CN115230769A - 一种变轨距机车轮对用轴箱装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变轨距机车轮对用轴箱装置，涉及机车生产制造技术领域。该变轨距机车轮对用轴箱装置包括：轴箱梁，所述轴箱梁的内壁沿其轴向方向设置有多个锁紧槽；轴箱体，设置于所述轴箱梁内，所述轴箱体的外壁设置有锁紧凸起；滑移机构，至少部分设置于所述轴箱体内并穿设于所述变轨距机车轮对的车轮，所述变轨距机车轮对的车轴穿设于所述滑移机构；轴箱轴承，套设于所述滑移机构的外部并设置于所述滑移机构和所述轴箱体之间；其中，所述滑移机构配置为带动所述车轮、所述轴箱轴承及所述轴箱体沿所述车轴的轴向方向移动，使所述锁紧凸起选择性与多个所述锁紧槽之一相卡接，用于变换轨距。该变轨距机车轮对用轴箱装置结构简单，可靠性高。

Description

一种变轨距机车轮对用轴箱装置

技术领域

本发明总体来说涉及机车生产制造技术领域，具体而言，涉及一种变轨距机车轮对用轴箱装置。

背景技术

在目前经济发展的背景下，跨国间的客货运输在近年来增长迅速，然而各国铁路的轨距不同，各个国家的实际轨距与本国的标准轨距存在差异，从而给跨国间的铁路运输造成严重的阻碍。

针对各国铁路的轨距不同的情况，现有采用变轨距转向架，以解决跨国间的铁路运输造成阻碍的问题。机车通过改变自身轮对上的车轮之间的间距，来适应其他国家铁路的轨距，无需更换适应新轨距的转向架后才能继续运营，人力、物力成本降低，经济快速，运营效率高。但是，现有变轨距转向架的锁紧机构结构复杂，生产成本比较大，且可靠性比较差，使用寿命降低，成为了阻碍变轨距列车发展的制约因素。

发明内容

本发明提供的变轨距机车轮对用轴箱装置，结构简单，可靠性高。

根据本发明的一个方面，提供了一种变轨距机车轮对用轴箱装置，用于对变轨距机车轮对进行变轨距，所述变轨距机车轮对用轴箱装置包括：

轴箱梁，所述轴箱梁的内壁沿其轴向方向设置有多个锁紧槽；

轴箱体，设置于所述轴箱梁内，所述轴箱体的外壁设置有锁紧凸起；

滑移机构，至少部分设置于所述轴箱体内并穿设于所述变轨距机车轮对的车轮，所述变轨距机车轮对的车轴穿设于所述滑移机构；

轴箱轴承，套设于所述滑移机构的外部并设置于所述滑移机构和所述轴箱体之间；

其中，所述滑移机构配置为带动所述车轮、所述轴箱轴承及所述轴箱体沿所述车轴的轴向方向移动，使所述锁紧凸起选择性与多个所述锁紧槽之一相卡接，用于变换轨距。

在其中一些实施方式中，所述滑移机构包括：

滑移套筒，所述滑移套筒分别穿设于所述轴箱轴承和所述车轮；

花键毂，套设于所述车轴的外部并设置于所述滑移套筒内，在所述花键毂朝向所述滑移套筒的一侧设置有花键；

花键，设置于所述花键毂上并设置于所述花键毂和所述滑移套筒之间。

在其中一些实施方式中，所述花键毂和所述滑移套筒彼此靠近的一侧分别设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽正对设置并用于容纳所述花键，所述第一凹槽和所述第二凹槽沿所述车轴的轴向方向延伸。

在其中一些实施方式中，所述滑移机构包括滚针组件，所述滚针组件包括：

滚针保持架，套设于所述车轴的外部并设置于所述车轴和所述滑移套筒之间；

滚针体，设置于所述滚针保持架靠近所述滑移套筒的一侧。

在其中一些实施方式中，所述滚针组件的数量为两个，两个所述滚针组件分别对应所述车轮和所述轴箱轴承设置。

在其中一些实施方式中，所述轴箱梁设置有轴孔，所述锁紧槽设置于所述轴孔的内壁；

其中，沿所述车轴的径向方向，所述轴孔和所述轴箱体之间设置有活动间隙。

在其中一些实施方式中，所述轴孔设置有竖直部，所述竖直部用于限制所述轴箱体转动。

在其中一些实施方式中，还包括：

端盖，罩设于所述车轴端部的外部并连接于所述轴箱梁；

限位轴承，设置于所述端盖内，所述限位轴承套设于所述车轴的外部并设置于所述车轴和端盖之间。

在其中一些实施方式中，所述端盖内设置有轴承安装座，所述轴承安装座用于安装并限位所述限位轴承；

其中，所述限位轴承被配置为能够相对于所述轴承安装座沿所述车轴的径向方向移动。

本发明的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供的变轨距机车轮对用轴箱装置，通过设置所述轴箱梁的内壁沿其轴向方向设置有多个锁紧槽。轴箱体设置于所述轴箱梁内，所述轴箱体的外壁设置有锁紧凸起，相当于在轴向梁和轴箱体彼此靠近的一侧通过锁紧凸起和锁紧槽锁紧，起到沿车轴轴向方向定位和锁止的作用。由于轴箱梁能够对应与轴箱体配合传递沿车轴轴向方向的作用力，能够承担载荷比较大，可以满足大功率、大轴重机车的强度使用需求。

在机车或者车辆运行过程时，锁紧凸起卡接于锁紧槽，卡接配合共同传递沿车轴轴向方向的作用力，保证车轮的承载效果；在机车或者车辆轨距切换时，所述滑移机构配置为带动所述车轮、所述轴箱轴承及所述轴箱体沿所述车轴的轴向方向移动，实现车轮解锁。此时，锁紧凸起不再卡接于锁紧槽，锁紧凸起脱离锁紧槽，不能实现传递沿车轴轴向方向的作用力，实现车轮的卸载效果。在整个切换过程中通过轴箱梁和轴箱体配合就能实现解锁和锁紧，结构简单，生产成本低，可以实现精确切换机车转向架轮对的轨距，满足了机车的变轨距需求，可靠性高。

通过设置轴箱轴承套设于所述滑移机构的外部并设置于所述滑移机构和所述轴箱体之间，轴箱轴承可随滑移机构的移动而移动，通过滑移机构至少部分设置于所述轴箱体内并穿设于所述变轨距机车轮对的车轮，使滑移就可以同时带动车轮和轴箱体的移动，从而可以实现轮对轨距的切换。由于车轮和轴箱体同时安装于滑移机构上，保证车轮和轴箱体移动的同步性，从而保证轨距切换的准确性和可靠性。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

其中：

图1示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置的剖视图；

图2示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中轴箱梁的结构示意图一；

图3示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中轴箱梁的结构示意图二；

图4示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中轴箱体的结构示意图；

图5示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中轴箱轴承的结构示意图；

图6示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中限位轴承的结构示意图；

图7示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中端盖的结构示意图；

图8示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中滑移套筒的结构示意图一；

图9示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中滑移套筒的结构示意图二；

图10示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中花键毂和花键配合的结构示意图

图11示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中花键毂的结构示意图；

图12示出的是本发明一实施例的变轨距机车轮对用轴箱装置中滚针组件的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、轴箱梁；2、轴箱体；3、滑移机构；4、轴箱轴承；6、端盖；7、限位轴承；100、车轮；200、车轴；

11、锁紧槽；12、轴孔；13、竖直部；

21、锁紧凸起；

31、滑移套筒；311、第一凹槽；32、花键毂；321、第二凹槽；33、花键；34、滚针组件；341、滚针保持架；342、滚针体。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本实施例提供了一种变轨距机车轮对用轴箱装置，如图1所示，该变轨距机车轮对用轴箱装置用于对变轨距机车轮对进行变轨距。其中，变轨距机车轮对包括车轴200和车轮100，车轴200穿设于车轮100。

需要特别说明的是，车轮100的数量为两个，两个车轮100对称设置于车轴200的两端，两个变轨距机车轮对用轴箱装置对称设置于车轴200两侧的轴端位置，不占用车轮100内侧的空间，节省占地空间，满足有动力轮对特别是大功率重载机车轮对内侧的结构布置需求，同时满足无动力轮对的变轨需求。此时利用车轮100内侧空间可用来布置有动力轮对的电机、齿轮箱及抱轴箱装备等驱动装置，也可用来布置无动力轮对的轴盘制动装置等，空间布置合理，空间利用率高。

可以理解的是，车轴200穿设于车轮100和变轨距机车轮对用轴箱装置，变轨距机车轮对用轴箱装置用于车轮100沿车轴200的轴向方向变轨距，以实现轮对内侧距的变换。

可以理解的是，轨道交通机车或车辆进行轨距变换最为关键的一环就是轮对内侧距的切换，变轨距机车轮对用轴箱装置是变轨距转向架用轮对实现轮对内侧距切换、保证变轨精确的最核心部件。利用变轨距机车轮对用轴箱装置，可以解决各国铁路的轨距不同对跨国间的铁路运输造成阻碍的问题，即通过调解车轮100内侧距，来适应其他国家铁路的轨距。

如图1-图4所示，该变轨距机车轮对用轴箱装置包括轴箱梁1、轴箱体2、滑移机构3及轴箱轴承4，轴箱梁1的内壁沿其轴向方向设置有多个锁紧槽11。轴箱体2设置于轴箱梁1内，轴箱体2的外壁设置有锁紧凸起21。滑移机构3至少部分设置于轴箱体2内并穿设于变轨距机车轮对的车轮100，变轨距机车轮对的车轴200穿设于滑移机构3。轴箱轴承4套设于滑移机构3的外部并设置于滑移机构3和轴箱体2之间。其中，滑移机构3配置为带动车轮100、轴箱轴承4及轴箱体2沿车轴200的轴向方向移动，使锁紧凸起21选择性与多个锁紧槽11之一相卡接，用于变换轨距。

本实施例提供的机车轮对变轨装置，通过设置轴箱梁1的内壁沿其轴向方向设置有多个锁紧槽11。轴箱体2设置于轴箱梁1内，轴箱体2的外壁设置有锁紧凸起21，相当于在轴箱梁1和轴箱体2彼此靠近的一侧通过锁紧凸起21和锁紧槽11锁紧，起到沿车轴200轴向方向定位和锁止的作用。由于轴箱梁1能够对应与轴箱体2配合传递沿车轴200轴向方向的作用力，能够承担载荷比较大，可以满足大功率、大轴重机车的强度使用需求。

在机车或者车辆运行过程时，锁紧凸起21卡接于锁紧槽11，卡接配合共同传递沿车轴200轴向方向的作用力，保证车轮100的承载效果；在机车或者车辆轨距切换时，滑移机构3配置为带动车轮100、轴箱轴承4及轴箱体2沿车轴200的轴向方向移动，实现车轮100解锁。此时，锁紧凸起21不再卡接于锁紧槽11，锁紧凸起21脱离锁紧槽11，不能实现传递沿车轴200轴向方向的作用力，实现车轮100的卸载效果。在整个切换过程中通过轴箱梁1和轴箱体2配合就能实现解锁和锁紧，结构简单，生产成本低，可以实现精确切换机车转向架轮对的轨距，满足了机车的变轨距需求，可靠性高。

可以理解的是，锁紧槽11的数量与轨距的数量相匹配和适应。具体地，如果轨距的数量为两个，则锁紧槽11的数量也为两个。其中，两个轨距可以分别称之为宽轨距和窄轨距，当在宽轨距时，锁紧凸起21对应卡接于位于外侧的锁紧槽11；在窄轨距时，锁紧凸起21对应卡接于位于内侧的锁紧槽11。

通过设置轴箱轴承4套设于滑移机构3的外部并设置于滑移机构3和轴箱体2之间，轴箱轴承4可随滑移机构3的移动而移动，通过滑移机构3至少部分设置于轴箱体2内并穿设于变轨距机车轮对的车轮100，使滑移机构3就可以同时带动车轮100和轴箱体2的移动，从而可以实现轮对轨距的切换。由于车轮100和轴箱体2同时安装于滑移机构3上，保证车轮100和轴箱体2移动的同步性，从而保证轨距切换的准确性和可靠性。

由于现有的变轨距机构中，一般均设置复杂的解锁或锁紧装置，在通过地面变轨装置时，与地面变轨装置上的解锁和锁紧轨道相配合才能完成解锁和锁紧，结构复杂，变轨流程繁琐，可靠性差，经常出现无法锁紧和解锁的情况，对地面变轨装置的要求较高，成为了阻碍变轨距列车发展的制约因素。

但是，本实施例提供的变轨距机车轮对用轴箱装置将变轨过程简化为车轮100卸载解锁、轨距切换、车轮100承载锁紧三个过程，相当于车轮100解锁与车轮100卸载过程同步进行、同步完成，车轮100锁紧与车轮100承载过程同步进行、同步完成，在整个变轨过程不需要地面变轨装置布置解锁轨和锁紧轨，且取消了变轨距过程中复杂的解锁和锁紧程序，简化了变轨过程，节省了地面变轨装置的设计和制造成本。

在一个实施例中，如图1-图3所示，轴箱梁1为机车轮对变轨装置主要的承载部件，主要承担机车载荷以及进行横向力传递。在轴箱梁1的内圈设置有锁紧槽11，锁紧槽11卡接于轴箱体2的锁紧凸起21，实现轴箱梁1和轴箱体2之间的锁紧固定。

其中，锁紧槽11和锁紧凸起21为锥形结构，在锁紧槽11和锁紧凸起21的配合作用下，实现轴箱梁1和轴箱体2之间沿车轴200轴向方向定位作用，并在机车或车辆运行过程中传递轴向作用力。

需要特别说明的是，锁紧槽11和锁紧凸起21的横截面为锥形结构，锁紧槽11的大口端朝向轴箱体2设置，锁紧凸起21的小口端朝向轴箱梁1设置。

通过锁紧槽11的大口端朝向轴箱体2设置，锁紧槽11的大口端为锁紧凸起21提供进入锁紧槽11内提供充足的入口空间。通过锁紧凸起21的小口端朝向轴箱梁1设置，相当于锁紧凸起21刚进入锁紧槽11的部分尺寸比较小，便于锁紧凸起21嵌入锁紧槽11内。由于锁紧槽11和锁紧凸起21的横截面为锥形结构，当锁紧凸起21完全卡接于锁紧槽11内时，卡接的稳定性好。

需要特别说明的是，在轴箱梁1的外部设置有第一安装接口和第二安装接口，第一安装接口用于安装一系悬挂装置，第二安装接口用于安装轴箱拉杆。其中，第一安装接口可根据机车或车辆的整车参数、应用需求进行调整，可布置双侧弹簧座，也可将弹簧座布置于轴箱梁1顶部，形成转臂式轴箱；也可以布置一系垂向减振器，也可将一系垂向减振器布置于轴箱盖，结构调整灵活多样，目前市场上的多种轴箱型式均可替代。

在一个实施例中，如图1-图3所示，轴箱梁1设置有轴孔12，锁紧槽11设置于轴孔12的内壁。其中，沿车轴200的径向方向，轴孔12和轴箱体2之间设置有活动间隙。

通过在轴箱梁1设置有轴孔12，轴孔12用于容纳轴箱体2，以为轴箱体2提供安装位置。通过轴孔12和轴箱体2之间在沿车轴200的径向方向设置有活动间隙，以为轴箱体2提供可移动的活动空间。具体地，当轴箱体2沿车轴200的径向方向并朝远离锁紧槽11的方向运动，使锁紧凸起21和锁紧槽11相互脱离，以实现车轮100卸载过程；当轴箱体2沿车轴200的径向方向并朝靠近锁紧槽11的方向运动，使锁紧凸起21和锁紧槽11相互卡接，以实现车轮100承载过程。

在一个实施例中，如图1-图3所示，轴孔12设置有竖直部13，竖直部13用于限制轴箱体2转动。

通过轴孔12设置有竖直部13，轴孔12并不是圆孔结构，轴孔12类似于长圆孔或者腰形孔结构。竖直部13也可以称之为竖直挡边或者传力限位挡边，主要有以下作用：第一，竖直部13起到限位的作用，在机车正常运行过程中，保证轴箱梁1与轴箱体2之间不发生相对转动，从而确保锁紧凸起21与相对应的锁紧槽11不会因发生相位变化而导致变轨距机车轮对用轴箱装置失效，以保证变轨距机车轮对用轴箱装置的可靠性；第二，保证车轮100在解锁之后，轴箱体2不发生转动，从而确保轴箱梁1和轴箱体2中锁紧凸起21与相对应的锁紧槽11不会因发生相位变化导致变轨过程失效；第三，在机车或车辆运行过程中，利用竖直部13传递沿车轴200径向方向的作用力。

在一个实施例中，如图1和图4所示，轴箱体2为机车轮对变轨装置主要的承载部件，主要承担机车载荷以及进行横向力传递的关键零件，在轴箱体2外部的上部设置锁紧凸起21，锁紧凸起21和轴箱梁1的锁紧槽11相互配合传递沿车轴200轴向方向的作用力。在轴箱体2的外部有与轴箱梁1的竖直部13相配合的抵挡部，用于传递沿车轴200径向方向的作用力。

在一个实施例中，如图1和图5所示，机车轮对变轨装置还包括轴箱轴承4，在轴箱体2的内部设置有安装孔，轴箱轴承4设置于安装孔内，安装孔为轴箱轴承4提供安装位置，轴箱轴承4套设于车轴200的外部并设置于车轴200和轴箱体2之间，保证在机车正常工作过程中车轴200转动的顺畅性。

需要特别说明的是，轴箱轴承4可以是双列圆锥滚子轴承，也可以是双列圆柱滚子轴承，或者其他起到相同承载作用的轴承。

需要特别说明的是，在轨距变换时轴箱轴承4的位置固定不变，且轴箱轴承4的中心线始终与轴箱体2和轴箱梁1的承载中心重合，在多种轨距下均不偏载，保证轴箱轴承4的寿命和可靠性。另外，轴箱轴承4的选型相对容易，可选用现有机车或车辆的轴箱轴承4，无需重新开发，就地取材，节省生产成本。

在一个实施例中，如图1和图6-图7所示，该用于变轨距转向架轮对还包括限位轴承7和端盖6，端盖6罩设于车轴200端部的外部并连接于轴箱梁1，限位轴承7设置于端盖6内，限位轴承7套设于车轴200的外部并设置于车轴200和端盖6之间。

其中，限位轴承7具体为圆锥滚子轴承，限位轴承7的数量为两个，即两个圆锥滚子轴承安装于车轴200的轴端。通过限位轴承7设置于端盖6内，限位轴承7套设于车轴200的外部并设置于车轴200和端盖6之间，端盖6起到安装限位轴承7的作用。

需要特别说明的是，该用于变轨距转向架轮对还包括轴端压盖，轴端压盖设置于车轴200的端部，轴端压盖和端盖6分别抵接于限位轴承7沿车轴200轴向方向的两端。在轴端压盖和端盖6的压紧作用下，实现对限位轴承7的限位，使其中一侧变轨距机车轮对用轴箱装置沿车轴200轴向方向的作用力通过车轴200传递至另一侧变轨距机车轮对用轴箱装置，从而保证机车在运行过程中轮对内侧距保持不变。利用这种机械结构保证变轨位置准确，从而实现变轨过程的精准性和可靠性。

需要特别说明的是，轴端压盖和车轴200之间可以通过螺栓相连接，即螺栓分别穿设于轴端压盖和车轴200。

在一个实施例中，如图1和图6-图7所示，端盖6内设置有轴承安装座，轴承安装座位长圆孔结构，轴承安装座用于安装限位轴承7，限位轴承7被配置为在轴承安装座内沿车轴200的径向方向移动。

通过端盖6内设置有轴承安装座，轴承安装座起到安装限位轴承7的作用。由于锁紧凸起21和锁紧槽11在解锁和锁紧过程中车轴200需要带动限位轴承7移动，通过轴承安装座为长圆孔结构，长圆孔结构为限位轴承7提供沿车轴200径向方向的活动空间。

在一个实施例中，轴承安装座内壁设置有竖直挡边，竖直挡边抵接于限位轴承7的外圈，用于限位限位轴承7。在限位轴承7沿车轴200径向方向上下移动时，轴承安装座内壁的竖直挡边始终与限位轴承7的外圈接触，起到限位和止挡的作用。

在一个实施例中，如图1和图8-图11所示，滑移机构3包括滑移套筒31、花键毂32及花键33，滑移套筒31分别穿设于轴箱轴承4和车轮100，花键毂32套设于车轴200的外部并设置于滑移套筒31内，在花键毂32朝向滑移套筒31的一侧设置有花键33。花键33设置于花键毂32上并设置于花键毂32和滑移套筒31之间。

其中，滑移套筒31为主要的滑移和传扭机构，通过滑移套筒31穿设于轴箱轴承4和车轮100，滑移套筒31能够带动轴箱轴承4和车轮100沿车轴200的轴向方向移动，实现车轮100变轨过程。具体地，在滑移套筒31的外部设置有车轮安装接口，车轮安装接口用于安装车轮100，在滑移套筒31的外部设置有轴承安装接口，轴承安装接口用于安装轴箱轴承4。通过花键毂32套设于车轴200的外部并设置于滑移套筒31内，花键毂32起到承载花键33的作用，花键毂32与车轴200过盈配合，以保证花键毂32和车轴200之间的固定效果，通过花键33设置于花键毂32和滑移套筒31之间，花键33起到在正常工作过程中传递扭矩的同时，还保证在变轨过程中滑动的顺畅性。

需要特别说明的是，花键毂32需要经过特殊的工艺处理，使花键毂32满足强度需求，此时车轴200无需进行特殊强化，加工工艺与现有机车车轴200的加工工艺完全相同，且花键毂32可视使用情况及时进行更换，更换成本较低，无需更换车轴200，车轴200可满足全寿命周期内使用。

需要特别说明的是，花键33可用渐开线花键、矩形花键等多种花键形式代替，且可以根据需要与滑移套筒31为整体结构，并与花键毂32配合传扭，也可以花键33与花键毂32做成一体，与滑移套筒31配合传递扭矩。

在一个实施例中，花键毂32和滑移套筒31彼此靠近的一侧分别设置有第一凹槽311和第二凹槽321，第一凹槽311和第二凹槽321正对设置并用于容纳花键33，第一凹槽311和第二凹槽321沿车轴200的轴向方向延伸。

通过花键毂32和滑移套筒31彼此靠近的一侧分别设置有第一凹槽311和第二凹槽321，第一凹槽311和第二凹槽321共同起到安装和容纳花键33的作用，花键33分别卡接于第一凹槽311和第二凹槽321，在正常工作过程中可以传递扭矩。通过第一凹槽311和第二凹槽321沿车轴200的轴向方向延伸，保证在变轨过程中沿车轴200轴向方向滑动的顺畅性。

在一个实施例中，如图1和图12所示，滑移机构3还包括滚针组件34，滚针组件34包括滚针保持架341和滚针体342，滚针保持架341设置于车轴200和滑移套筒31之间。滚针体342设置于滚针保持架341上并设置于滚针保持架341和滑移套筒31之间。

可以理解的是，滚针保持架341和滚针体342是车轮100与车轴200之间承受沿车轴200径向方向载荷的主要部件，例如各个悬挂***的质量、轮轨垂向冲击力等。通过滚针保持架341设置于车轴200和滑移套筒31之间，滚针保持架341为滚针体342提供承载位置，相应地，在滑移套筒31的内部设置有滚道，以为滚针体342提供容纳空间。在滚针保持架341和滚针体342的相互配合作用下，在轨距切换时能够随车轮100沿车轴200的轴向方向移动，保证滚针保持架341的中心始终与车轮100踏面滚动圆重合，使整个滚针组件34不偏载，且在车轮100滑移时无卡滞，进一步保证滑移机构3在变轨过程中的顺畅性。

需要特别说明的是，滚针组件34承受沿车轴200径向方向的载荷，与滑动轴承相比，承载能力强，占用空间小，在变轨过程中车轮100卡滞风险减小，但根据技术方案需要，在一些其他实施例中，也可以将滚针组件34替换为滑动轴承。

需要特别说明的是，在一些其他实施例中，滚针组件34还可以用滚针轴承或滑动轴承来代替。

在一个实施例中，该滚针组件34还包括限位座，限位座套设于车轴200的外部并设置于车轴200和滚针保持架341之间，限位座主要用来承担滚针组件34传递的沿车轴200径向方向的载荷，限位座的一侧端面能在轨距变换时起到限位作用，另一侧端面可用于对机车的抱轴箱密封环进行限位。

需要特别说明的是，当车轮100内侧距减小量过大时，滑移套筒31与花键毂32端面相接触，以实现限位功能，或者滑移套筒31与限位座的端面相接触，以实现限位功能。采用这种机械限位方式，避免变轨距过程中车轮100轨距变化量较小的情况。

需要特别说明的是，该机车轮对变轨装置还包括挡圈，挡圈套设于车轴200上并设置于限位座的内侧，用于对限位座或者抱轴箱等驱动装置进行限位。

需要特别说明的是，滚针组件34的数量为两个，两个滚针组件34分别对应车轮100和轴箱轴承4设置。由于滚针组件34为承受沿车轴200径向方向载荷的主要部件，通过两个滚针组件34分别对应车轮100和轴箱轴承4设置，保证车轮100和轴箱轴承4位置在滑动过程中的顺畅性，进而可以保证车轮100滑移时无卡滞的现象。

在一个实施中，该机车轮对变轨装置还包括承载靴，承载靴设置于轴箱梁1的下部，承载靴与轴箱梁1通过螺栓连接紧固在一起，承载靴主要作用是在机车或车辆变轨距时，承担沿车轴200径向方向的载荷。

需要特别说明的是，承载靴可以根据地面变轨距机车轮对用轴箱装置的接口要求进行结构调整和替换。

本实施例提供的机车轮对变轨装置的工作过程如下：

1、机车或车辆进入地面变轨距机车轮对用轴箱装置的卸载区域后，设置于轴箱梁1下部的承载靴与地面变轨距机车轮对用轴箱装置的承载轨接触，车轮100沿着地面变轨距机车轮对用轴箱装置的下沉轨逐渐下沉，除轴箱梁1外机车轮对变轨装置的所有部件随车轮100一起下沉。此时，轴箱梁1的锁紧槽11与轴箱体2的锁紧凸起21逐渐脱开，直到轴箱体2与轴箱梁1内圈的下半圆弧接触，即卸载完成，此时轴箱梁1下部的承载靴承担所有车上载荷，车轮100完全卸载，轴箱梁1的其中一个锁紧槽11与轴箱体2的锁紧凸起21完全脱开，即车轮100卸载的同时完成车轮100解锁。

2、当机车或车辆到达变轨区域时，车轮100受到导向轨的作用横向移动至固定轨距，滑移套筒31带动车轮100、轴箱轴承4及轴箱体2同步移动，轴箱梁1的另一个锁紧槽11与轴箱体2的锁紧凸起21再次相互对应。

3、当机车或车辆到达加载区域时，车轮100踏面开始沿着地面变轨距机车轮对用轴箱装置的上升轨上行，轴箱梁1的锁紧槽11与轴箱体2的锁紧凸起21相互嵌入，在完成车轮100承载的同时车轮100锁紧也同步完成。

可以理解的是，本实施例提供的机车轮对变轨装置，将车轮100与车轴200之间沿车轴200径向方向载荷、沿车轴200轴向方向载荷和扭转力矩充分解耦，分别由滚针组件34承受沿车轴200径向方向载荷，由轴箱轴承4、承受沿车轴200轴向方向载荷，由滑移机构3的滑移套筒31、花键毂32及花键33传递扭矩。

本实施例还提供一种机车，包括上述的机车轮对变轨装置。通过设置机车轮对变轨装置，在整个变轨过程只有车轮100卸载、轨距变换及车轮100承载这三个步骤，车轮100解锁与车轮100卸载过程同步进行、同步完成，车轮100锁紧与车轮100承载过程同步进行、同步完成，而且整个变轨过程不需要地面变轨距机车轮对用轴箱装置布置解锁轨和锁紧轨，降低了地面变轨距机车轮对用轴箱装置的设计难度，简化了变轨过程，节约了制造和设计成本，同时，实现不同轨距铁路的互联互通，开辟交通和物流大通道，运输便捷，可促进各国之间更加切的贸易往来。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的变轨距机车轮对用轴箱装置仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种变轨距机车轮对用轴箱装置，用于对变轨距机车轮对进行变轨距，其特征在于，所述变轨距机车轮对用轴箱装置包括：

轴箱梁(1)，所述轴箱梁(1)的内壁沿其轴向方向设置有多个锁紧槽(11)；

轴箱体(2)，设置于所述轴箱梁(1)内，所述轴箱体(2)的外壁设置有锁紧凸起(21)；

滑移机构(3)，至少部分设置于所述轴箱体(2)内并穿设于所述变轨距机车轮对的车轮(100)，所述变轨距机车轮对的车轴(200)穿设于所述滑移机构(3)；

轴箱轴承(4)，套设于所述滑移机构(3)的外部并设置于所述滑移机构(3)和所述轴箱体(2)之间；

其中，所述滑移机构(3)配置为带动所述车轮(100)、所述轴箱轴承(4)及所述轴箱体(2)沿所述车轴(200)的轴向方向移动，使所述锁紧凸起(21)选择性与多个所述锁紧槽(11)之一相卡接，用于变换轨距。

2.根据权利要求1所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述滑移机构(3)包括：

滑移套筒(31)，所述滑移套筒(31)分别穿设于所述轴箱轴承(4)和所述车轮(100)；

花键毂(32)，套设于所述车轴(200)的外部并设置于所述滑移套筒(31)内，在所述花键毂(32)朝向所述滑移套筒(31)的一侧设置有花键(33)；

花键(33)，设置于所述花键毂(32)上并设置于所述花键毂(32)和所述滑移套筒(31)之间。

3.根据权利要求2所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述花键毂(32)和所述滑移套筒(31)彼此靠近的一侧分别设置有第一凹槽(311)和第二凹槽(321)，所述第一凹槽(311)和所述第二凹槽(321)正对设置并用于容纳所述花键(33)，所述第一凹槽(311)和所述第二凹槽(321)沿所述车轴(200)的轴向方向延伸。

4.根据权利要求3所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述滑移机构(3)包括滚针组件(34)，所述滚针组件(34)包括：

滚针保持架(341)，套设于所述车轴(200)的外部并设置于所述车轴(200)和所述滑移套筒(31)之间；

滚针体(342)，设置于所述滚针保持架(341)靠近所述滑移套筒(31)的一侧。

5.根据权利要求4所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述滚针组件(34)的数量为两个，两个所述滚针组件(34)分别对应所述车轮(100)和所述轴箱轴承(4)设置。

6.根据权利要求1所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述轴箱梁(1)设置有轴孔(12)，所述锁紧槽(11)设置于所述轴孔(12)的内壁；

其中，沿所述车轴(200)的径向方向，所述轴孔(12)和所述轴箱体(2)之间设置有活动间隙。

7.根据权利要求6所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述轴孔(12)设置有竖直部(13)，所述竖直部(13)用于限制所述轴箱体(2)转动。

8.根据权利要求1所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述锁紧槽(11)和所述锁紧凸起(21)的横截面为锥形结构，所述锁紧槽(11)的大口端朝向所述轴箱体(2)设置，所述锁紧凸起(21)的小口端朝向所述轴箱梁(1)设置。

9.根据权利要求1所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，还包括：

端盖(6)，罩设于所述车轴(200)端部的外部并连接于所述轴箱梁(1)；

限位轴承(7)，设置于所述端盖(6)内，所述限位轴承(7)套设于所述车轴(200)的外部并设置于所述车轴(200)和端盖(6)之间。

10.根据权利要求9所述的变轨距机车轮对用轴箱装置，其特征在于，所述端盖(6)内设置有轴承安装座，所述轴承安装座用于安装并限位所述限位轴承(7)；

其中，所述限位轴承(7)被配置为能够相对于所述轴承安装座沿所述车轴(200)的径向方向移动。

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