刚性杆相互柔性连接，每根刚性杆的外侧部分均铰接有向上延伸的垂向连杆。

如此，支撑座与相应刚性杆形成杠杆结构，机车运行中车体发生侧滚时，车体对某一侧的垂向连杆的作用力向上，对另一侧的垂向连杆的作用力向下。当垂向连杆一端受到向下的作用力，垂向连杆将该向下的作用力传递给相应刚性杆的外侧部分，产生一个向下的力矩，在支撑座的作用下，该刚性杆的内侧部分产生向上的转矩；同时，另一侧的垂向连杆受到向上的作用力，与该垂向连杆连接的刚性杆的内侧部分会产生向下的转矩，这样两根刚性杆内侧部分的转矩相互抵消，达到抗侧滚效果。本发明中，刚性杆无需承受周向扭力，无需担心刚性杆疲劳失效的问题。

本发明中，横向是指转向架的宽度方向；纵向是指转向架的长度方向。

进一步地，所述两个支撑座沿转向架的横向对称分布。

进一步地，两根刚性杆的长度相同，且两根刚性杆沿转向架的横向对称分布。如此，车体发生侧滚时，两侧的垂向连杆所受作用力相同，两根刚性杆上的转矩正好抵消。

进一步地，垂向连杆在刚性杆上的铰接点到支撑座在该刚性杆上的铰接点之间的距离不大于支撑座在该刚性杆上的铰接点到该刚性杆内侧端之间的距离。根据杠杆原理，如此设计，可尽可能减小两根刚性杆的内侧端之间的相互作用力的大小，保护连接部位。

优选地，垂向连杆在刚性杆上的铰接点到支撑座在该刚性杆上的铰接点之间的距离与支撑座在该刚性杆上的铰接点到该刚性杆内侧端之间的距离之比为1:3-6。

进一步地，所述支撑座与刚性杆之间通过转动关节轴承连接，所述转动关节轴承的轴线方向与转向架的纵向平行。

进一步地，两根刚性杆的内侧端通过一抗侧滚橡胶件连接。

进一步地，所述抗侧滚橡胶件包括多块左、右对称分布的金属片，所述金属片沿水平方向的横截面呈L型，相邻金属片之间通过橡胶硫化连接；最外侧的金属片与相应侧刚性杆的内侧端固定连接。