一種輪緣潤滑裝置、輪緣潤滑器及轉向架的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種輪緣潤滑裝置、輪緣潤滑器及轉向架，包含兩個潤滑棒，兩個潤滑棒分別與輪緣根部區域和輪緣外側面區域接觸實現潤滑。本發明充分考慮了輪緣外側面區域和輪緣根部區域磨損率不同的特點，采用兩個獨立的潤滑棒分別對輪緣外側面區域和輪緣根部區域進行潤滑，每個潤滑棒尺寸、潤滑棒與潤滑區域的作用角度以及潤滑棒的作用力都可以獨立設定，因此能夠很好的滿足輪緣外側面區域和輪緣根部區域磨損率不同的要求，具有潤滑區域準確、潤滑棒利用效率高以及經濟性好的優點。
【專利說明】
一種輪緣潤滑裝置、輪緣潤滑器及轉向架
技術領域
[0001]本發明涉及一種轉向架，特別涉及一種安裝在轉向架上的輪緣潤滑裝置和輪緣潤滑器，同時涉及安裝有該輪緣潤滑裝置的轉向架，屬于軌道車輛制造技術領域。
【背景技術】
[0002]當列車運行到小曲線路段時，外軌側導向輪輪緣將與鋼軌軌距角/軌距面接觸，由于接觸壓力大并伴隨有沖擊，同時接觸斑內的滑動速度分量較大，因此將導致嚴重的輪軌磨損，同時還會增加列車運行阻力，帶來噪聲污染等問題。隨著鐵路運輸向高速、重載方向發展，輪軌接觸條件進一步惡化，輪軌磨耗問題越來越嚴重，由此導致鋼軌和輪對大量提前報廢，列車運行能耗增加，甚至車輛脫軌。
[0003]為了減緩輪軌磨耗，目前常用的措施是輪緣潤滑。輪緣潤滑是用嚴格的控制方法在車輪輪緣處施加合適的潤滑劑，將摩擦系數很高的干式滑動摩擦變為摩擦系數較低的有潤滑的滑動摩擦，從而減小輪軌磨耗和列車運行能耗，延長鏇輪和換軌周期，同時提高列車運行的安全性。
[0004]輪緣潤滑分為干式潤滑和濕式潤滑。干式潤滑使用固體輪緣潤滑棒作為潤滑介質，并且一般由純機械式的輪緣潤滑器將潤滑棒作用到輪緣表面實施潤滑。濕式潤滑使用潤滑油或潤滑脂作為潤滑介質，并由一套機械、電器、氣動和智能控制一體化的復雜裝置將潤滑介質噴射到輪緣表面。干式潤滑由于具有結構簡單可靠、故障率和維護成本低以及潤滑介質性能穩定等優點，因此得到了越來越多的應用。
[0005]干式潤滑的常用結構是在轉向架構架上安裝輪緣潤滑器，在潤滑器中安裝潤滑棒和恒力彈簧，潤滑棒在恒力彈簧的作用下與車輪輪緣接觸并將潤滑介質轉移到輪緣上實現潤滑的目的。
[0006]如圖1所示，現在普遍采用的輪緣潤滑器5都是使用恒力彈簧將潤滑棒2壓靠在輪緣區域進行潤滑，而且在車輪輪緣處僅安裝一個潤滑棒2，同時對輪緣根部區域3及輪緣外側面區域4進行潤滑。
[0007]車輛和軌道的動力學特性決定了輪緣外側面區域和輪緣根部區域的磨損速率不同，在磨損快的區域內潤滑棒轉移形成的潤滑膜容易被破壞，保持時間短，而磨損慢的區域內潤滑膜能夠較長時間穩定存在。這就意味著磨損快的區域內要求潤滑棒的消耗率高，而磨損慢的區域內要求潤滑棒的消耗率低。
[0008]對于現有技術中普遍采用的潤滑器，在彈簧力以及潤滑棒和輪緣間的摩擦磨損作用下，潤滑棒的端部與輪緣區域形成共形接觸，因此潤滑棒端部各區域內的潤滑劑消耗率基本上是相同的。這就會導致輪緣磨損快的區域內潤滑膜被很快磨掉后不能及時從潤滑棒上獲得補充，從而導致該區域內潤滑不足，加劇了輪緣磨損。
【發明內容】
[0009]本發明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種能夠適應輪緣外側面區域和輪緣根部區域不同磨損率要求，并能有效降低輪緣磨損率，保證車輛運行安全的新型輪緣潤滑裝置。
[0010]本發明的另一個目的在于，提供一種結構簡單，易于拆裝和更換的輪緣潤滑器。
[0011]本發明的再一個目的在于，提供一種安裝有該輪緣潤滑裝置和輪緣潤滑器的轉向架。
[0012]為實現上述目的，本發明的技術方案是:
[0013]—種輪緣潤滑裝置，包含兩個潤滑棒，兩個潤滑棒分別與輪緣根部區域和輪緣外側面區域接觸實現潤滑。
[0014]進一步，所述潤滑棒的軸線與潤滑區域的法線重合。
[0015]進一步，兩個潤滑棒分別安裝在兩個潤滑器內，兩個潤滑器固定在安裝支架上，所述安裝支架固定安裝在轉向架的構架上。
[0016]進一步，還包括一個安裝托板，所述安裝托板固定在所述安裝支架上，兩個所述潤滑器安裝在所述安裝托板上。
[0017]進一步，在所述安裝托板與安裝支架上均開設有一個或多個槽形孔，所述安裝托板通過一個或多個螺栓固定在所述安裝支架上。
[0018]進一步，所述安裝托板上具有三個平行且相互錯開的第一槽形孔，在所述安裝支架上設置有兩個平行的第二槽形孔，所述第一槽形孔與所述第二槽形孔之間具有一夾角，所述安裝托板通過三個螺栓固定在所述安裝支架上。
[0019]進一步，所述潤滑器焊接固定在所述安裝托板上。
[0020]進一步，所述潤滑器包括導向管、安裝在導向管內的潤滑棒、恒力彈簧和L形頂推板，所述導向管的前后端具有開口，所述潤滑棒從前端開口中伸出，所述頂推板的底邊伸入導向管內并與恒力彈簧固定，所述頂推板的側邊封閉所述導向管后端的開口并向上伸出至導向管的外部，所述潤滑棒的后端與所述恒力彈簧接觸，在頂推板側邊的內側和外側各設置一銷軸，所述銷軸與導向管固定連接。
[0021]本發明的另一個技術方案是:
[0022]—種輪緣潤滑器，包括導向管、安裝在導向管內的潤滑棒、恒力彈簧和L形頂推板，所述導向管的前后端具有開口，所述潤滑棒從前端開口中伸出，所述頂推板的底邊伸入導向管內并與恒力彈簧固定，所述頂推板的側邊封閉所述導向管后端的開口并向上伸出至導向管的外部，所述潤滑棒的后端與所述恒力彈簧接觸，在頂推板側邊的內側和外側各設置一銷軸，所述銷軸與導向管固定連接。
[0023]本發明的再一個技術方案是:
[0024]—種轉向架，安裝有如上所述的輪緣潤滑裝置。
[0025]綜上內容，本發明所述的一種輪緣潤滑裝置、輪緣潤滑器及轉向架，與現有技術相比，具有如下優點:
[0026](I)本發明充分考慮了輪緣外側面區域和輪緣根部區域磨損率不同的特點，采用兩個獨立的潤滑棒分別對輪緣外側面區域和輪緣根部區域進行潤滑，每個潤滑棒的尺寸、潤滑棒與潤滑區域的作用角度以及潤滑棒的作用力都可以獨立設定，因此能夠很好的滿足輪緣外側面區域和輪緣根部區域磨損率不同的要求，具有潤滑區域準確、潤滑棒利用效率高以及經濟性好的優點。
[0027](2)本發明中的輪緣潤滑器結構簡單，僅需拆裝銷軸即可將頂推板和恒力彈簧整體抽出和插入，易于拆裝和更換。
【附圖說明】
[0028]圖1是現有技術中的輪緣潤滑裝置結構示意圖；
[0029]圖2是本發明輪緣潤滑裝置結構示意圖；
[0030]圖3是本發明輪緣潤滑裝置與輪緣接觸的示意圖；
[0031 ]圖4是本發明輪緣潤滑器內部結構剖視圖。
[0032]如圖1至圖4所示，車輪I，潤滑棒2，輪緣根部區域3，輪緣外側面區域4，潤滑器5，導向管6，恒力彈簧7，頂推板8，鉚釘9，銷軸10，安裝托板11，安裝支架12，第一槽形孔13，第二槽形孔14，螺栓15，腰形槽口 16，B形銷17，構架18。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
[0034]如圖2所示，本發明提供的一種輪緣潤滑裝置，安裝在轉向架的構架18上，在車輪I的前方安裝一個輪緣潤滑裝置。
[0035]如圖2和圖3所示，本發明提供的一種輪緣潤滑裝置，包含兩個潤滑棒2，兩個潤滑棒2分別與輪緣根部區域3和輪緣外側面區域4接觸實現潤滑，用于減輕輪緣根部區域及輪緣外側面區域的磨損。本實施例中，優選將兩個潤滑棒2分別安裝在兩個潤滑器5內。
[0036]如圖4所示，兩個潤滑器5的結構相同，潤滑器5包括一個導向管6，潤滑棒2安裝在導向管6內，潤滑器5還包括一個恒力彈簧7和一個呈L形的頂推板8，導向管6的斷面為矩形，其前后端具有開口，潤滑棒2從前端開口中伸出，頂推板8的底邊伸入導向管6內，頂推板8底邊的前端部與恒力彈簧7之間通過鉚釘9固定連接，這樣在抽出或插入頂推板8時可以一并將恒力彈簧7抽出或插入，方便拆裝和更換，頂推板8的側邊封閉導向管6后端的開口。
[0037]本實施例中，恒力彈簧7采用卷簧，恒力彈簧7安裝在頂推板8側邊與潤滑棒2之間并與潤滑棒2的后端接觸，恒力彈簧7推動潤滑棒2向前移動使其始終與輪緣根部區域區域3和輪緣外側面區域4接觸，從而實現恒力潤滑。由于列車類型及線路條件的不同，因此選用的恒力彈簧7的輸出力也是不同的。恒力彈簧7的輸出力由彈簧自身性質決定，根據需要的輸出力，確定卷簧的參數，包括彈簧片的厚度和寬度以及內外圈直徑等。恒力彈簧7的輸出力是在綜合考慮輪緣磨損速率和輪緣潤滑棒2的消耗速率的基礎上確定的，恒力彈簧7的彈簧力越大，潤滑棒2的消耗率越高，轉移到輪緣上的潤滑材料也越多，對輪緣的保護效果也越明顯，恒力彈簧7的彈簧力越小，潤滑棒2的消耗率越低，應用及維護成本就越小，恒力彈簧7的彈簧力優選在10-50N之間。
[0038]在頂推板8側邊的內側和外側各設置一銷軸10，用于限制頂推板8運動，兩個銷軸10分別通過兩個B形銷17與導向管6固定連接，在需要更換潤滑棒2時，只需要將兩個銷軸10和兩個B形銷17拆下即可抽出頂推板8，安裝時，首先插入頂推板8，然后只需要將兩個銷軸10從頂推板8的內外兩側插入并用兩個B形銷17連接即可。為了方便拆裝，本實施例中，將頂推板8的側邊向上伸出至導向管6的外部，操作人員只需要抓住頂推板8伸出的部位即可將頂推板8從導向管6中抽出或插入至導向管6內。
[0039]如圖2和圖3所示，兩個潤滑器5可以同時焊接固定在一個安裝支架12上，安裝支架12則固定安裝在構架18上，這樣結構簡單，可靠性高。但是該種結構在當輪緣磨損區的磨損特性隨著車輛運行時間的延長發生變化后，或者車輪由于鏇修尺寸發生較大變化后，原先設計的潤滑棒與磨損區的接觸位置和接觸角度可能就不合適了，會降低潤滑棒的潤滑性會K。
[0040]因此，本實施例中，更優選采用在安裝支架12上再固定安裝一個安裝托板11，潤滑器5的導向管6焊接固定在安裝托板11上，兩個潤滑器5分別固定在安裝托板11的上、下表面上，使上、下兩個潤滑棒2分別與輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3相接觸。安裝托板11通過螺栓15安裝在安裝支架12上，安裝支架12則焊接在構架18上，這樣不但結構簡單，而且可靠性較高。當輪緣磨損區的磨損特性隨著車輛運行時間的延長發生變化后，或者車輪I由于鏇修尺寸發生較大變化后，可以通過調整安裝托板11相對于安裝支架12的安裝位置來調整上、下兩個潤滑棒2與輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3的接觸位置和接觸角度。
[0041 ]在安裝托板11與安裝支架12上均開設有一個或多個槽形孔，本實施例中，安裝托板11為一水平設置的平板，安裝支架12為L形支架，安裝支架12的垂直側邊焊接在構架18上，安裝支架12的水平邊與安裝托板11固定連接。
[0042]在安裝托板11上開設有三個第一槽形孔13，在安裝支架12的水平邊上開設兩個第二槽形孔14，三個第一槽形孔13平行且相互錯開設置，兩個第二槽形孔14相互平行設置，第一槽形孔13與第二槽形孔14之間具有一夾角，夾角的大小與兩個潤滑棒2的安裝角度有關，如圖2所示，第一槽形孔13與第二槽形孔14之間為相互垂直的狀態，安裝托板11通過三個螺栓15固定在安裝支架12上，安裝托板11在水平面內具有三個自由度，即沿縱向(車輛運行方向)和橫向(車軸軸線方向)的平動，以及繞垂向(垂直于縱向和橫向所在平面的方向)的轉動，可以便于調節安裝托板11的安裝位置，因此可以方便的調整潤滑棒2與潤滑區域的接觸位置和接觸角度，使兩個潤滑棒2都能較好地與輪緣根部區域3和輪緣外側面區域4接觸，進而保證潤滑效果。
[0043]在每個潤滑器5的導向管6側部均開設有一條或兩條腰形槽口16，便于觀察潤滑棒2的使用情況和消耗量，可以根據需要及時更換或補充潤滑棒2。同時，如果要取出潤滑棒2，那么在拆卸銷軸10將頂推板8和恒力彈簧7整體抽出之后，操作人員可以通過腰形槽口 16將潤滑棒2整體拉出。
[0044]潤滑棒2的截面尺寸以及與輪緣的夾角角度是由輪緣磨損區的大小和位置決定的，由于不同的車輛及線路運行條件會造成不同的輪緣磨損特點，因此潤滑棒2的截面尺寸以及與輪緣的夾角角度也需要根據實際情況測量決定。如圖2和圖3所示，本實施例中，首先根據實際情況確定輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3需要潤滑的區域范圍，進而再確定上、下兩個潤滑棒2的截面尺寸，同時確定兩個潤滑棒2與輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3的接觸角度，保證潤滑棒2的軸線與其潤滑區域的法線重合，即輪緣外側面磨損區的法線要與其對應的潤滑棒2的軸線重合，輪緣根部磨損區的法線要與其對應的另一個潤滑棒2的軸線重合，使兩個潤滑棒2均處于最佳工作位置，這樣才能保證恒力彈簧7的彈簧力通過潤滑棒2有效的傳遞到輪緣磨損區，同時，當輪緣給潤滑棒2傳遞較大的振動沖擊載荷時，潤滑棒2可以自如的“回縮”，從而保護潤滑棒2，不至于卡死或折斷。當輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3發生明顯磨損后，可以通過調整安裝托板11在安裝支架12上的安裝位置來改變上、下潤滑棒2與輪緣磨損區的接觸位置和接觸角度。
[0045]另外，還需要根據輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3內的磨損情況確定上、下兩個潤滑器5中恒力彈簧7的彈簧力，磨損嚴重時選用大彈簧力，磨損輕時選用小彈簧力，從而提高潤滑棒2的使用經濟性，彈簧力優選在10-50N之間。
[0046]潤滑棒2的截面寬度要覆蓋發生磨損的輪緣根部區域3及輪緣外側面區域4的寬度，而其高度主要由潤滑棒2的強度決定，雖然潤滑棒2受到恒力彈簧7的彈簧力很小，但列車運行過程中會產生較大的隨機振動和沖擊，這對潤滑棒2的強度提出了比較高的要求。因此，在設計潤滑棒2時，首先要根據輪緣磨損區的范圍確定出潤滑棒2的截面尺寸，然后根據標準要求進行隨機振動和沖擊的仿真分析，優化潤滑棒2的截面尺寸，最后依據標準IEC61373-2010《鐵路應用機車車輛設備振動和沖擊試驗》要求進行隨機振動沖擊試驗，驗證設計的可行性。
[0047]本實施例中，采用了兩套獨立的輪緣潤滑器5分別對輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3進行潤滑。因此，可以根據輪緣外側面區域4及輪緣根部區域3的磨損區域分別設計對應的輪緣潤滑棒2的截面尺寸，在滿足潤滑棒2強度的同時，實現最經濟的潤滑，避免了現有技術中單管式潤滑器的潤滑棒會對輪緣外側面區域和輪緣根部區域之間沒有發生磨損的輪緣區域也進行潤滑進而造成不必要浪費的現象發生。而且采用兩套獨立的輪緣潤滑器5分別對輪緣外側面區域4和輪緣根部區域3進行潤滑，每個潤滑器5中恒力彈簧7的彈簧力大小也可以根據具體車輛及線路條件通過試驗測試來確定，即可保證潤滑效果，又可實現最經濟的潤滑。
[0048]如上所述，結合附圖所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:包含兩個潤滑棒，兩個潤滑棒分別與輪緣根部區域和輪緣外側面區域接觸實現潤滑。2.根據權利要求1所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:所述潤滑棒的軸線與潤滑區域的法線重合。3.根據權利要求1或2所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:兩個潤滑棒分別安裝在兩個潤滑器內，兩個潤滑器固定在安裝支架上，所述安裝支架固定安裝在轉向架的構架上。4.根據權利要求3所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:還包括一個安裝托板，所述安裝托板固定在所述安裝支架上，兩個所述潤滑器安裝在所述安裝托板上。5.根據權利要求4所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:在所述安裝托板與安裝支架上均開設有一個或多個槽形孔，所述安裝托板通過一個或多個螺栓固定在所述安裝支架上。6.根據權利要求5所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:所述安裝托板上具有三個平行且相互錯開的第一槽形孔，在所述安裝支架上設置有兩個平行的第二槽形孔，所述第一槽形孔與所述第二槽形孔之間具有一夾角，所述安裝托板通過三個螺栓固定在所述安裝支架上。7.根據權利要求4所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:所述潤滑器焊接固定在所述安裝托板上。8.根據權利要求3所述的一種輪緣潤滑裝置，其特征在于:所述潤滑器包括導向管、安裝在導向管內的潤滑棒、恒力彈簧和L形頂推板，所述導向管的前后端具有開口，所述潤滑棒從前端開口中伸出，所述頂推板的底邊伸入導向管內并與恒力彈簧固定，所述頂推板的側邊封閉所述導向管后端的開口并向上伸出至導向管的外部，所述潤滑棒的后端與所述恒力彈簧接觸，在頂推板側邊的內側和外側各設置一銷軸，所述銷軸與導向管固定連接。9.一種輪緣潤滑器，其特征在于:包括導向管、安裝在導向管內的潤滑棒、恒力彈簧和L形頂推板，所述導向管的前后端具有開口，所述潤滑棒從前端開口中伸出，所述頂推板的底邊伸入導向管內并與恒力彈簧固定，所述頂推板的側邊封閉所述導向管后端的開口并向上伸出至導向管的外部，所述潤滑棒的后端與所述恒力彈簧接觸，在頂推板側邊的內側和外側各設置一銷軸，所述銷軸與導向管固定連接。10.一種轉向架，其特征在于:安裝有如權利要求1-8任一項所述的輪緣潤滑裝置。
【文檔編號】B61K3/02GK105857335SQ201610230220
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】張金煜, 虞大聯, 鄒建才, 趙子豪, 劉韶慶
【申請人】中車青島四方機車車輛股份有限公司