軌道車輛轉向架防脫軌裝置及軌道車輛轉向架的制作方法
【專利摘要】一種本實用新型的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其包括至少一個安裝于軌道車輛轉向架(9)底部的安裝座(1)，安裝座(1)上裝設有一向地面軌道(8)延伸的防脫軌滑板(2)；防脫軌滑板(2)在安裝座(1)上的橫向定位以及在垂直方向上的延伸長度同時滿足以下要求，即：1)使防脫軌滑板(2)在軌道車輛正常行駛時位于地面軌道(8)的內側；2)當軌道車輛的至少一個輪對(6)發生爬軌時，防脫軌滑板(2)會與地面軌道(8)作用形成橫向限位節點來限制軌道車輛的自由度使其仍受地面軌道(8)的約束。本實用新型的防脫軌裝置能夠避免軌道車輛轉向架在運行中發生脫軌，尤其能避免輪對發生爬軌后可能發生的脫軌，從而提高列車安全性和運輸效率。
【專利說明】
軌道車輛轉向架防脫軌裝置及軌道車輛轉向架
技術領域
[0001]本實用新型屬于軌道交通裝備技術領域，尤其涉及一種可防止軌道車輛轉向架在運行中發生脫軌事故的機械裝置。
【背景技術】
[0002]現在隨著列車運行速度和運輸效率的提高，若列車發生脫軌將導致線路封閉、列車取消或晚點，因此對轉向架的抗脫軌性能要求越來越高，尤其是針對運輸較為繁忙的干線鐵路。
[0003]沒有安裝防脫軌裝置的轉向架，只是依靠車輪自身輪緣起到預防轉向架脫軌的作用。由于約束點較少，因此防脫軌能力較弱。
[0004]公開號為CN204548142U的中國專利文獻公開了一種軌道車輛及脫軌安全防護裝置，該裝置基本原理是允許輪對和鋼軌發生分離后，該安全防護裝置和軌道外側接觸，避免整個轉向架脫離線路，該安全防護裝置允許輪對和軌道分離，然后通過該裝置避免車輛的橫向運動過大，其功能只有在車輛發生脫軌之后才起作用。沒有安裝前述防脫軌裝置的轉向架，不能有效限制爬軌等脫軌事故，當輪對和軌道分離后，車輛橫向振動較大。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，克服以上【背景技術】中提到的不足和缺陷，提供一種軌道車輛轉向架防脫軌裝置及防脫軌的軌道車輛轉向架，該裝置能夠避免軌道車輛轉向架在運行中發生脫軌，尤其能避免輪對發生爬軌后可能發生的脫軌，從而提高列車安全性和運輸效率。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為一種軌道車輛轉向架防脫軌裝置，所述防脫軌裝置包括至少一個安裝于軌道車輛轉向架底部的安裝座，所述安裝座上裝設有一向地面軌道延伸的防脫軌滑板;所述防脫軌滑板在轉向架上的橫向定位以及在垂直方向上的延伸長度(即垂向長度)設置成同時滿足以下要求，即:
[0007]I)使防脫軌滑板在軌道車輛正常行駛時一直位于地面軌道的內側；
[0008]2)當軌道車輛的至少一個輪對發生爬軌時，所述防脫軌滑板會與地面軌道作用(即與軌道內側接觸)形成橫向限位節點來限制軌道車輛(例如轉向架系統)的自由度(所述自由度一般包括橫向移動自由度和搖頭自由度)使其仍受地面軌道的約束。在這種約束狀態下，防脫軌滑板會迫使已爬軌的輪對自動對中，從爬軌狀態恢復到原位。
[0009]上述本實用新型的技術方案是基于以下構思，S卩:當輪對發生爬軌以致軌道車輛轉向架有脫軌趨勢時，防脫軌裝置會與軌道內側接觸，借由轉向架的剛性以及防脫軌裝置和輪對接觸共同構成的三角形系統的穩定性，以此限制爬軌的輪對進一步的橫向位移，并使爬軌的輪對自動對中，從爬軌狀態恢復到原位，避免脫軌的發生。本實用新型的防脫軌裝置不僅能有效防止輪對和軌道之間的橫向分離，而且在列車運行過程中會持續發生防護作用，從而一直起到防脫軌的效果。
[0010]上述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置中，優選的:所述防脫軌裝置包括安裝于轉向架底部的一對安裝座，該一對安裝座包括位于轉向架底部左側的第一安裝座和位于轉向架底部右側的第二安裝座，且第一安裝座和第二安裝座上均裝設有所述的防脫軌滑板。更優選的:所述第一安裝座和第二安裝座沿地面軌道的中線呈對稱布置。當采用此優選方案時，可以實現軌道車輛在兩側的同時防護，從而保證列車正反向運行、左右側脫軌時均能有效預防。
[0011]上述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置中，優選的:所述防脫軌滑板的橫向定位是通過控制防脫軌滑板與所述輪對的輪緣的橫向距離來實現。更優選的:所述防脫軌滑板與所述輪緣處在同一條直線上。當橫向定位滿足前述要求時，不僅能盡最大程度減小防脫軌滑板與軌道內側的干涉，而且可以在輪對一發生爬軌時就觸發防脫軌裝置，盡最大程度地減小脫軌事故的發生。
[0012]上述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置中，優選的:所述防脫軌滑板在垂直方向上的延伸長度(即垂向長度)不小于輪對的輪緣高度。更優選的，所述防脫軌滑板在垂直方向上的延伸長度是通過控制防脫軌裝置的下表面的(離地)高度來實現。當然，當在安裝座上的橫向定位保證所述防脫軌滑板與所述輪緣處在同一條直線上時，更優選的方式是使防脫軌滑板的延伸長度設置能使得防脫軌裝置的下表面的高度與所述輪緣高度齊平。這樣的設置不僅能保證在列車運行的時候防脫軌裝置一直在發生作用，而且在一個輪對爬軌的同時不會導致中部的防脫軌滑板與軌道內側的接觸失效，還能盡可能減小防脫軌滑板與軌道干涉。
[0013]上述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置中，優選的:所述防脫軌滑板設置為一延伸長度可調的滑板。更優選、更緊湊的設置方式是:所述安裝座上開設有沿豎直方向延伸的長條形滑槽，所述防脫軌滑板通過可在滑槽內上下滑動的緊固件裝設于安裝座上;所述防脫軌滑板與安裝座的接觸面設置為相互嚙合的鋸齒狀對接面。由于延伸長度可調，即防脫軌滑板的下表面高度能上下調整，從而可以更好地避免因為輪對的鏇輪造成輪徑減小而導致所述滑板和基礎設施(此處的基礎設施主要指軌道)發生干涉；而且，防脫軌滑板的可調節性還可使防脫軌裝置安裝在不同車輛的轉向架上以調節防脫軌滑板的下表面與輪緣保持在最佳位置。
[0014]上述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置中，優選的:所述安裝座為一L形，且L形的安裝座包括一可通過緊固件(例如螺栓)與轉向架固接的水平頂面，還包括一可通過緊固件與所述防脫軌滑板固接的豎直側面。當然，所述安裝座也可采用焊接方式固定在轉向架上，或者與轉向架側架、構架在制造時一體成型，但優選采用緊固件連接，這樣便于磨耗后的更換以及適用于不同的軌道車輛，而且不會因為轉向架構架或側架的振動而導致防脫軌裝置的脫落，從而保證良好的防脫軌性能。
[0015]上述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置中，優選的:所述防脫軌滑板下部的兩側設有避空區。該避空區具體是設置在防脫軌滑板朝向地面軌道內的一側，設置避空區后的防脫軌滑板呈一尖形或楔形形狀，從而保證整個防脫軌裝置具有良好的過道岔性能，不會和基礎設施發生干涉。
[0016]作為一個總的技術構思，本實用新型還提供一種防脫軌的軌道車輛轉向架，包括轉向架和上述本實用新型的防脫軌裝置，每個轉向架的一側各安裝一套所述的防脫軌裝置，所述防脫軌裝置的上部安裝于轉向架的底部，且所述防脫軌裝置的下部懸空在轉向架對應的前后兩個輪對之間。該技術方案同樣是通過在轉向架側架或構架上增加橫向限位節點來保證轉向架一個輪對爬軌時，轉向架系統的自由度依然能夠受到軌道的約束，從而避免脫軌事故的發生。另外，優選的，所述防脫軌裝置是應用在沒有軸箱彈簧或軸箱彈簧剛度大的轉向架系統中。
[0017]上述本實用新型的技術方案主要基于以下原理:現有的轉向架基本都是四點接觸，且四點受到輪緣的橫向約束，但當一側的輪緣因各種外力因素作用爬到鋼軌上時，在一根軸上的輪緣的橫向約束都會發生失效，從而可能導致脫軌事故的發生;針對輪緣爬軌時橫向約束減少的情況，本實用新型采用增加轉向架和軌道之間橫向限位節點的方式來進行設計，即在轉向架的中部增加至少一個或兩個橫向限位節點(橫向約束點)，從而使轉向架和軌道之間的約束點超過四個(達到6個或以上)，當轉向架的一個輪子爬上鋼軌喪失橫向約束功能的時候，轉向上仍有至少4個點可保持橫向約束，從而使整個轉向架在軌道上還是沿著軌道運動，輪對此后甚至可通過自身的自動對中功能恢復原來的運行狀態，從而避免脫軌事故的發生。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:本實用新型的技術方案可專用于防止軌道車輛轉向架的脫軌，能夠大幅度提升轉向架的抗脫軌性能。同時，本實用新型的裝置結構簡單，造價低廉，工作可靠，且免維護，安裝了防脫軌裝置的轉向架在線路上運行時，會極大降低列車脫軌造成的線路封閉、列車停運、列車救援等損失，極大地提高列車的運行安全性和運輸效率。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實用新型防脫軌裝置的結構示意圖。
[0021 ]圖2是本實用新型防脫軌裝置的安裝座結構示意圖。
[0022]圖3是本實用新型防脫軌裝置的防脫軌滑板的結構示意圖。
[0023]圖4是本實用新型防脫軌裝置在轉向架上的安裝示意圖。
[0024]圖5是本實用新型防脫軌裝置在一輪對爬軌時的防脫軌原理示意圖。
[0025]圖例說明:
[0026]1.安裝座；11.第一安裝座；12.第二安裝座；13.水平頂面;14.豎直側面；15.滑槽；2.防脫軌滑板;21.下表面;3.緊固件;4.防脫軌裝置;5.避空區；6.輪對;7.輪緣;8.地面軌道;9、轉向架。
【具體實施方式】
[0027]為了便于理解本實用新型，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本實用新型作更全面、細致地描述，但本實用新型的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0028]需要特別說明的是，當某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。
[0029]除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本實用新型的保護范圍。
[0030]除非另有特別說明，本實用新型中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等均可通過市場購買得到或者可通過現有方法制備得到。
[0031 ] 實施例:
[0032]—種如圖4所示本實用新型的防脫軌的軌道車輛轉向架，包括轉向架9和防脫軌裝置4，防脫軌裝置4的上部安裝于轉向架9的底部，且防脫軌裝置4的下部懸空在轉向架9對應的前后兩個輪對6之間。
[0033]圖1-圖4還示出了本實用新型的軌道車輛轉向架防脫軌裝置4，包括安裝于軌道車輛轉向架9底部的一對安裝座I，該一對安裝座I包括位于轉向架9底部左側的第一安裝座11和位于轉向架9底部右側的第二安裝座12，第一安裝座11和第二安裝座12可以優選是沿地面軌道8的中線呈對稱布置(但這不是必須的)，且第一安裝座11和第二安裝座12上均裝設有一向地面軌道8延伸的防脫軌滑板2。
[0034]如圖2所示，本實施例中的安裝座I為一L形，且L形的安裝座I包括一可通過緊固件3(本實施例為螺栓)與轉向架9固接的水平頂面13，還包括一可通過緊固件3(本實施例為螺栓)與防脫軌滑板2固接的豎直側面14。這樣防脫軌滑板2與安裝座I均是可拆卸的。
[0035]如圖2、圖3所示，本實施例的防脫軌滑板2設置為一垂向長度或高度可調的滑板。具體的，在安裝座I上開設有沿豎直方向延伸的長條形滑槽15，防脫軌滑板2通過可在滑槽15內上下滑動的緊固件3裝設于安裝座I上。如圖2、圖3所示，防脫軌滑板2與安裝座I的接觸面設置為相互嚙合的鋸齒狀對接面(或其他摩擦系數較大的方式)。這樣的結構可實現防脫軌滑板2的位置上下可調，還可以通過鋸齒的嚙合調整防脫軌滑板2(進而調整防脫軌裝置4)的下表面21高度，進而避免因為輪對6的鏇輪造成輪徑減小所導致的防脫軌滑板2與地面軌道8等基礎設施發生干涉。
[0036]如圖1、圖3所示，本實施例的防脫軌滑板2下部的兩端設有避空區5;該避空區5具體是設置在防脫軌滑板2朝向地面軌道內的一側，設置避空區5后的防脫軌滑板2呈一尖形或楔形形狀(相當于是在防脫軌滑板2下部的兩側設置兩個半徑較大的倒角)，這樣可以保證整個防脫軌裝置4具有良好的過道岔性能，不會和地面軌道8發生干涉。
[0037]本實施例中，防脫軌滑板2在轉向架9上的橫向定位以及在垂直方向上的延伸長度設置成同時滿足以下要求，即:
[0038]I)使防脫軌滑板2在軌道車輛正常行駛時位于地面軌道8的內側(參見圖4);
[0039]2)當軌道車輛的至少一個輪對6發生爬軌時，防脫軌滑板2會與地面軌道8作用形成橫向限位節點來限制軌道車輛的自由度使其仍受地面軌道8的約束(參見圖5)。
[0040]如圖4所示，本實施例的防脫軌滑板2的橫向定位是通過控制防脫軌滑板2與輪對6的輪緣7的橫向距離來實現，具體到本實施例中，防脫軌滑板2在轉向架9上的橫向定位保證防脫軌滑板2與輪緣7處在同一條直線上(即防脫軌滑板的作用面與輪緣7位于同一垂向平面內)。本實施例的防脫軌滑板2在垂直方向上的延伸長度是通過控制防脫軌裝置(即防脫軌滑板2)的下表面21的高度(離地)來實現，本實施例的防脫軌滑板2的垂向長度保證防脫軌裝置(即防脫軌滑板2)的下表面21的高度與輪緣7的高度齊平。這樣在一個輪對6爬軌的同時不會導致中部防脫軌滑板2與地面軌道8內側的接觸失效，而且能良好通過道岔，不和地面軌道8發生干涉。
[0041]當然，本實用新型中的防脫軌滑板2還要有足夠的橫向強度，以保證防脫軌滑板2在受到橫向力時不會發生大變形;不會因為防脫軌滑板2橫向過大的變形導致爬軌的輪對6脫軌。而且，本實用新型的防脫軌裝置4優選采用輕質耐磨材料，以保證不會惡化車輛系統的動力學性能。
[0042]本實施例的防脫軌裝置4主要應用在沒有軸箱彈簧或軸箱彈簧剛度較大的場合，應用時的工作原理如圖5所示，防脫軌滑板2能夠在軌道車輛轉向架9 一側的輪對6發生爬軌時，仍與地面軌道8內側接觸，由于轉向架9的剛性以及由防脫軌滑板2與地面軌道8接觸構成的三角形系統形成穩定機制，以此來限制爬軌的輪對6進一步的橫向位移，并使得爬軌的輪對6具備自動對中功能，將從爬軌狀態恢復原位，從而避免脫軌的發生。
【主權項】
1.一種軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌裝置包括至少一個安裝于軌道車輛轉向架(9)底部的安裝座(I)，所述安裝座(I)上裝設有一向地面軌道(8)延伸的防脫軌滑板(2);所述防脫軌滑板(2)在轉向架(9)上的橫向定位以及在垂直方向上的延伸長度設置成同時滿足以下要求，即: 1)使防脫軌滑板(2)在軌道車輛正常行駛時一直位于地面軌道(8)的內側； 2)當軌道車輛的至少一個輪對(6)發生爬軌時，所述防脫軌滑板(2)會與地面軌道(8)作用形成橫向限位節點來限制軌道車輛的自由度使其仍受地面軌道(8)的約束。2.根據權利要求1所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌裝置包括安裝于轉向架(9)底部的一對安裝座(I)，該一對安裝座(I)包括位于轉向架(9)底部左側的第一安裝座(11)和位于轉向架(9)底部右側的第二安裝座(12)，且第一安裝座(11)和第二安裝座(12)上均裝設有所述的防脫軌滑板(2)。3.根據權利要求1所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌滑板(2 )的橫向定位是通過控制防脫軌滑板(2 )與所述輪對(6 )的輪緣(7 )的橫向距離來實現。4.根據權利要求1所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌滑板(2)與所述輪對(6)的輪緣(7)處在同一條直線上。5.根據權利要求1所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌滑板(2)在垂直方向上的延伸長度不小于輪對(6)的輪緣高度。6.根據權利要求1所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌滑板(2)在垂直方向上的延伸長度是通過控制防脫軌裝置的下表面(21)的高度來實現，且所述防脫軌滑板(2)的延伸長度設置使得防脫軌裝置的下表面(21)的高度與所述輪對(6)的輪緣高度齊平。7.根據權利要求1-6中任一項所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌滑板(2)設置為一延伸長度可調的滑板;所述安裝座(I)上開設有沿豎直方向延伸的長條形滑槽(15)，所述防脫軌滑板(2)通過可在滑槽(15)內上下滑動的緊固件裝設于安裝座(I)上;所述防脫軌滑板(2)與安裝座(I)的接觸面設置為相互嚙合的鋸齒狀對接面。8.根據權利要求1-6中任一項所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述安裝座(I)為一 L形，且L形的安裝座(I)包括一可通過緊固件與轉向架(9)固接的水平頂面(13)，還包括一可通過緊固件與所述防脫軌滑板(2)固接的豎直側面(14)。9.根據權利要求1-6中任一項所述的軌道車輛轉向架防脫軌裝置，其特征在于:所述防脫軌滑板(2)下部的兩側設有避空區(5);該避空區(5)具體是設置在防脫軌滑板(2)朝向地面軌道內的一側，設置避空區(5)后的防脫軌滑板(2)呈一尖形或楔形形狀。10.—種防脫軌的軌道車輛轉向架，包括轉向架(9 )和權利要求1 -9中任一項所述的防脫軌裝置，每個轉向架(9)的一側各安裝一套所述的防脫軌裝置，所述防脫軌裝置的上部安裝于轉向架(9)的底部，且所述防脫軌裝置的下部懸空在轉向架(9)對應的前后兩個輪對(6)之間，且所述轉向架(9)上沒有設置軸箱彈簧或設有剛度較大的軸箱彈簧。
【文檔編號】B61F5/50GK205440382SQ201521077870
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月22日
【發明人】高廣軍
【申請人】中南大學