CN110228493A - 一种变轨距轮对用套筒及锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆变轨距领域，公开了一种变轨距轮对用套筒及锁紧机构，套筒包括套筒本体，套筒本体包括第一套筒，包括第一端盖和沿第一端盖周向朝向第一端盖的轴向一侧延伸的第一筒体，第一端盖设有轴向通孔；第二套筒与第一套筒套接，第二套筒包括与第一筒体的周向一体连接的第二端盖和沿第二端盖的周向朝向第一筒体的同一侧延伸的第二筒体；第一端盖用于紧固套接在变轨距轮对的车轴上，且位于变轨距轮对的车轮内侧，车轮的内侧轮毂用于延伸进第一筒体内，并与第一筒体滑动配合，第一筒体的侧壁设有通孔。本发明安装方便，无需借助外部设备即可直接实现锁紧与解锁；使得地面变轨设施变得相对简单，提高了变轨动作的可靠性和变轨效率。

Description

一种变轨距轮对用套筒及锁紧机构

技术领域

本发明涉及轨道车辆变轨距技术领域，特别是涉及一种变轨距轮对用套筒及锁紧机构。

背景技术

为了满足邻近国家不同轨距轨道间的运输要求，现多在交界处更换不同轮对内侧距的转向架，该方案成本高、耗时长。西班牙和日本先后发明了可变轨距的转向架，能够在不同轨距轨道间连续运行。

但现有的变轨结构中，尤其锁紧机构均为无源形式，且安装结构复杂，与车轴通过滑动配合实现变轨距，变轨动作需借助外部辅助设施才能完成，效率低，投入成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的是提供一种变轨距轮对用套筒及锁紧机构，以解决现有的变轨结构中锁紧机构均为无源形式，安装结构复杂的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种变轨距轮对用套筒，其包括套筒本体，所述套筒本体包括：

第一套筒，包括第一端盖和第一筒体，所述第一筒体沿所述第一端盖周向朝向所述第一端盖的轴向一侧延伸，所述第一端盖设有轴向通孔；

第二套筒，与所述第一套筒套接，所述第二套筒包括与所述第一筒体的周向一体连接的第二端盖和沿所述第二端盖的周向朝向所述第一筒体的同一侧延伸的第二筒体；

所述第一端盖用于紧固套接在变轨距轮对的车轴上，且位于变轨距轮对的车轮内侧，所述车轮的内侧轮毂用于延伸进所述第一筒体内，并与所述第一筒体滑动配合，所述第一筒体的侧壁设有通孔，用于与所述车轮的内侧轮毂上的锁紧孔配合。

一个具体实施例中，所述第二筒体的外周套设有防尘盖。

一个具体实施例中，所述防尘盖包括环形盖体和设于所述环形盖体轴向两端的挡圈，所述环形盖体的内壁设有至少一对电刷；所述第二筒体的外壁设有与所述电刷一一对应的芯片，所述第二筒体沿其轴向间隔设有一对环绕其外周的环形安装槽，所述挡圈的内周分别安装在所述环形安装槽中，通过所述套筒本体转动使得所述芯片与电刷摩擦形成电连接。

一个具体实施例中，所述第二筒体的外壁设有绝缘橡胶，所述芯片安装在所述绝缘橡胶上，且相邻芯片之间由绝缘橡胶隔开。

一个具体实施例中，所述芯片的外表面与所述绝缘橡胶的外表面平齐。

一个具体实施例中，所述环形盖体的外壁设有用于固定所述环形盖***置的吊耳。

一个具体实施例中，所述防尘盖为分体结构，包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和第二盖体对接形成所述防尘盖，所述第一盖体的两端与所述第二盖体的两端均设有向外延伸的连接块，所述连接块上设有连接孔；所述第一盖体和第二盖体通过连接件连接。

一个具体实施例中，所述电刷包括两对，所述芯片包括两对，其中一对所述电刷设于所述第一盖体上，另一对所述电刷设于所述第二盖体上，两对所述电刷相邻且错开设置。

本发明实施例还提供一种变轨距轮对用锁紧机构，其包括牵引电磁铁和锁紧销，以及上述所述的变轨距轮对用套筒，所述牵引电磁铁固定在所述第二端盖的内侧壁上，所述牵引电磁铁包括牵引线圈和由所述牵引线圈的通断控制移动的动铁芯，所述锁紧销固定连接在所述动铁芯远离所述牵引线圈的一端，所述动铁芯用于带动所述锁紧销穿过所述通孔并伸入或离开所述锁紧孔，用于所述车轮锁紧或解锁。

一个具体实施例中，所述牵引电磁铁还包括壳体，所述壳体固定在所述第二端盖的内侧壁上；

所述牵引电磁铁还包括分别设于所述动铁芯相对两侧的吸盘线圈，和与每个所述吸盘线圈配合的锁销，所述动铁芯的轴向间隔设有两个环形锁槽，所述锁销用于***其中一个所述环形锁槽中，以将所述动铁芯固定在解锁位或锁紧位。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种变轨距轮对用套筒及锁紧机构，通过设置该套筒结构，便于锁紧机构安装，结构简单，安装方便；锁紧机构包括牵引电磁铁和锁紧销，由牵引电磁铁的通断控制动铁芯带动锁紧销伸出或收缩，实现车轮锁紧与解锁，无需借助外部设备即可直接实现锁紧与解锁；使得地面变轨设施变得相对简单，变轨信号由车辆控制***输出，提高了变轨动作的可靠性和变轨效率，同时也节省了铺设外部设备的成本。

附图说明

图1为本发明实施例变轨距轮对的立体示意图；

图2为本发明实施例显示锁紧机构的轴向剖视示意图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为本发明实施例显示横向驱动机构的轴向剖视示意图；

图5为本发明实施例防尘盖的立体示意图；

图6为本发明实施例防尘盖的另一角度的立体示意图；

图7为本发明实施例一种变轨距轮对中车轮的立体示意图；

图8为本发明实施例锁紧机构中牵引电磁铁的示意图；

图中：1：横向驱动机构；11：电动缸；12：螺母；2：制动盘；3：锁紧机构；31：套筒本体；32：牵引电磁铁；32-1：牵引线圈；32-2：动铁芯；33：锁紧销；34：吸盘线圈；35：锁销；4：车轮；41：锁紧孔；5：车轴；6：防尘盖；61：电刷；62：芯片；63：绝缘橡胶；64：吊耳；65：环形盖体；66：挡圈；67：连接块；7：轴箱体；8：移动盘；81：移动盘挡圈；9：四点角接触球轴承；91：轴承挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图2-4所示，本发明实施例提供了一种变轨距轮对用套筒，其包括套筒本体31，所述套筒本体31包括：

第一套筒，包括第一端盖和第一筒体，第一筒体沿所述第一端盖周向朝向所述第一端盖的轴向一侧延伸，所述第一端盖设有轴向通孔；

第二套筒，与所述第一套筒套接，所述第二套筒包括与所述第一筒体的周向一体连接的第二端盖和沿所述第二端盖的周向朝向所述第一筒体的同一侧延伸的第二筒体；

所述第一端盖用于通过轴向通孔紧固套接在变轨距轮对的车轴上，且位于变轨距轮对的车轮4内侧，也就是说，第一端盖与车轴过盈配合，所述车轮4的内侧轮毂用于延伸进所述第一筒体内，并与所述第一筒体滑动配合，所述第一筒体的侧壁设有通孔，用于与所述车轮的内侧轮毂上的锁紧孔41配合，锁紧孔41的数量至少为两个。具体地，本实施例中，所述通孔的轴线位于至少两个锁紧孔41的轴线所处的平面上，车轮4的内侧轮毂上的其中一个锁紧孔41与通孔位置相对，当车轮4横向移动时，车轮4的内侧轮毂相对第一筒体移动，直至移动到另一个锁紧孔41与通孔位置相对，当然，可以理解的是，“一个锁紧孔41”以及“另一个锁紧孔41”均是与所处轨距相对应的。

如图6-7所示，一个具体实施例中，所述第二筒体的外周套设有防尘盖6，通过设置防尘盖6可以防止外界异物进入套筒本体31内部。

一个具体实施例中，所述防尘盖6包括环形盖体65和设于所述环形盖体65轴向两端的挡圈66，所述环形盖体的内壁设有至少一对电刷61；所述第二筒体的外壁设有与所述电刷61一一对应的芯片62，所述第二筒体沿其轴向间隔设有一对环绕其外周的环形安装槽，所述挡圈66的内周分别安装在所述环形安装槽中，电刷61与芯片62接触，通过所述套筒本体31转动使得所述芯片62与电刷61摩擦形成电连接，从而形成供电电路。

一个具体实施例中，为了防止短路，所述第二筒体的外壁设有绝缘橡胶63，所述芯片62安装在所述绝缘橡胶63上，且相邻芯片62之间由绝缘橡胶63隔开，避免相邻芯片62之间相互干涉。

所述绝缘橡胶63呈与所述套筒本体31的外周相匹配的环形，芯片62也呈环形，为了便于芯片62安装，所述绝缘橡胶63的外表面设有多个间隔设置的环形凹槽，环形凹槽沿绝缘橡胶63的外周设置，所述芯片62一一对应地安装在所述环形凹槽中，使得相邻芯片62之间由绝缘橡胶63隔开，套筒本体31与芯片62之间有一定厚度的绝缘橡胶，以确保车轮、车轴上的回路电流不会传到芯片62上。

一个具体实施例中，所述芯片62的外表面与所述绝缘橡胶63的外表面平齐，即芯片62只留出与电刷61配合的一面。

一个具体实施例中，所述环形盖体65的外壁设有用于固定所述环形盖体65位置的吊耳64，吊耳64用于与车体端梁上连接的吊杆配合，防止防尘盖6在套筒本体31的摩擦力下随套筒本体31转动。

一个具体实施例中，所述防尘盖6为分体结构，包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和第二盖体对接形成所述防尘盖6，所述第一盖体的两端与所述第二盖体的两端均设有向外延伸的连接块67，所述连接块67上设有连接孔；所述第一盖体和第二盖体通过连接件连接。在安装时，先将第一盖体的挡圈部分卡设在套筒本体31的环形安装槽中，再将第二盖体的挡圈部分卡设在套筒本体31的环形安装槽中，然后利用螺栓等连接件穿过第一盖体与第二盖体的连接块67上的连接孔，将第一盖体与第二盖体连接成整体的防尘盖6，安装在套筒本体31的外周。

一个具体实施例中，所述电刷61包括两对，所述芯片62包括两对，其中一对所述电刷61设于所述第一盖体上，另一对所述电刷61设于所述第二盖体上，两对所述电刷61相邻且错开设置，一对电刷61分别对应一对芯片62。

本发明实施例还提供了一种变轨距轮对用锁紧机构3，如图2和图3所示，其包括牵引电磁铁32和锁紧销33，以及上述所述的变轨距轮对用套筒，所述牵引电磁铁32固定在所述第二端盖的内侧壁上，所述牵引电磁铁32包括牵引线圈32-1和由所述牵引线圈32-1的通断控制移动的动铁芯32-2，牵引线圈32-1的位置固定，动铁芯32-2指向其中一个锁紧孔41所在位置，所述锁紧销33固定连接在所述动铁芯32-2远离所述牵引线圈32-1的一端，所述动铁芯32-2用于带动所述锁紧销33穿过所述通孔并伸入或离开所述锁紧孔41，用于所述车轮锁紧或解锁。

一个具体实施例中，所述牵引电磁铁32还包括壳体，所述壳体固定在所述第二端盖的内侧壁上。

所述牵引电磁铁还包括分别设于所述动铁芯32-2相对两侧的吸盘线圈，和与每个所述吸盘线圈配合的锁销35，所述动铁芯的轴向间隔设有两个环形锁槽，所述锁销用于***其中一个所述环形锁槽中，以将所述动铁芯固定在解锁位或锁紧位。也就是说，当动铁芯32-2***通孔和锁紧孔41中后，锁销35***对应的环形锁槽中，将动铁芯32-2固定在锁紧位，提高锁紧的可靠性，当动铁芯32-2离开对应的锁紧孔41后，锁销35***对应的环形锁槽中，将动铁芯32-2固定在解锁位，提高解锁后的可靠性，避免了动铁芯32-2的误操作。

两对所述电刷61分别连接供电单元，所述供电单元连接控制机构，由控制机构控制供电单元为牵引线圈32-1和/或吸盘线圈34供电，控制机构可以为列车本身的控制机构。

进一步，动铁芯32-2的轴线与锁紧孔41的轴线同轴设置，所述动铁芯32-2可带动锁紧销33伸入或离开对应的锁紧孔41，具体地，车辆正常运行时，锁紧销33位于对应轨距的锁紧孔41内，两者锁紧，当需要变轨距时，车轮4需要先解锁，此时牵引线圈32-1通电，动铁芯32-2受到牵引线圈32-1磁场力的作用朝向靠近牵引线圈32-1的方向移动，带动锁紧销33收缩而离开锁紧孔41，实现解锁。

本实施例中，通过牵引电磁铁32直接实现车轮4锁紧和解锁，无需在地面变轨设施上额外设置辅助进行锁紧和解锁的结构，简化了地面变轨设施的结构，使得地面变轨设施结构变得相对简单，节约成本，且可靠性更高。

所述牵引线圈32-1设于所述壳体内，所述动铁芯32-2的一端穿过所述牵引线圈32-1，所述动铁芯32-2的另一端与所述锁紧销33固定连接，锁紧销33可以通过螺栓、螺钉等连接件与动铁芯32-2远离牵引线圈32-1的一端固定连接；通过所述动铁芯32-2带动所述锁紧销33穿过所述通孔位于对应轨距的所述锁紧孔41中实现所述车轮4锁紧，通过所述动铁芯32-2带动所述锁紧销33离开所在的所述锁紧孔41实现所述车轮4解锁，锁紧和解锁可靠性高，而且操作方便。

本发明的一个具体实施例中，如图5所示，为了提高可靠性，所述车轮4的内侧轮毂的周向设有多排所述锁紧孔41，每排所述锁紧孔41包括沿其轴向间隔设置的多个所述锁紧孔41，相邻的两个所述锁紧孔41之间的距离等于所需变轨距的一半；在变轨距时，两个车轮4同时移动，两个车轮4各移动所需变轨距的一半距离，则总的移动距离便为所需变轨距的距离，例如从标准轨距变为窄轨距或宽轨距；或从窄轨距或宽轨距变为标准轨距，可以根据具体需要选择所变轨距。

相应地，所述牵引电磁铁32包括多个，多个所述牵引电磁铁32沿所述第二端盖的内侧壁周向分布，且多个所述牵引电磁铁32与多排所述锁紧孔41一一对应，也就是说，每个牵引电磁铁32对应一排锁紧孔41。

本发明的一个具体实施例中，如图8所示，锁销35呈T形，所述吸盘线圈34安装所述锁销35的位置处设有容纳所述锁销35大端的腔体，所述腔体中留有所述锁销35沿轴向活动的间隙，间隙的大小可以为3-4mm，优选为3mm，所述锁销35位于所述腔体外的一端设有环形凸台，所述锁销35上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的一端抵靠在所述环形凸台上，所述第一弹簧的另一端抵靠在所述腔体的外侧，当吸盘线圈34通电时，锁销35受到吸盘线圈34的磁力吸引，克服第一弹簧的弹力，朝向远离动铁芯32-2的方向移动直至离开动铁芯32-2，此时动铁芯32-2可以进行解锁或锁紧动作，当解锁或锁紧完成后，吸盘线圈34断电，锁销35在第一弹簧的弹簧回复力作用下重新***对应的环形锁槽中，将动铁芯32-2定位在解锁或锁紧状态。

所述动铁芯32-2位于所述壳体外的一端套设有第二弹簧，所述第二弹簧的一端抵靠在所述壳体的外侧，所述第二弹簧的另一端抵靠在所述动铁芯32-2端部的环形凸缘上；通过第二弹簧便于牵引线圈32-1断电后动铁芯32-2快速复位。在轨距变换过程中，牵引电磁铁32的动作过程为：首先，吸盘线圈34通电，吸动锁销35克服弹簧力，使锁销35从动铁芯32-2环形锁槽中伸出。锁销35深入动铁芯32-2环形槽3mm，也即锁销35吸合面距离吸盘3mm，3mm气隙内磁力较大，因而可采用微型吸盘。然后，牵引线圈32-1通电，动铁芯32-2带动锁紧销33向锁紧孔41外运动，车轮4解锁。再者，在车轮4横向移动前，先由吸盘线圈34断电，锁销35卡在动铁芯32-2下端环形锁槽内，使动铁芯32-2保持在车轮4解锁位，再牵引线圈32-1断电，这样可避免线圈通电时间较长而烧毁线圈。最后，车轮4完成轨距变换后，吸盘线圈34通电，动铁芯32-2解锁，在第二弹簧回复力作用下向下运动，并带动车轮4锁紧销33向下运动到车轮4轮毂锁紧孔41内，车轮4再次锁紧，吸盘线圈34断电，锁销35卡住动铁芯32-2，避免其在离心力作用下带动车轮4锁紧销33径向运动，而使车轮4解锁。

由于交流电磁铁的使用电压一般为交流220V，工作时温升高，当动铁芯32-2卡住时，电磁铁因电流过大易烧坏，寿命较短。直流电磁铁一般使用24V直流电压，一般不会因动铁芯32-2卡住而烧坏，体积小，使用寿命较长，但启动力比交流电磁铁小。此处因为启动力不大，故采用直流供电。

本发明实施例中，设有该锁紧机构3的变轨距轮对，如图1所示，包括车轮4和车轴5，所述车轮4设于所述车轴5的两端，且与所述车轴5通过花键连接，具体地，车轮4的内周设有内花键，车轴5上设有外花键，车轮4与车轴5通过内花键与外花键配合连接，以将扭矩均匀分布在车轮4的内周，既便于传递扭矩，也便于车轮4沿车轴5滑动实现变轨距。所述车轴5位于所述车轮4外的两端分别支撑在轴箱体7中，由轴箱体7为轮对提供支撑力；本实施例中，车轮4的轮毂分别向车轮4外侧延伸和向车轮4内侧延伸，形成外侧轮毂和内侧轮毂，以方便与其配合的部件安装。

如图2-4所示，并结合图1所示，本实施例，为了便于车轮变轨距，变轨距轮对包括分别设于每个所述车轮4的内侧的所述锁紧机构3和分别设于每个所述车轮4的外侧的横向驱动机构1。

进一步地，横向驱动机构1固定在所述轴箱体7上，所述横向驱动机构1包括电动缸11，所述电动缸11的伸出端用于推动或拉动解锁后的所述车轮4，实现车轮4变换轨距，变轨距完成后，牵引线圈32-1断电，牵引线圈32-1对动铁芯32-2的磁场力消失，动铁芯32-2在外力作用下朝向远离牵引线圈32-1的方向移动，即朝向靠近锁紧孔41的方向移动，并***锁紧孔41中再次锁紧。

通过横向驱动机构1的电动缸11推动或拉动车轮4实现车轮4变换轨距；使得车轮4横移动作更加平稳，可以降低轮轴间的磨耗，提高了变轨距轮对用锁紧机构的可靠性。

本发明的一个具体实施例中，如图4所示，为了便于电动缸11与车轮4连接，所述横向驱动机构1还包括移动盘8，所述移动盘8包括设有中心通孔的盘体和固定安装在所述中心通孔中的轴承，优选为四点角接触球轴承9，所述轴承的内圈固定套设在所述车轮4的外侧轮毂上，保证车轴5在转动时盘体保持相对静止；所述盘体设有与所述电动缸11的伸出端连接的连接孔，电动缸11的伸出端与连接孔固定连接，从而电动缸11的伸出端移动时，能够带动车轮4同步移动。

需要说明的是，由于此处轴承要能承受较大的双向轴向力，而基本不承受径向力，故选用四点角接触球轴承9。

为达到列车400km/h的运行速度，四点角接触球轴承9的极限转速应不小于其中D为车轮4直径(单位：mm)。四点角接触球轴承9宽度(轴向)应保持在45mm左右，其厚度(径向)应在满足条件的前提下越小越好。四点角接触球轴承9不设轴向游系，此外，四点角接触球轴承9主要承受双向轴向力，故要对其内侧和外侧采用双向轴承挡圈91；相应地，移动盘8对应轴承的外圈处设置移动盘挡圈81。

本发明的一个具体实施例中，具体地，为了保证车轮4受力平衡，每个所述横向驱动机构1包括平行固定在所述轴箱体7上的两个所述电动缸11，两个电动缸11分设于车轮4轮毂的两侧，所述盘体的相对两端分别设有所述连接孔，所述电动缸11的伸出端穿过所述连接孔，并利用紧固件将所述电动缸11的伸出端与所述连接孔固定连接，两个连接孔关于盘体的中心通孔中心对称设置，也就是确保施加在车轮4轮盘上的力两侧相等，进而保证车轮4受力平衡。

本发明的一个具体实施例中，所述电动缸11为行星滚柱丝杠电动缸，行星滚柱丝杠副具有滚动体受力截面积大，任何时候都同时受载，无循环交变应力的特点，由于空间的限制此处采用一体式的行星滚柱丝杠电动缸。所述行星滚柱丝杠电动缸的丝杠伸出端设有定位凸台和外螺纹，为防止振动对行星滚柱丝杠电动缸造成影响，所述连接孔中设有橡胶节点，但橡胶节点不能突出到孔外，以免影响电动缸11在横向的动作精度；所述丝杠伸出端穿过所述橡胶节点且所述定位凸台抵靠在所述连接孔的一端面，利用螺母12拧设在所述外螺纹上并使得所述螺母12抵靠在所述连接孔的另一端面，使得两者连接稳固，以确保丝杠伸出端与连接孔连接后，电动缸11与移动盘8没有相对位移，确保车轮4的移动精度。

当轨距由宽变窄时，电动缸11推动移动盘8向远离轴箱体7的方向移动，移动盘8带动车轮4同时移动；实现宽轨距变窄轨距。

当轨距由窄变宽时，电动缸11拉动移动盘8向轴箱体7的方向移动，移动盘8带动车轮4同时移动；实现窄轨距变宽轨距。

本发明的一个具体实施例中，如图1所示，为降低重量，所述盘体设置呈类菱形，所述类菱形的顶角均设置为与相邻侧边过渡连接的弧形，一对所述连接孔分别设于所述盘体上相对的一对顶角处；另一对顶角处由于无需设置连接孔，可以将该对顶角处设置为与盘体的中心通孔的外周相匹配的弧面，以更进一步减轻移动盘8的重量，并节省材料和移动盘8的安装空间。

为避免车轮4移动时车轴5擦伤、降低车轮4移动所需要的力即驱动机构输出功率，这里采用支撑轨在轴箱处支撑的方式使车轮4卸载。因此在地面钢轨两侧需安装一套支撑轨。

变轨线路段，先是支撑轨出现，窄轨线路段钢轨与支撑轨共存一段。然后，钢轨退出，只有支撑轨支撑，在该段完成轨距的变化。接着，宽轨线路段钢轨出现，并与支撑轨共存一段。最后，支撑轨逐渐下降、退出，进入宽轨线路。

支撑轨支撑面距水平面高度与轴箱底部距水平面高度相同，且两端部高度较低，使加载/卸载过程缓慢进行，以避免产生冲击。其外侧有个侧挡结构，防止列车横向运动而滑出支撑面。

轨距变换过程分为车轮4卸载、解锁、横移、锁紧、加载5个过程，这里以从准轨1435mm到宽轨1520mm的轨距变换为例，来说明该有源变轨方案的轨距变换过程。

第一步，车轮4卸载：列车从1435mm轨距运行到变轨线路段时速度降低到15m/s，然后随着列车前进，支撑轨逐渐上升，在支撑轨与轴箱体7接触且运行一小段距离后，准轨钢轨退出，车轮4完全卸载。

第二步，车轮4解锁：安装在地面支撑轨内的设备发出车轮4卸载信号。控制机构给锁紧机构3供电，牵引电磁铁32内部由吸盘线圈34、牵引线圈32-1依次通电，动铁芯32-2解锁并带动车轮4锁紧销33收缩，车轮4解锁。牵引电磁铁32检查到动铁芯32-2处于缩进位时，发出车轮4解锁的信号，控制机构使吸盘线圈34、牵引线圈32-1依次断电，以防线圈长时间通电而烧毁。此时，由锁销35将动铁芯32-2卡在车轮4解锁位。

第三步，轨距变换：控制机构接受到车轮4解锁的信号后，在使吸盘线圈34、牵引线圈32-1依次断电的同时，给行星滚柱丝杠电动缸通电(行星滚柱丝杠电动缸本次通电方向与上次相反，即上次通反向电本次通正向电)。电动缸11推/拉动移动盘8使车轮4到达新的轨距位置。

第四步，车轮4锁紧：电动缸11到达行程位置后发出轨距变化完成信号，接着牵引电磁铁32的吸盘线圈34通电，动铁芯32-2解锁，并在弹簧回复力作用下带动车轮4锁紧销33伸出。当检测设备检测到动铁芯32-2处于伸出位时，发出车轮4锁紧信号，吸盘线圈34断电，锁销35将动铁芯32-2及车轮4锁紧销33锁在车轮4锁紧位，防止其在离心力作用下运动。

第五步，车轮4加载：1520mm轨距钢轨出现，支撑轨逐渐下降，车轮4重新加载；整个变轨过程结束。

由以上实施例可以看出，本发明采用有源变轨距结构，由牵引电磁铁的通断控制动铁芯伸出或收缩，实现车轮锁紧与解锁，无需借助外部设备即可直接实现锁紧与解锁；使得地面变轨设施变得相对简单，成本降低，变轨信号由车辆控制***输出，提高了变轨动作的可靠性和变轨效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变轨距轮对用套筒，其特征在于，包括套筒本体，所述套筒本体包括：

第一套筒，包括第一端盖和第一筒体，所述第一筒体沿所述第一端盖周向朝向所述第一端盖的轴向一侧延伸，所述第一端盖设有轴向通孔；

第二套筒，与所述第一套筒套接，所述第二套筒包括与所述第一筒体的周向一体连接的第二端盖和沿所述第二端盖的周向朝向所述第一筒体的同一侧延伸的第二筒体；

所述第一端盖用于紧固套接在变轨距轮对的车轴上，且位于变轨距轮对的车轮内侧，所述车轮的内侧轮毂用于延伸进所述第一筒体内，并与所述第一筒体滑动配合，所述第一筒体的侧壁设有通孔，用于与所述车轮的内侧轮毂上的锁紧孔配合。

2.根据权利要求1所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述第二筒体的外周套设有防尘盖。

3.根据权利要求2所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述防尘盖包括环形盖体和设于所述环形盖体轴向两端的挡圈，所述环形盖体的内壁设有至少一对电刷；所述第二筒体的外壁设有与所述电刷一一对应的芯片，所述第二筒体沿其轴向间隔设有一对环绕其外周的环形安装槽，所述挡圈的内周分别安装在所述环形安装槽中，通过所述套筒本体转动使得所述芯片与电刷摩擦形成电连接。

4.根据权利要求3所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述第二筒体的外壁设有绝缘橡胶，所述芯片安装在所述绝缘橡胶上，且相邻芯片之间由绝缘橡胶隔开。

5.根据权利要求4所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述芯片的外表面与所述绝缘橡胶的外表面平齐。

6.根据权利要求3所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述环形盖体的外壁设有用于固定所述环形盖***置的吊耳。

7.根据权利要求3所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述防尘盖为分体结构，包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和第二盖体对接形成所述防尘盖，所述第一盖体的两端与所述第二盖体的两端均设有向外延伸的连接块，所述连接块上设有连接孔；所述第一盖体和第二盖体通过连接件连接。

8.根据权利要求7所述的变轨距轮对用套筒，其特征在于，所述电刷包括两对，所述芯片包括两对，其中一对所述电刷设于所述第一盖体上，另一对所述电刷设于所述第二盖体上，两对所述电刷相邻且错开设置。

9.一种变轨距轮对用锁紧机构，其特征在于，包括牵引电磁铁和锁紧销，以及权利要求1-8任一项所述的变轨距轮对用套筒，所述牵引电磁铁固定在所述第二端盖的内侧壁上，所述牵引电磁铁包括牵引线圈和由所述牵引线圈的通断控制移动的动铁芯，所述锁紧销固定连接在所述动铁芯远离所述牵引线圈的一端，所述动铁芯用于带动所述锁紧销穿过所述通孔并伸入或离开所述锁紧孔，用于所述车轮锁紧或解锁。

10.根据权利要求9所述的变轨距轮对用锁紧机构，其特征在于，所述牵引电磁铁还包括壳体，所述壳体固定在所述第二端盖的内侧壁上；

所述牵引电磁铁还包括分别设于所述动铁芯相对两侧的吸盘线圈，和与每个所述吸盘线圈配合的锁销，所述动铁芯的轴向间隔设有两个环形锁槽，所述锁销用于***其中一个所述环形锁槽中，以将所述动铁芯固定在解锁位或锁紧位。