轮对组成以及变轨距转向架的制作方法

本发明属于铁路车辆技术领域，尤其涉及一种轮对组成以及变轨距转向架。

背景技术：

随着全球经济一体化的飞速发展，跨国间的客货运输在近年来增长迅速，然而由于各国铁路的轨距不同，从而给跨国间的铁路运输造成严重的阻碍，解决不同轨距之间的运输问题具有重大意义。

现有技术中，解决不同轨距的铁路联运问题的措施主要有统一线路、转运、交换走行部以及采用变轨距转向架四种，其中现行比较普遍的措施是采用转运和交换走行部的方法，需占用较大的场地和人力配合，且变轨效率较低。统一线路的方法能从根本上解决轨距差异问题，但投入成本高和建设周期长。变轨距转向架技术是通过特殊的机构调整车轮内侧距，适应不同轨距的一种技术，在变轨效率上有较大优势。

然而，现有技术中的变轨距转向架维修工作量较大，且标准化作业程度低，具有局限性，因此，需对现有技术进行改进，以提高变轨距转向架的维修性，并保证运行时的稳定性是急需解决的难题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种轮对组成以及变轨距转向架，以提高变轨距转向架的维修性，并保证运行时的稳定性。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

首先，本发明公开了一种轮对组成，所述轮对组成包括车轴、两个车轮以及两个锁定机构，所述锁定机构和所述车轮一一对应，两个所述车轮分别通过对应的锁定机构相对设置在所述车轴的轴向两端上，通过操作所述锁定机构，可使两个所述车轮在所述车轴之间的距离改变；

每个所述锁定机构均包括：

定位衬套，所述定位衬套固定设置在所述车轴的轴向端部上，所述定位衬套具有相对的第一端和第二端；

滑动套，所述滑动套固定设置在对应的所述车轮的轴孔内，所述滑动套设置在所述定位衬套的第一端上，所述滑动套可操作地沿所述车轴的轴向移动，所述滑动套的周面外侧沿所述滑动套的轴向间隔设置有多道定位沟槽；

限位套，所述限位套具有相对的第一端和第二端，所述限位套的第一端固定设置在所述定位衬套的第二端上，所述限位套的第二端可选择地固定连接在多道所述定位沟槽中的任意一个所述定位沟槽上。

进一步地，所述限位套的周面上设置有多个销孔，多个所述销孔围成一个定位环，所述定位环和所述车轴同中心轴，多个所述销孔可选择地移动至所述多道定位沟槽中的任意一个所述定位沟槽的径向外侧；

所述锁定机构还包括多个定位销，所述定位销和所述销孔一一对应设置，所述定位销活动穿过对应的所述销孔，并伸入到位于所述定位环径向内侧的所述定位沟槽中。

优选地，所述定位销包括柱状体以及锥状体，所述柱状体活动穿过和所述定位销对应的所述销孔，所述锥状体固定设置在所述柱状体的端部，所述锥状体间隙配合地伸入到位于所述定位环径向内侧的所述定位沟槽中。

优选地，所述定位沟槽的截面呈v形。

进一步地，所述定位销沿其轴向设置有贯通的排气孔。

进一步地，所述定位衬套包括滑动轴套，所述滑动轴套为所述定位衬套的第一端，所述滑动轴套固定设置在所述车轴的轴向端部上，所述滑动轴套的周面外侧设置有第一键槽，所述滑动套滑动设置在所述滑动轴套上，所述滑动套的周面内侧设置有第二键槽，所述第一键槽以及所述第二键槽均平行于所述车轴的中心轴，所述第二键槽的长度大于所述第一键槽的长度；

所述锁定机构还包括锁键，所述锁键的一侧固定设置在所述第一键槽内，所述锁键的另一侧滑动设置在所述第二键槽内。

更进一步地，所述定位衬套还包括肩轴套，所述肩轴套为所述定位衬套的第二端，所述肩轴套固定设置在所述车轴的轴向端部，所述肩轴套同轴设置在所述滑动轴套的一端，所述肩轴套的半径大于所述滑动轴套的半径，所述限位套的第一端固定设置在所述肩轴套上。

进一步地，所述定位衬套还包括安装盘，所述安装盘固定设置在所述车轴的轴向端部，所述肩轴套同轴设置在所述滑动轴套和所述安装盘之间，所述安装盘的半径大于所述肩轴套的半径；

所述锁定机构还包括：

触碰环，所述触碰环活动套装在所述限位套上，所述触碰环可操作地移动至所述限位套的周面上的多个销孔的外侧；

锁紧弹簧，所述锁紧弹簧套装在所述限位套上，所述锁紧弹簧位于所述触碰环和所述限位套之间。

进一步地，所述限位套的第二端设置有限位盘；

所述触碰环包括环体以及定位凸起，所述定位凸起设置在所述环体的周面内侧，所述定位凸起可操作地移动至多个所述定位销的外侧，所述定位凸起面向所述限位盘的一侧为斜面，当所述定位凸起移动至多个所述定位销的外侧时，所述定位凸起顶靠在所述限位盘上。

另一方面，本发明还提供了一种变轨距转向架，所述转向架包括上述轮对组成。

本发明的有益效果是：

本发明公开了一种变轨距转向架，由于转向架的轮对组成的两个车轮分别通过对应的锁定机构相对设置在车轴的轴向两端上，通过操作锁定机构，可使两个车轮在车轴之间的距离改变，当需要调整转向架的轮对组成的两个车轮之间的距离时，先操作滑动套沿车轴的轴向移动到合适位置，使轮对组成的两个车轮之间的距离符合要求，再使限位套的第二端固定连接在多道定位沟槽中的一个定位沟槽上，即可完成车轮和车轴的相对固定锁紧，即达到了转向架变距的目的，以解决在不同的不同轨距的铁路联运问题。

本发明所示的一种变轨距转向架，在变轨时，车轮和车轴之间的摩擦主要为滑动套和定位衬套之间，维修时采用换件修，可迅速恢复轮对使用状态，提高维修效率；且各磨耗件均可分离成单独配件，检修时可根据情况单独更换，降低维修成本，另外，变轨时的操作可以标注化作业，具有很好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的变轨距转向架的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图1的侧视示意图；

图4为图1中的轮对组成结构示意图；

图5为图4的剖面示意图；

图6为图4中的定位衬套的结构示意图；

图7为图4中的滑动套的结构示意图；

图8为图4中的限位套的结构示意图；

图9为图1中的轴箱悬挂装置的结构示意图；

图10为图1中的构架组成的结构示意图；

图11为图1中的制动装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种变轨距转向架。

图1为本发明实施例的变轨距转向架的结构示意图，图2为图1的俯视示意图，图3为图1的侧视示意图。结合图1-图3，本发明实施例的转向架包括构架以及两个轮对组成1，两个轮对组成1相对设置在构架4上。

图4为图1中的轮对组成结构示意图，图5为图4的剖面示意图，结合图4以及图5，本发明实施例的轮对组成1包括车轴102、两个车轮101以及两个锁定机构，锁定机构和车轮101一一对应，两个车轮101分别通过对应的锁定机构相对设置在车轴102的轴向两端上，通过操作锁定机构，可使两个车轮在车轴102之间的距离改变，以解决在不同的不同轨距的铁路联运问题。

结合图4以及图5，本发明实施例中，每个锁定机构均包括定位衬套103、滑动套104以及限位套105。

图6为图4中的定位衬套的结构示意图，结合图4-图6，本发明实施例的定位衬套103固定设置在车轴102的轴向端部上，定位衬套103具有相对的第一端和第二端。

具体到本发明实施例中，定位衬套103的第一端为定位衬套103的外端，定位衬套103的第二端为定位衬套103的内端。

为了方便拆修，本发明实施例中，定位衬套103的第一端可以采用过盈配合的方式压装在车轴102的轮座上，这样可以快速将定位衬套103从车轴102的轮座上拆除，方便快捷，具有很好的实用性。

图7为图4中的滑动套的结构示意图，结合图4、图5以及图7，本发明实施例的滑动套104固定设置在对应的车轮101的轴孔内，滑动套104设置在定位衬套103的第一端上，滑动套104可操作地沿车轴102的轴向移动，滑动套104的周面外侧沿滑动套104的轴向间隔设置有多道定位沟槽104-1。

为了方便拆修，本发明实施例中，滑动套104可以采用过盈配合的方式压装在车轮101的轴孔内，且滑动套104的两端均突出车轮101的轴孔，这样可以快速将定位衬套103从车轴102的轮座上拆除，方便快捷，具有很好的实用性。

图8为图4中的限位套的结构示意图，结合图4以及图8，本发明实施例的限位套105具有相对的第一端和第二端，限位套105的第一端固定设置在定位衬套103的第二端上，限位套105的第二端可选择地固定连接在多道定位沟槽104-1中的任意一个定位沟槽104-1上。

具体到本发明实施例中，限位套105的第一端为限位套105的内端，限位套105的第二端为限位套105的外端。

当需要调整转向架的轮对组成的两个车轮101之间的距离时，先操作滑动套104沿车轴102的轴向移动到合适位置，由于滑动套104固定设置在对应的车轮101的轴孔内，因此，可以使轮对组成1的两个车轮101发生相对或相背的移动，使轮对组成1的两个车轮101之间的距离符合要求，再使限位套105的第二端固定连接在多道定位沟槽104-1中的一个定位沟槽104-1上，即可完成车轮101和车轴102的相对固定锁紧，即达到了转向架变距的目的，以解决在不同的不同轨距的铁路联运的问题。

结合图4-图7，本发明实施例中，定位衬套103包括从外向内依次连接并固定设置在车轴102的轴向端部上的滑动轴套103-1以及肩轴套103-2，二者为一体成型结构，其半径从外向内依次增大，滑动轴套103-1为定位衬套103的第一端，而肩轴套103-2为定位衬套103的第二端，滑动套104可小间隙配合在滑动轴套103-1上，以使滑动套104可在滑动轴套103-1上沿车轴102的轴向移动，而限位套105可采用过盈配合的方式固定设置在肩轴套103-2上。

进一步地，结合图4-图7，本发明实施例中，滑动轴套103-1的周面外侧设置有第一键槽103-4，滑动套104滑动设置在滑动轴套103-1上，滑动套104的周面内侧设置有第二键槽104-2，第一键槽103-4以及第二键槽104-2均平行于车轴102的中心轴，第二键槽104-2的长度大于第一键槽103-4的长度；而锁定机构还包括锁键110，锁键110的一侧固定设置在第一键槽103-4内，锁键110的另一侧滑动设置在第二键槽104-2内，这样只可以使滑动套104在滑动轴套103-1上沿车轴102的轴向移动，而无法相对转动，以保证变距操作顺利进行。

进一步地，结合图4-图8，本发明实施例中，限位套105的周面上设置有多个销孔105-1，多个销孔105-1围成一个定位环，该定位环和车轴102同中心轴，多个销孔105-1可选择地移动至多道定位沟槽104-1中的任意一个定位沟槽104-1的径向外侧，而锁定机构还包括多个定位销106，定位销106和销孔105-1一一对应设置，定位销106活动穿过对应的销孔105-1，并伸入到位于定位环径向内侧的定位沟槽106中。即当多个销孔105-1被操作地移动至某个定位沟槽104-1的径向外侧时，均确定一种车轮101内侧间距，用以适应对应轨距铁路的行驶。

更进一步地，本发明实施例的定位销106的结构类似子弹头形状，其包括柱状体以及锥状体，柱状体活动穿过和定位销106对应的销孔105-1，锥状体固定设置在柱状体的端部，锥状体间隙配合地伸入到位于定位环径向内侧的定位沟槽106中。

本发明实施例中，柱状体可以在对应的销孔105-1内过渡配合或者小间隙配合，而锥状体伸入到位于定位环径向内侧的定位沟槽106中，可将限位套105在滑动套104上锁死，以限制限位套105在滑动轴套103-1上的移动，进而使车轮101和轮轴102锁紧。

本发明实施例的定位销106沿其轴向设置有贯通的排气孔，以用于排放定位沟槽104-1内存储的空气。

优选地，本发明实施例中，定位沟槽104-1的截面呈v形。

进一步地，结合图4-图8，本发明实施例中，定位衬套103还包括安装盘103-3，该安装盘103-3固定设置在车轴102的轴向端部，肩轴套103-2同轴设置在滑动轴套103-1和安装盘103-3之间，安装盘103-3的半径大于肩轴套103-2的半径，而限位套105的第二端设置有限位盘，该限位盘和限位套105一体连接，形成法兰盘结构。

结合图4-图8，本发明实施例的锁定机构还包括触碰环107以及锁紧弹簧109，触碰环107活动套装在限位套105上，触碰环107可操作地移动至限位套105的周面上的多个销孔105-1的外侧，锁紧弹簧109套装在限位套105上，锁紧弹簧109位于触碰环107和限位套105之间。

本发明实施例中，触碰环107为环状结构，其可以采用间隙配合的方式活动套装在限位套105上，而锁紧弹簧109在安装状态下存在一定预压缩载荷，该载荷使触碰环107紧靠在限位盘上，此时触碰环107正好覆盖限位套105的销孔105-1，使销孔105-1内的定位销106无法向外移动。

进一步地，本发明实施例的触碰环107包括环体以及定位凸起，定位凸起设置在环体的周面内侧，定位凸起可操作地移动至多个定位销106的外侧，定位凸起面向限位盘的一侧为斜面，当定位凸起移动至多个定位销106的外侧时，定位凸起顶靠在限位盘上，以达到上述限制销孔105-1内的定位销106无法向外移动。

本发明实施例所示的转向架的轮对组成1，在地面触碰装置的作用下可实现释放和锁死动作，从而改变轮对组成1上的2条车轮101的内侧间距，以适应在对应轨距的铁轨上行驶，该流程主要如下：

1)地面触碰装置与触碰环107接触，使触碰环107向轮对组成1中央移动，锁紧弹簧109压缩，直到原箍紧定位销106的触碰环107偏离其顶部位置，定位销106释放；

2)定位销106释放后，地面触碰装置与车轮101接触，使其向目标车轮内侧间距移动，滑动套104的定位沟槽104-1推动定位销107上移；

3)当定位销106越过滑动套104两定位沟槽104-1间的顶点时，地面触碰装置逐步与触碰环107脱离，触碰环107在锁紧弹簧109的作用向轮对组成1的外侧移动，移动过程中触碰环107的斜面推动定位销106向目标定位沟槽104-1内移动；

4)当定位销106在触碰环107的推动下落入目标定位沟槽104-1底部时，触碰环107越过定位销106的圆柱段顶部并将其锁死于定位沟槽104-1内，地面触碰装置此时与车轮101脱离，车轮101停止移动，车轮101与车轴102的相对位置关系重新锁定。

进一步地，本发明实施例在每个定位衬套103的安装盘103-3上还设置了一个摩擦环108，该摩擦环108为两个半环结构，其通过螺栓、螺母、防松片等紧固件安装于对应的定位衬套103的安装盘103-3上，摩擦环108用于转向架的制动，其工作原理参考下文描述。

另外，结合图1-图3，本发明实施例的转向架还包括构架4，两个上述轮对组成1相对设置在构架4上，每个轮对组成1的车轴均通过轴承2安装在构架4上，而每个轴承2上均对应设置有一个轴箱悬挂装置3。

图9为图1中的轴箱悬挂装置的结构示意图，结合图9，本发明实施例的每个轴箱悬挂装置3除了包括常规的轴箱301、斜楔组成302、主摩擦块303、弹簧组305、弹簧垫圈306外，还包括轴承顶块304、侧面磨耗板、底面磨耗板307，具体地，轴箱301设置有供轴承2通过的轴承孔，轴承顶块304固定设置在轴箱301的外侧，且，轴承顶块304设置在轴承孔的下侧，轴承顶块304和轴承2间隙配合；多个侧面磨耗板可以通过焊接的方式间隔设置在轴箱301外侧的底部；底面磨耗板307可以通过焊接的方式固定设置在轴箱301的底部。当转向架进行变轨距动作时，地面触碰装置与底面磨耗板307接触，并通过轴箱301承受整个车辆的垂向载荷，此时轮对组成1不再承受该载荷，有利于减少变轨距动作时车轮101移动的阻力，同时地面触碰装置还与侧面磨耗板接触承受车辆的横向载荷，并提供导向功能。

图10为图1中的构架组成的结构示意图，结合图10，本发明实施例的构架4为h型焊接结构，包含有侧梁组成401、横梁组成402、制动吊座403，其中，横梁组成402相背的两侧分别设置有两个制动吊座403，每个制动吊座403上均设置有一个制动装置5，制动装置5可控制轮对组成1的转动。

具体到本发明实施例中，制动吊座403可以焊接于横梁组成402中部相背的侧面上。图11为图1中的制动装置的结构示意图。结合图11，本发明实施例的制动装置5包括单元制动器501和闸瓦502，单元制动器501可通过螺栓安装于构架组成4的制动吊座403上，闸瓦502安装于单元制动器501的推杆座上；制动状态时，闸瓦502在单元制动器501的推动下，贴靠轮对组成1上的摩擦环108，产生制动力；缓解状态时，单元制动器501回缩，闸瓦502脱离轮对组成1上的摩擦环108。

综上所述，本发明实施例所示的一种变轨距转向架，在变轨时，车轮和车轴之间的摩擦主要为滑动套和定位衬套之间，维修时采用换件修，可迅速恢复轮对使用状态，提高维修效率；且各磨耗件均可分离成单独配件，检修时可根据情况单独更换，降低维修成本，另外，变轨时的操作可以标注化作业，具有很好的实用性。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

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