CN112429030A - 一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置及其安装方法，包括扭杆组件和对称设置在扭杆组件两端处的连杆组件和支撑组件，其中扭杆组件包括扭杆轴和对称设置在扭杆轴两端处的扭转臂组合，其中连杆组件设置在扭转臂组合，两个支撑组件分别位于扭杆轴的两个末端，而两个扭转臂组合在扭杆轴上的位置位于两个支撑组件之间，且一个扭转臂组合为不可拆卸地设置在扭杆轴的固定扭转臂，另一个扭转臂组合为可拆卸地固定连接在扭杆轴的活动扭转臂。采用将支撑组件设置在扭转臂组件靠扭杆轴末端的外侧处的外置式安装，解决了现有技术方案安装和拆卸工作量大的问题，且扭杆轴所承受弯矩小，应力水平低，解决了现有技术方案扭杆轴应力水平高、安全性不足的问题。

Description

一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种抗侧滚扭杆装置及其安装方法，具体涉及一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置及其安装方法，属于轨道交通技术范围。

背景技术

轨道车辆转向架包括零部件众多，结构非常紧凑，空间限制是各零部件设计时必须考虑一个重要因素。与不可拆卸的抗侧滚扭杆装置相比，可拆卸的抗侧滚扭杆装置可节省较大的安装空间，从而为其它部件的设计带来更大的自由度，所以应用越来越广泛。所谓可拆卸抗侧滚扭杆装置，是指扭转轴和扭转臂的联接可反复组装和拆卸，这样的好处是扭杆轴可以穿过构架横梁安装，从而节省安装空间。

本申请人之前采用的穿构架横梁安装的抗侧滚扭杆为内置式安装，即支撑部位在扭转臂内侧，如申请号为201910534058.7的发明专利申请的技术方案是目前使用的典型的技术方案，具有以下特征：

1）内置式安装，即支撑部位在扭转臂内侧，具体地说，是置于构架横梁内部；

2）扭杆轴与两端的扭转臂的联接均为可反复组装和拆卸的结构；

3）扭杆轴支撑部位用钢套保护，起耐磨作用；钢套与扭杆轴之间为过盈配合；

4）抗侧滚扭杆装置力的作用点与支撑位置距离较大。

在使用过程中，申请人发现这种设计存在以下技术问题：

1）支撑部分各部件配合关系复杂，安装和拆卸工作量大；

2）扭杆轴与两端的扭转臂均为可拆卸结构，成本高，且降低了抗侧滚扭杆装置整体的可靠性降低；

3）由于抗侧滚扭杆装置力的作用点与支撑位置距离较大，扭杆轴会承受较大的弯矩，扭杆轴支撑位置同时有弯曲和扭转变形，应力水平高，降低了扭杆轴的安全性；

4）钢套为易损易耗件，过盈配合导致更换困难。

另有申请号CN01217561.7，名称为“列车车辆抗侧滚扭杆”的实用新型专利，采用的也是支撑部位位于扭转臂外侧的结构，但仅仅提到是在支承座的端部设置一个端盖，并不涉及到整个支撑部件的整体具体结构。

因此，需要进一步改进。

发明内容

本发明针对当前抗侧滚扭杆装置拆卸不便且安全性能不足的问题，提出了一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置及其安装方法，采用支撑部件外置且一端的扭转臂为可拆卸结构的方式，方便地对扭杆装置进行装拆，且使用过程中可靠性和安全性均高。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，包括扭杆组件和分别对称设置在扭杆组件两端处的连杆组件和支撑组件，其中扭杆组件包括扭杆轴和对称设置在扭杆轴两端处的两个扭转臂组合，其中连杆组件设置在扭转臂组合，两个支撑组件分别位于扭杆轴的两个末端，而两个扭转臂组合在扭杆轴上的位置位于两个支撑组件之间，且一个扭转臂组合为不可拆卸地固定设置在扭杆轴的固定扭转臂，另一个扭转臂组合为通过固定结构可拆卸地固定连接在扭杆轴的活动扭转臂。

进一步地，活动扭转臂与扭杆轴之间圆锥直线花键联接，固定结构设置在活动扭转臂的一侧处以将活动扭转臂锁紧固定在扭杆轴。

进一步地，固定结构包括垫板、碟形弹簧和锁紧螺母，其中碟形弹簧为同向设置的两个。

进一步地，活动扭转臂靠扭杆轴端部的一侧处设有环形缺口，垫板为与环形缺口相配合的凹型环状。

进一步地，扭杆组件还包括设置在扭杆轴两个末端处的耐磨钢套、挡块和螺栓，且扭杆轴与耐磨钢套间过渡配合，在扭杆轴的两个末端都设有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将耐磨钢套和挡块固定在扭杆轴末端。

进一步地，耐磨钢套为一端开口、一端底部有通孔的中空圆筒状，且耐磨钢套外侧周面靠近两端边缘处的位置均设有密封槽；挡块为带通孔的T型环状，且且T型凸起部分伸入***耐磨钢套的通孔内。

进一步地，支撑组件包括支撑盒和设置在支撑盒内部的支撑衬套，支撑盒与支撑衬套间过盈配合。

进一步地，支撑衬套为圆筒状，由外到内依次包括金属层、橡胶层和PET层。

一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置的安装方法，用热套的方法装配扭杆轴和固定扭转臂，在构架横梁的两端处设置缓冲套，将扭杆轴依次穿过缓冲套、构架横梁和缓冲套，然后在扭杆轴上依次装配活动扭转臂、固定结构和耐磨钢套、挡块、螺栓；在耐磨钢套的密封槽内放置密封圈，将扭杆组件端部装配入支撑组件。

进一步地，用螺栓将支撑组件固定到支撑组件安装座以将扭杆装置固定，再装配连杆组件，其中用于固定扭杆装置的支撑组件安装座集成到抗蛇形减震器安装座的支架上。

本发明的有益效果是：

1. 本发明采用将支撑组件设置在扭转臂组件靠扭杆轴末端的外侧处的外置式安装，解决了现有技术方案安装和拆卸工作量大的问题，且扭杆轴所承受弯矩小，应力水平低，解决了现有技术方案扭杆轴应力水平高、安全性不足的问题。

2. 本发明采用将扭杆轴一端处的扭转臂组件设置成过盈固定配合、另一端可拆卸配合的方式，解决了现有技术方案两端均为可拆卸结构带来的成本高而可靠性不高的问题。

3. 本发明的耐磨钢套与扭杆轴之间过渡配合，装配和拆卸简单，由于耐磨钢套为易损易耗件，过渡配合结构边于后期的更换。

附图说明

图1为实施例一扭杆装置整体及安装示意图；

图2为实施例一扭杆组件结构示意图；

图3为图2局部放大示意图；

图4为实施例一支撑盒示意图；

图5为实施例一支撑组件剖视示意图；

图6为实施例一扭杆装置安装示意图；

图7为实施例一外置式结构中扭杆轴弯矩示意图；

图8为当前内置式结构中扭杆轴弯矩示意图；

图中：1.扭杆组件，11.扭杆轴，12.固定扭转臂，13.垫板，14.碟形弹簧，15.锁紧螺母，16.活动扭转臂，17.耐磨钢套，171.密封槽，18.挡块，19.螺栓，2.支撑组件，21.支撑组件安装座，22.支撑盒，23.支撑衬套，3.连杆组件，4.构架横梁，41.缓冲套，5.抗蛇形减震器安装座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例一

一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，如图1所示，包括扭杆组件1、支撑组件2和连杆组件3，其中扭杆组件1从构架横梁4中穿过，支撑组件2位于扭杆组件1的两个最末端处，采用支撑组件2的外置式结构，当连杆组件3连接到扭杆组件1上后，连杆组件3位于两个支撑组件2之间的内侧处，此时，如图7所示，支撑组件2中心与连杆组件3的垂向连杆轴线横向间距L1比较小，因此，扭杆组件1的扭杆轴11所承受的弯矩非常小，总的应力水平更低，安全性更高。如图8所示，目前常用的支撑组件2内置式的扭杆装置中，支撑组件2中心与连杆组件3的垂向连杆轴线横向间距L2与外置式结构的L1相比大很多，而这种横向间距越大，扭杆轴11收到的附加弯矩越大。因此，本实施例中的外置式结构大大提高了扭杆装置的使用寿命。同时，如图1所示，用来固定支撑组件2的支撑组件安装座21被集成到车辆上抗蛇形减震器安装座5的支架上，在抗蛇形减震器安装座5的支架凸台处设置与支撑组件2配对的螺孔，用螺栓将支撑组件2锁紧到支架上，即可将扭杆装置进行固定，不需要增加额外的安装空间，满足轨道车辆结构紧凑的要求。

如图2所示，扭杆组件1包括扭杆轴11和以不同方式设置在扭杆轴11两端处的两个扭转臂组合，其中一端的扭转臂组合为不可拆卸过盈配合连接有固定扭转臂12、另一端的扭转臂组合为通过固定结构可拆卸连接的活动扭转臂16，在扭杆轴11的两个末端处均设有耐磨钢套17、挡块18和螺栓19，其中耐磨钢套17为一端开口、另一端底部中心有通孔的中空圆筒状，挡块18为带通孔的T型环状，扭杆轴11的两个端部处都设有螺孔，耐磨钢套17过渡配合在扭杆轴11末端，挡块18的T型凸起部分伸入耐磨钢套17的通孔内，螺栓19穿过挡块18和耐磨钢套17后拧入扭杆轴11的螺孔，将耐磨钢套17固定在扭杆轴11末端，通过耐磨钢套17对扭杆轴11提供保护。如图3所示，耐磨钢套17外侧周面靠近两端的边缘处均设有密封槽171。由于在扭杆装置的工作过程中，耐磨钢套17为易损易耗件，需要多次更换，因此，耐磨钢套17与扭杆轴11之间的过渡配合装配和拆卸简单，便于后期更换。

活动扭转臂16与扭杆轴11圆锥直线花键联接，固定结构包括垫板13、碟形弹簧14和锁紧螺母15，由垫板13、碟形弹簧14和锁紧螺母15形成的固定结构将活动扭转臂16锁紧固定在扭杆轴11上。活动扭转臂16靠近扭杆轴11端部的侧面设有环形缺口，垫板13为与所述环形缺口配合的凹型环状，其中心设有通孔。扭杆轴11与活动扭转臂16配合的部分整体为锥形，靠近端部的位置直径稍小，活动扭转臂16 圆锥直线花键联接到扭杆轴11表面后，垫板13套住其环形缺口，碟形弹簧14抵住垫板13，扭杆轴11与锁紧螺母15配合的外周面设有外螺纹，将锁紧螺母15锁在扭杆轴11表面后将活动扭转臂16进行固定。本实施例中，碟形弹簧14采用同向安装的两个，防止锁紧螺母15出现松动。通过在扭杆轴11上采用一端为固定扭转臂12、另一端为活动扭转臂16的方式，在拆装时仅拆装活动扭转臂16一端即可，降低了固定端的安装难度和工作量，同时还能提高其性能和可靠性，从而降低了整个扭杆装置的成本，且提高其可靠性。

如图4和图5所示，支撑组件2包括支撑盒22和支撑衬套23，支撑盒衬套23过盈配合与支撑盒22内，支撑盒22上有用于与支撑组件安装座21是的螺孔配合的通孔，以将支撑组件2固定在支撑组件安装座21上。支撑衬套23为圆筒状，包括最外的金属层、中间的橡胶层和内部的PET层。将扭杆组件1两端与支撑组件2装配后，支撑衬套23与耐磨钢套17接触，在扭杆装置的工作过程中耐磨钢套17与支撑衬套23间会产生摩擦，而由于PET具有摩擦系数小及耐磨的特征，可增加摩擦副的寿命。

上述穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置的安装方法如下：如图6所示，将支撑衬套23过盈压入支撑盒22内装配支撑组件2，用热套的方法装配扭杆轴11和固定扭转臂12，在构架横梁4的两端处各设置一个缓冲套41，其中缓冲套41为带通孔的T型结构，采用弹性材料，其T型凸台处伸入构架横梁内，防止扭杆组件1横向窜动。活动扭转臂16端的扭杆轴11依次穿过缓冲套41、构架横梁4和缓冲套41。在伸出的扭杆轴11端依次装配活动扭转臂16、垫板13、碟形弹簧14和锁紧螺母15，将活动扭转臂16进行固定。在扭杆轴11末端装配耐磨钢套17、挡块18和螺栓19，在耐磨钢套17的密封槽171处放置O型密封圈，再将扭杆组件1装配入支撑组件2内，耐磨钢套17两端处密封槽171内的O型密封圈能够防止灰尘等异物进入耐磨钢套17与支撑衬套23之间的接触面，避免对接触面造成腐蚀和磨损，提高扭杆装置的使用寿命。最后用螺栓将支撑组件2固定到支撑组件安装座21上，装配连杆组件3，即完成整个扭杆装置的装配。整个操作过程简单方便，极大地满足了轨道车辆设计紧凑的要求。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，包括扭杆组件（1）和分别对称设置在扭杆组件（1）两端处的连杆组件（3）和支撑组件（2），其中扭杆组件（1）包括扭杆轴（11）和对称设置在扭杆轴（11）两端处的两个扭转臂组合，其中连杆组件（3）设置在扭转臂组合，其特征在于：两个支撑组件（2）分别位于扭杆轴（11）的两个末端，而两个扭转臂组合在扭杆轴（11）上的位置位于两个支撑组件（2）之间，且一个扭转臂组合为不可拆卸地固定设置在扭杆轴（11）的固定扭转臂（12），另一个扭转臂组合为通过固定结构可拆卸地固定连接在扭杆轴（11）的活动扭转臂（16）。

2.如权利要求1所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：活动扭转臂（16）与扭杆轴（11）之间圆锥直线花键联接，固定结构设置在活动扭转臂（16）的一侧处以将活动扭转臂（16）固定在扭杆轴（11）。

3.如权利要求2所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：固定结构包括垫板（13）、碟形弹簧（14）和锁紧螺母（15），其中碟形弹簧（14）为同向设置的两个。

4.如权利要求3所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：活动扭转臂（16）靠扭杆轴（11）端部的一侧处设有环形缺口，垫板（13）为与环形缺口相配合的凹型环状。

5.如权利要求1所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：扭杆组件（1）还包括设置在扭杆轴（11）两个末端处的耐磨钢套（17）、挡块（18）和螺栓（19），且扭杆轴（11）与耐磨钢套（17）间过渡配合，在扭杆轴（11）的两个末端都设有螺纹孔，螺栓（19）穿过螺纹孔将耐磨钢套（17）和挡块（18）固定在扭杆轴（11）末端。

6.如权利要求5所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：耐磨钢套（17）为一端开口、一端底部有通孔的中空圆筒状，且耐磨钢套（17）外侧周面靠近两端边缘处的位置均设有密封槽（171）；挡块（18）为带通孔的T型环状，且且T型凸起部分伸入***耐磨钢套（17）的通孔内。

7.如权利要求1所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：支撑组件（2）包括支撑盒（22）和设置在支撑盒（22）内部的支撑衬套（23），支撑盒（22）与支撑衬套（23）间过盈配合。

8.如权利要求7所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置，其特征在于：支撑衬套（23）为圆筒状，由外到内依次包括金属层、橡胶层和PET层。

9.一种如权利要求1所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置的安装方法，其特征在于：用热套的方法装配扭杆轴（11）和固定扭转臂（12），在构架横梁（4）的两端处设置缓冲套（41），将扭杆轴（11）依次穿过缓冲套（41）、构架横梁（4）和缓冲套（41），然后在扭杆轴（11）上依次装配活动扭转臂（16）、固定结构和耐磨钢套（17）、挡块（18）、螺栓（19）；在耐磨钢套（17）的密封槽（171）内放置密封圈，将扭杆组件（1）端部装配入支撑组件（2）。

10.如权利要求9所述的穿横梁安装的外置式抗侧滚扭杆装置的安装方法，用螺栓将支撑组件（2）固定到支撑组件安装座（21）以将扭杆装置固定，再装配连杆组件（3），其中用于固定扭杆装置的支撑组件安装座（21）集成到抗蛇形减震器安装座（5）的支架上。

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