轉(zhuǎn)向架以及用于此的側(cè)架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的領(lǐng)域，并且涉及用于鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架。
【背景技術(shù)】
[0002]在鐵路車(chē)輛中，轉(zhuǎn)向架用來(lái)在沿鐵路軌道運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中支撐鐵路車(chē)體。通常，在北美，鐵路貨運(yùn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架可具有坐落在輪對(duì)上的一對(duì)側(cè)架或側(cè)架組件，以及在側(cè)架間交叉延伸并且彈性地安裝到側(cè)架的轉(zhuǎn)向架承梁(bolster)。承梁通?？删哂形挥谥锌缣幍闹醒氚宄懈C(centerplate bowl)。車(chē)體可以包括坐落在中央板承窩中的中央板，其關(guān)系允許來(lái)自車(chē)體的垂直負(fù)載被傳遞到轉(zhuǎn)向架承梁中，同時(shí)還允許承梁相對(duì)于車(chē)體的旋轉(zhuǎn)樞轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)向架可以轉(zhuǎn)動(dòng)，而鐵路車(chē)輛可以越過(guò)軌道中的彎曲。
[0003]作為第一近似，在最簡(jiǎn)單的分析層次上，轉(zhuǎn)向架承梁可被認(rèn)為是簡(jiǎn)支梁。車(chē)體和貨物可以理想化為施加在梁的中跨中心上的垂直向下點(diǎn)負(fù)載，具有由在梁端部向上作用的主彈簧組提供的一對(duì)反作用，其也被理想化為點(diǎn)負(fù)載。主彈簧組具有在承梁端部的下側(cè)上的上座，以及在側(cè)架受拉構(gòu)件上的下座。轉(zhuǎn)向架承梁往往可具有普遍形式的梁，其具有頂凸緣、底凸緣、以及在頂凸緣與底凸緣之間延伸的抗剪腹板。在轉(zhuǎn)向架承梁上的彎矩往往可在中跨處最大。因此，所述梁往往可在中跨位置處沿截面最深。雖然焊接或鉚接的轉(zhuǎn)向架承梁是已知的，但轉(zhuǎn)向架承梁通常往往是鑄件，最典型的是鋼鑄件。
[0004]側(cè)架也可以被認(rèn)為是簡(jiǎn)支梁。由相關(guān)承梁所施加的垂直負(fù)載或多或少地是通過(guò)主彈簧組的介質(zhì)而施加在梁中心的點(diǎn)負(fù)載。該負(fù)載反作用于梁的端部處，其中，側(cè)架的底座坐落在車(chē)輪軸承上。輪對(duì)最終將負(fù)載傳送到軌道和路基。
[0005]沿著從鐵路車(chē)體到軌道的負(fù)載路徑有四個(gè)動(dòng)態(tài)接口。第一接口在車(chē)體與轉(zhuǎn)向架承梁之間。在承梁端部與側(cè)架之間有第二接口。在側(cè)架與車(chē)輪軸承之間有第三負(fù)載傳遞接口。在車(chē)輪與軌道之間有第四負(fù)載傳遞接口。在所有這些接口處，關(guān)于至少一個(gè)自由度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是被允許的，而在至少一個(gè)其它自由度上的運(yùn)動(dòng)被約束。
[0006]承梁和側(cè)架是鐵路車(chē)輛的主要結(jié)構(gòu)元件，因此其堅(jiān)固性必須與它們?cè)谥慰芍剡_(dá)280，000鎊量級(jí)的車(chē)身和貨物的角色相稱(chēng)。承梁和側(cè)架往往是鋼鑄件，并且由于它們的尺寸和堅(jiān)固性質(zhì)，這些鑄件往往因此是沉重的。也可以牢記的是，這些元件(通常是類(lèi)似于鐵路貨運(yùn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的元件)多年無(wú)保護(hù)地承受極端溫度從-50°C至+ 60°C的天氣變化，而只有少量的并且相對(duì)不頻繁的維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面是用于鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架，所述側(cè)架具有側(cè)架柱，其具有限定用于與至少一個(gè)非金屬減振器接合的承載表面，側(cè)架柱承載表面沒(méi)有可移除的耐磨板。
[0008]在本發(fā)明的該方面的特征中，側(cè)架是一體式鑄件。在另一特征中，該側(cè)架承載表面具有為多個(gè)減震器限定承載位的寬度。在又一特征中，側(cè)架限定了用于鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的主彈簧組的底座，并且承載表面比底座更寬。在另外的特征中，軸承表面的側(cè)向最外端限定了可操作以限制鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架承梁的側(cè)向運(yùn)動(dòng)的夾條(gib)接合抵接件。在另一特征中，承載表面限定了橫擺運(yùn)動(dòng)(yaw mot1n)力偶矩反作用表面。在另一特征中，承載表面具有鑄態(tài)光潔度(as-cast finish)。在可選特征中，承載表面具有機(jī)械加工光潔度。在另外的特征中，側(cè)架具有兩個(gè)所述側(cè)架柱，每個(gè)所述側(cè)架柱具有各自的沒(méi)有可移除的耐磨板的承載表面，并且其中所述各自承載表面是平坦的、平行的、間隔開(kāi)的并且彼此面對(duì)。在又一特征中，側(cè)架具有長(zhǎng)軸，并且承載表面基本上位于一個(gè)平面上，并且該平面垂直于長(zhǎng)軸。
[0009]在另一特征中，例如可能地，有具有上述方面和特征的任意組合的側(cè)架的組合和一組摩擦減震器，該組摩擦減震器至少包括具有非金屬工作表面的第一減震器，所述非金屬工作表面與承載表面處于配合滑動(dòng)關(guān)系。在另一特征中，該側(cè)架包括底座座(pedestalseat)，并且該底座座具有安裝在其上的自轉(zhuǎn)向裝置。在又一特征中，所述組合包括至少兩個(gè)如下特征的任何排列:(a)側(cè)架是一體式鑄件；(b)側(cè)架承載表面具有為多個(gè)減振器限定承載位的寬度；(c)側(cè)架限定用于鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的主彈簧組的底座，并且承載表面比所述底部座更寬；(d)承載表面的側(cè)向最外端限定可操作以限制鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的承梁的側(cè)向運(yùn)動(dòng)的夾條接合抵接件；(e)承載表面限定橫擺運(yùn)動(dòng)力偶矩反作用表面；(f)側(cè)架具有長(zhǎng)軸，并且承載表面基本上位于一個(gè)平面上，該平面垂直于長(zhǎng)軸；(g)所述組合包括一組摩擦減震器，該組摩擦減震器至少包括具有非金屬工作表面的第一減震器，該非金屬工作表面與承載表面處于配合滑動(dòng)關(guān)系；以及(h)所述側(cè)架包括底座座，并且該底座座具有安裝在其上的自轉(zhuǎn)向裝置。
[0010]在本發(fā)明的另一方面，有用于鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架鑄件，所述側(cè)架鑄件限定側(cè)架窗口，并且所述側(cè)架鑄件至少包括毗鄰所述窗口的第一側(cè)架柱，所述第一側(cè)架柱包括定向以抵著非金屬減震構(gòu)件起作用的第一承載表面。
[0011]在本發(fā)明這一方面的一個(gè)特征中，有包括側(cè)架鑄件和具有第一非金屬減震構(gòu)件的至少一個(gè)第一摩擦減震器的組合，第一摩擦減震器被定位為滑動(dòng)地抵著第一承載表面起作用。在另一特征中有具有第二非金屬減震構(gòu)件的第二摩擦減震器，該第二摩擦減震器被定位為滑動(dòng)地抵著第一承載表面起作用，第二摩擦減震器相對(duì)于所述第一摩擦減震器位于一旁；第一和第二摩擦減震器被偏壓為抵著第一承載表面起作用；并且第二摩擦減震器獨(dú)立于第一摩擦減震器地被偏壓。在又一特征中，第一和第二摩擦減震器以大于D5彈簧直徑的距離間隔開(kāi)。在另一個(gè)特征中，所述鑄件包括具有各自的第二承載表面的第二側(cè)架柱。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種具有在一對(duì)第一與第二側(cè)架之間交叉地安裝的承梁的三件式鐵路貨運(yùn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架，所述轉(zhuǎn)向架具有安裝為在承梁與每個(gè)側(cè)架之間起作用的非金屬摩擦減震器，并且側(cè)架沒(méi)有可移除的耐磨板。
[0013]在本發(fā)明的又一方面中有鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架，鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架是具有在一對(duì)第一與第二側(cè)架之間交叉地安裝的承梁的三件式轉(zhuǎn)向架，所述承梁具有與第一側(cè)架相關(guān)聯(lián)的第一端部，和與第二側(cè)架相關(guān)聯(lián)的第二端部，所述轉(zhuǎn)向架具有安裝為在承梁與每個(gè)側(cè)架之間起作用的非金屬摩擦減震器，各側(cè)架具有的非金屬摩擦減震器中的相應(yīng)一個(gè)抵著其起作用的承載表面，承載表面是每個(gè)側(cè)架的永久部分。
[0014]在本發(fā)明該方面的一個(gè)特征中，第一側(cè)架是一個(gè)鑄件。所述鑄件限定側(cè)架窗口，所述窗口在前后由第一和第二側(cè)架柱限制。承載表面是側(cè)架柱的整體鑄造部分。在另一特征中，轉(zhuǎn)向架包括輪對(duì)，所述側(cè)架被安裝在輪對(duì)上，并且轉(zhuǎn)向架包括自轉(zhuǎn)向裝置。在另一特征中，所述承載表面是鑄態(tài)的。在可選特征中，承載表面是機(jī)械加工表面或研磨表面。
[0015]在本發(fā)明的另一個(gè)方面中有用于鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架鑄件。所述側(cè)架具有縱向軸線。側(cè)架鑄件限定側(cè)架窗口，所述鑄件包括毗鄰該窗口的第一和第二對(duì)置側(cè)架柱。第一和第二側(cè)架柱具有鑄件的相應(yīng)第一和第二摩擦減震器承載表面。第一和第二摩擦減震器承載表面朝向彼此。第一和第二摩擦減震器承載表面彼此平行并且垂直于縱向軸線。每個(gè)第一和第二承載表面的寬度大于并排放置的兩個(gè)D5彈簧。在本發(fā)明該方面的一個(gè)特征中，第一和第二摩擦減震器承載表面是側(cè)架柱的機(jī)械加工表面。在一個(gè)可選特征中，所述側(cè)架柱的第一和第二承載表面是鑄態(tài)的。
[0016]參照隨后的描述，并且在多個(gè)示例的示圖的幫助下，本發(fā)明的這些和其他方面以及特征可以被理解。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的主題可以通過(guò)參考附圖得到理解，這些附圖通過(guò)示出結(jié)合本發(fā)明的原理和各方面的示范性實(shí)施例提供，其中:
[0018]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架實(shí)施例的示例的等距視圖；
[0019]圖2a是主要從側(cè)面取得的圖1的鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的側(cè)架的透視圖；
[0020]圖2b是類(lèi)似于圖2a的視圖，其示出了如相對(duì)于圖2a的側(cè)架安裝的彈簧和減震器的位置；
[0021]圖2c是類(lèi)似于圖2b的視圖，其另外示出了如安裝到圖2b的側(cè)架的承梁；
[0022]圖3a示出了從諸如圖2c的承梁的一端和上方的透視圖；
[0023]圖3b部分地從下方示出了圖3a的承梁的透視圖；
[0024]圖4a是諸如圖la的轉(zhuǎn)向架的摩擦減振器的正視圖；
[0025]圖4b示出了圖4a的減震器的側(cè)視圖；
[0026]圖4c示出了圖4a的減震器的俯視圖；
[0027]圖4d示出了在圖4a的減震器的中心線上沿圖4a的截面‘4d_4d’獲取的剖視圖；
[0028]圖4e是圖4a的摩擦減震器的可選摩擦減震器的正視圖；
[0029]圖4f示出了圖4e的減震器的側(cè)視圖；
[0030]圖4g示出了圖4e的減震器的俯視圖；
[0031]圖4h示出了在圖4e的減震器的中心線上沿圖4e的截面‘4h_4h’獲取的剖視圖；
[0032]圖5示出了到底座座組件的軸承適配器的分解等距視圖，所述底座座組件用于在圖1的轉(zhuǎn)向架中使用；
[0033]圖6a示出了圖1的轉(zhuǎn)向架的可選實(shí)施例的一部分的分解詳細(xì)透視圖；
[0034]圖6b示出了圖1的轉(zhuǎn)向架的另一可選實(shí)施例的一部分的分解詳細(xì)透視圖；
[0035]圖6c示出了從圖1的另一可選布置的上方的視圖；和
[0036]圖6d示出了圖6c的轉(zhuǎn)向架的元件的示意圖，以說(shuō)明這些元件的合作操作。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面的描述以及在其中描述的實(shí)施例是通過(guò)說(shuō)明本發(fā)明的原理和方面的具體實(shí)施例的例子或多個(gè)例子的方式提供的。這些例子提供用于解釋這些原理和本發(fā)明的目的，而不是限制性的目的。在所述描述中，相同的部件在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和附圖中用相同的各自標(biāo)號(hào)標(biāo)記。除非另有說(shuō)明，附圖可被視為是按比例繪制的。
[0038]在一般的取向和方向命名方面，對(duì)于本文所描述的鐵路車(chē)輛轉(zhuǎn)向架，縱向方向被限定為與鐵路車(chē)輛或鐵路車(chē)輛單元位于軌道切線(即，直的)上時(shí)的滾動(dòng)方向重合。在鐵路車(chē)輛具有中心梁(center sill)的情況下，縱向平行于中心梁，并且如果有的話，也平行于側(cè)梁。除非另有說(shuō)明，垂直或向上和向下是使用鐵軌頂部(TOR)作為基準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)。在轉(zhuǎn)向架作為總體的上下文中，術(shù)語(yǔ)側(cè)向或側(cè)向外側(cè)指的是相對(duì)于所述鐵路車(chē)輛或車(chē)輛單元的縱向中心線的距離或取向，或者是相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的中央板承窩的中心線的距離或取向。術(shù)語(yǔ)“縱向內(nèi)側(cè)”或“縱向外側(cè)”是相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的中跨側(cè)向部分獲取的距離。俯仰運(yùn)動(dòng)是鐵路車(chē)輛單元繞垂直于縱向方向的水平軸線的角運(yùn)動(dòng)。橫擺是繞垂直軸線的角運(yùn)動(dòng)。滾動(dòng)是圍繞縱向軸線的角運(yùn)動(dòng)。
[0039]本文的描述討論了鐵路貨運(yùn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架。在北美，貨運(yùn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的最常見(jiàn)形式是三件式轉(zhuǎn)向架。“三件”是指一對(duì)第一和第二側(cè)架以及在側(cè)架間延伸并且被彈性地懸掛在其上的橫向延伸的承梁。側(cè)架自身縱向地延伸，并在任一端具有底座或座部以容納輪對(duì)的軸承，轉(zhuǎn)向架在所述軸承上沿著鐵軌以常規(guī)方式以滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。在側(cè)架與承梁之間的彈簧組限定主懸掛。三件式轉(zhuǎn)向架不同于Η型框架轉(zhuǎn)向架或剛性轉(zhuǎn)向架，諸如在乘客設(shè)備中更常見(jiàn)的，并且諸如可能同時(shí)具有主懸掛和次級(jí)懸掛(即懸掛的承梁)以及在各個(gè)車(chē)輪處的獨(dú)立彈簧懸掛。在轉(zhuǎn)向架側(cè)架的情況下，縱向尺寸或縱向方向是側(cè)架的長(zhǎng)軸，其在正常操作中平行于軌道。它可被認(rèn)為是側(cè)架的X軸或X方向。轉(zhuǎn)向架的橫向或側(cè)向的方向或尺寸是貫穿厚度方向，其可以被認(rèn)為是側(cè)架的y軸或y方向。向上和向下方向或垂直方向可以被認(rèn)為是z軸或z方向。
[0040]在轉(zhuǎn)向架承梁的情況下，當(dāng)車(chē)輛在平直水平軌道上靜止時(shí)，轉(zhuǎn)向架承梁的長(zhǎng)軸或者說(shuō)縱向軸線趨于與轉(zhuǎn)向架或更普遍地說(shuō)鐵路車(chē)輛的縱向軸線橫向地定向。在本說(shuō)明書(shū)中，承梁的縱向軸線可以被認(rèn)為是承梁X軸。承梁的橫向方向