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申请/专利权人：株洲浦世达科技有限公司

摘要：承载鞍定位连接结构，包括由轴承支撑的承载鞍和转向架的侧架，其特征在于所述的承载鞍弹性定位在侧架的导框中且顶面与侧架摩擦配合，侧架相对于承载鞍可横向摆动。本发明将承载鞍上移至侧架的导框中，且将承载鞍弹性定位在导框中，使承载鞍在侧架中具有一定的纵向及横向刚度，承载鞍相对于侧架可沿纵向及横向弹性运动，改善转向架的动力学性能，提升车辆的运行安全性；当转向架通过曲线时侧架可以在承载鞍上摆动，使得承载鞍垂向受力均衡，从而均衡支撑承载鞍的轴承的受力，减小车轮与钢轨的横向作用力。本发明还提供一种承载鞍定位连接结构的设计方法。

主权项：1.承载鞍定位连接结构，包括由轴承支撑的承载鞍（1）和转向架的侧架（2），其特征在于所述的承载鞍（1）弹性定位在侧架（2）的导框（21）中且顶面与侧架（2）摩擦配合，侧架（2）相对于承载鞍（1）可横向摆动；所述的承载鞍（1）包括与轴承配合的承载鞍本体（11）和定位在承载鞍本体（11）顶部的耐磨板（12），所述的耐磨板（12）与导框（21）的顶面摩擦接触形成平面摩擦副；“侧架（2）相对于承载鞍（1）可横向摆动”是指所述的承载鞍本体（11）的顶面为沿轴承轴向的圆弧面，耐磨板（12）的顶面和底面均为平面，耐磨板（12）的底面与承载鞍本体（11）的顶面接触，使侧架（2）相对于承载鞍（1）可横向摆动；所述的耐磨板（12）为非金属材质，耐磨板（12）底部具有向下凸出的定位凸起（12.1），承载鞍本体（11）的顶面具有与定位凸起（12.1）相对应的定位凹坑（11.1），定位凸起（12.1）的数量为两个且以轴承中轴线为中心对称设置；所述的导框（21）的侧面上固定用于定位承载鞍的导框档（21.1），所述的承载鞍本体（11）上具有与导框档（21.1）相对应的定位缺口（11.2），所述的导框档（21.1）伸入定位缺口（11.2）中且与定位缺口（11.2）的内壁弹性接触；所述的导框档（21.1）呈长方体形状，定位缺口（11.2）由沿轴承轴向设置的横向平面（11.21）和设置于横向平面（11.21）两端且垂直于横向平面的侧平面（11.22）合围组成，横向平面（11.21）和侧平面（11.22）均与导框档（21.1）弹性接触；所述的导框档（21.1）的外表面上覆盖有弹性垫（21.2），所述的横向平面（11.21）和侧平面（11.22）均与弹性垫（21.2）贴合接触，弹性垫（21.2）呈空腔盖状，弹性垫（21.2）由橡胶弹性材料注塑成型，且弹性垫（21.2）上形成与导框档（21.1）相对应的空腔（21.21）。

全文数据：承载鞍定位连接结构及其设计方法技术领域本发明涉及一种承载鞍定位连接结构及其设计方法，属于转向架连接技术领域。背景技术铁路车辆转向架是连接车体与轨道、并且引导车辆沿轨道行驶并传导来自车体及线路的各种载荷。铁路货车上最常见的转向架是二轴铸钢三大件式转向架，由一个摇枕、两个侧架、两个轮对、承载弹簧、弹簧减振装置和基础制动装置等组成。申请号为CN201710516754.6的专利，提到一种车辆转向架的轴箱橡胶垫，位于侧架的侧架导框内，且其沿竖向的两端分别与侧架和承载鞍连接，所述轴箱橡胶垫包括位于侧架导框内纵向两端的第一橡胶垫、位于侧架导框内横向两端的第二橡胶垫，所述第一橡胶垫的端面朝向纵向，所述第二橡胶垫的端面朝向横向；所述第一橡胶垫与所述第二橡胶垫均具有橡胶层。包括位于承载鞍顶面与侧架的导框顶面之间的水平摩擦板，所述摩擦板能够与承载鞍顶面和或导框顶面形成摩擦副。其中在该结构中提到的轴箱橡胶垫位于承载鞍纵向两侧，且通过金属U型板进行硫化连接，结构相对复杂。承载鞍顶部表面与水平磨耗板的配合为平面配合，在车辆发生横向摆动时，车体的横向力会通过转向架摇枕传递到摇枕两端下部的承载弹簧再传递到侧架中央方框的弹簧承台，此结构限制了侧架中央方框的弹簧承台绕承载鞍顶部的旋转，造成承载鞍下部轴承的受力不均，易发生热轴事故。有鉴于此，如何提供一种转向架承载鞍纵横向弹性定位结构更加简单可靠，垂直方向受力更加均衡的定位结构，仍有待进一步加以研究。发明内容本发明的承载鞍定位连接结构，将承载鞍上移至侧架的导框中，且将承载鞍弹性定位在导框中，使承载鞍在侧架中具有一定的纵向及横向刚度，承载鞍相对于侧架可沿纵向及横向弹性运动，改善转向架的动力学性能，提升车辆的运行安全性；当转向架通过曲线时侧架可以在承载鞍上摆动，使得承载鞍垂向受力均衡，从而均衡支撑承载鞍的轴承的受力，减小车轮与钢轨的横向作用力。本发明还提供一种承载鞍定位连接结构的设计方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：承载鞍定位连接结构，包括由轴承支撑的承载鞍和转向架的侧架，其特征在于所述的承载鞍弹性定位在侧架的导框中且顶面与侧架摩擦配合，侧架相对于承载鞍可横向摆动。优选的，所述的承载鞍包括与轴承配合承载鞍本体和定位在承载鞍本体顶部的耐磨板，所述的耐磨板与导框的顶面摩擦接触形成平面摩擦副。优选的，“侧架相对于承载鞍可横向摆动”是指所述的承载鞍本体的顶面为沿轴承轴向的圆弧面，耐磨板的顶面和底面均为平面，耐磨板的底面与承载鞍本体的顶面接触，使侧架相对于承载鞍可横向摆动。优选的，所述的耐磨板为非金属材质，耐磨板底部具有向下凸出的定位凸起，承载鞍本体的顶面具有与定位凸起相对应的定位凹坑，定位凸起的数量为两个且以轴承中轴线为中心对称设置。优选的，所述的导框的侧面上固定用于定位承载鞍的导框档，所述的承载鞍本体上具有与导框档相对应的定位缺口，所述的导框档伸入定位缺口中且与定位缺口的内壁弹性接触。优选的，所述的导框档呈长方体形状，定位缺口由沿轴承轴向设置横向平面和设置与横向平面两端且垂直于横向平面的侧平面合围组成，横向平面和侧平面均与导框档弹性接触。优选的，所述的导框档的外表面上覆盖有弹性垫，所述的横向平面和侧平面均与弹性垫贴合接触，弹性垫呈空腔盖状，弹性垫由橡胶弹性材料注塑成型，且弹性垫上形成与导框档相对应的空腔。优选的，所述的承载鞍本体与导框相对的侧面之间的间距等于导框档与横向平面之间的弹性垫的厚度。以上所述的承载鞍定位连接结构的设计方法，其特征在于根据转向架的曲线运行需求，设计侧架相对于承载鞍的摆动半径，使转向架通过曲线时侧架可相对于承载鞍摆动；根据承载鞍在承载过程中的纵向及横向刚度需求，设计承载鞍在导框中弹性定位的尺寸以及弹性定位所用到的弹性材料的性能参数，使承载过程中承载鞍相对于侧架可沿纵向及横向弹性运动。优选的，“设计侧架相对于承载鞍的摆动半径”具体是指设计承载鞍本体顶面的圆弧半径；“设计承载鞍在导框中弹性定位的尺”具体是指设计横向平面与导框档之间的弹性垫的厚度，侧平面与导框档之间的弹性垫的厚度；“设计承载鞍在导框中弹性定位所用到的弹性材料的性能参数”具体是指设计弹性垫的橡胶材质、硬度、密度和初始刚度。发明的有益效果是：本发明的承载鞍定位连接结构，将承载鞍上移至侧架的导框中，且将承载鞍弹性定位在导框中，使承载鞍在侧架中具有一定的纵向及横向刚度，承载鞍相对于侧架可沿纵向及横向弹性运动，可根据承载鞍在承载过程中的纵横向刚度需求，对承载鞍在导框中弹性定位的尺寸以及弹性定位所用到的弹性材料的性能参数进行设计，满足承载鞍的刚度需求，改善转向架的动力学性能，提升车辆的运行安全性。侧架相对于承载鞍可横向摆动，当转向架通过曲线时侧架可以在承载鞍上摆动，使得承载鞍垂向受力均衡，从而均衡支撑承载鞍的轴承的受力，减小车轮与钢轨的横向作用力；在承载鞍本体顶部定位耐磨板，耐磨板与导框的顶面摩擦接触形成平面摩擦副，实现运行过程中侧架与承载鞍的摩擦传载，将承载鞍本体的顶面为设计为圆弧面，耐磨板的底面与承载鞍本体的顶面接触，从而实现侧架相对于承载鞍可横向摆动，结构简单紧凑，侧架与承载鞍本体之间用耐磨板过渡，延长了两者间的磨耗寿命，侧架、承载鞍本体和耐磨板三者的结构配合起到了减化了侧架与承载鞍之间的连接结构、延长承载鞍耐磨使用寿命和均衡承载鞍垂向受力的三重作用。在侧架上设计用于定位承载鞍的导框档，在承载鞍本体上开设与导框档相地应的定位缺口，并在导框档外表面覆盖弹性垫，导框档伸入定位缺口中即使弹性垫夹在导框档与定位缺口之间，从而实现将承载鞍沿纵向和横向弹性定位在侧架上，承载鞍与侧架的弹性定位结构简单可靠，只需导框档、弹性垫和定位缺口三者由内而外依次配合，易于实现，可通过弹性垫的厚度尺寸及材料性能参数的设计来调整承载鞍的纵向及横向刚度，提高承载鞍定位连接结构的结构可靠性和实用性。附图说明图1为具体实施方式中承载鞍定位连接结构的透视图。图2为承载鞍定位连接结构的分体示意图。图3为承载鞍本体的结构示意图。图4为弹性垫的结构示意图。具体实施方式下面结合图1至图4对本发明的实施例做详细说明。承载鞍定位连接结构，包括由轴承支撑的承载鞍1和转向架的侧架2，其特征在于所述的承载鞍1弹性定位在侧架2的导框21中且顶面与侧架2摩擦配合，侧架2相对于承载鞍1可横向摆动。如图所示的承载鞍定位连接结构，将承载鞍1上移至侧架2的导框21中，且将承载鞍1弹性定位在导框21中，使承载鞍1在侧架2中具有一定的纵向及横向刚度，承载鞍1相对于侧架2可沿纵向及横向弹性运动，可根据承载鞍在承载过程中的纵横向刚度需求，对承载鞍1在导框21中弹性定位的尺寸以及弹性定位所用到的弹性材料的性能参数进行设计，满足承载鞍的刚度需求，改善转向架的动力学性能，提升车辆的运行安全性。侧架2相对于承载鞍1可横向摆动，当转向架通过曲线时侧架2可以在承载鞍1上摆动，使得承载鞍1垂向受力均衡，从而均衡支撑承载鞍的轴承的受力，减小车轮与钢轨的横向作用力。其中，所述的承载鞍1包括与轴承配合承载鞍本体11和定位在承载鞍本体11顶部的耐磨板12，所述的耐磨板12与导框21的顶面摩擦接触形成平面摩擦副。通过耐磨板12与侧框21顶面接触，传递载荷，耐磨板12磨耗寿命长，可延长承载鞍的使用寿命。其中，“侧架2相对于承载鞍1可横向摆动”是指所述的承载鞍本体11的顶面为沿轴承轴向的圆弧面，耐磨板12的顶面和底面均为平面，耐磨板12的底面与承载鞍本体11的顶面接触，使侧架2相对于承载鞍1可横向摆动，如图3所示承载鞍本体11顶面的圆弧方向为图中煎头所指的方向，即横向。耐磨板12与导框21的顶面摩擦接触形成平面摩擦副，实现运行过程中侧架2与承载鞍1的摩擦传载，将承载鞍本体11的顶面为设计为圆弧面，耐磨板12的底面与承载鞍本体11的顶面接触，从而实现侧架2相对于承载鞍1可横向摆动，结构简单紧凑，侧架2与承载鞍本体11之间用耐磨板12过渡，延长了两者间的磨耗寿命，侧架2、承载鞍本11体和耐磨板12三者的结构配合起到了减化了侧架2与承载鞍1之间的连接结构、延长承载鞍1耐磨使用寿命和均衡承载鞍垂向受力的三重作用。其中，所述的耐磨板12为非金属材质，耐磨板12底部具有向下凸出的定位凸起12.1，承载鞍本体11的顶面具有与定位凸起12.1相对应的定位凹坑11.1，定位凸起12.1的数量为两个且以轴承中轴线为中心对称设置。通过凹凸配合的结构实现耐磨板12在承载鞍本体11上的定位，定位简单方便，而且不影响耐磨板12与侧架2一起相对于承载鞍本体11摆动。其中，所述的导框21的侧面上固定用于定位承载鞍的导框档21.1，所述的承载鞍本体11上具有与导框档21.1相对应的定位缺口11.2，所述的导框档21.1伸入定位缺口11.2中且与定位缺口11.2的内壁弹性接触。通过导框档21.1和定位缺口11.2的配合，实现侧架2与承载鞍1的弹性定位，定位结构简单，只需在侧架的导框中增设导框档21.1，并在导框档21.1上覆盖弹性体，再将承载鞍位置上移，即可实现两者的弹性接触，导框挡21.1可与侧架2一体成型，或焊接在侧架2上。其中，所述的导框档21.1呈长方体形状，定位缺口11.2由沿轴承轴向设置横向平面11.21和设置与横向平面11.21两端且垂直于横向平面的侧平面11.22合围组成，横向平面11.21和侧平面11.22均与导框档21.1弹性接触。横向平面11.21与导框档21.1的弹性接触，实现了承载鞍1的横向刚度，侧平面11.22与导框档21.1的弹性接触实现了承载鞍1的纵向刚度，调节横向平面11.21与导框档21.1的弹性接触的尺寸即可调节承载鞍的横向刚度，调节侧平面11.22与导框档21.1的弹性接触的尺寸即可调节承载鞍的纵向刚度。其中，所述的导框档21.1的外表面上覆盖有弹性垫21.2，所述的横向平面11.21和侧平面11.22均与弹性垫21.2贴合接触，弹性垫21.2呈空腔盖状，弹性垫21.2由橡胶弹性材料注塑成型，且弹性垫21.2上形成与导框档21.1相对应的空腔21.21，注塑成型的弹性垫21.2只需罩扣于导框档21.1上，即可实现弹性垫21.2与导框档21.1的连接，方便简单。从附图中可以看出弹性垫21.2罩于导框档21.1上，将导框档21.1外表面全部覆盖，定位缺口11.2的横向平面11.21和侧平面11.22正好与弹性垫21.2面接触，弹性垫21.2夹在导框21.1和承载鞍本体11之间，从而实现将承载鞍1沿纵向和横向弹性定位在侧架2上，承载鞍1与侧架2的弹性定位结构简单可靠，只需导框档21.1、弹性垫21.2和定位缺口11.2三者由内而外依次配合，易于实现，调节弹性体的厚度尺寸即调整承载鞍的纵向及横向刚度，承载鞍定位连接结构的结构可靠性和实用性更高。其中，所述的承载鞍本体11与导框21相对的侧面之间的间距等于导框档21.1与横向平面11.21之间的弹性垫21.2的厚度。保证纵向承载至最大承载时，导框档21.1与横向平面11.21之间的弹性垫21.2被完全压缩，导框档21.1与承载鞍1硬接触，横向刚度达到最大，实现硬止挡功能，可对承载鞍1相对于侧架2的横向位移进行限定，防止弹性垫21.2在受载过程中因横向位移过限而产生永久性变形，使弹性垫21.2损伤。本发明还保护以上所述的承载鞍定位连接结构的设计方法，其特征在于根据转向架的曲线运行需求，设计侧架2相对于承载鞍1的摆动半径，使转向架通过曲线时侧架2可相对于承载鞍1摆动；根据承载鞍在承载过程中的纵向及横向刚度需求，设计承载鞍1在导框21中弹性定位的尺寸以及弹性定位所用到的弹性材料的性能参数，使承载过程中承载鞍1相对于侧架2可沿纵向及横向弹性运动。“设计侧架2相对于承载鞍1的摆动半径”具体是指设计承载鞍本体11顶面的圆弧半径；“设计承载鞍1在导框21中弹性定位的尺”具体是指设计横向平面11.21与导框档21.1之间的弹性垫21.2的厚度，侧平面11.22与导框档21.1之间的弹性垫21.2的厚度；“设计承载鞍1在导框21中弹性定位所用到的弹性材料的性能参数”具体是指设计弹性垫21.2的橡胶材质、硬度、密度和初始刚度。不同线路中转向架的曲线运行需求不同，即转向架中侧架的摆动需求不同，根据转向架的曲线运行需求来设计侧架2相对于承载鞍1的摆动半径，保证不同路线中转向架通过曲线时侧架均可以在承载鞍上摆动，使得承载鞍垂向受力均衡，从而均衡支撑承载鞍的轴承的受力，减小车轮与钢轨的横向作用力，根据承载鞍的纵横向刚度需求来设计承载鞍1在导框21中弹性定位的尺寸以及弹性定位所用到的弹性材料的性能参数，即设计承载鞍的纵向及横向的初始刚度以及在纵向及横向受载过程中的刚度变化，以满足承载鞍在承载过程中的刚度需求。以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。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的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。

权利要求：1.承载鞍定位连接结构，包括由轴承支撑的承载鞍（1）和转向架的侧架（2），其特征在于所述的承载鞍（1）弹性定位在侧架（2）的导框（21）中且顶面与侧架（2）摩擦配合，侧架（2）相对于承载鞍（1）可横向摆动。2.根据权利要求1所述的承载鞍定位连接结构，其特征在于所述的承载鞍（1）包括与轴承配合承载鞍本体（11）和定位在承载鞍本体（11）顶部的耐磨板（12），所述的耐磨板（12）与导框（21）的顶面摩擦接触形成平面摩擦副。3.根据权利要求2所述的承载鞍定位连接结构，其特征在于“侧架（2）相对于承载鞍（1）可横向摆动”是指所述的承载鞍本体（11）的顶面为沿轴承轴向的圆弧面，耐磨板（12）的顶面和底面均为平面，耐磨板（12）的底面与承载鞍本体（11）的顶面接触，使侧架（2）相对于承载鞍（1）可横向摆动。4.根据权利要求2所述的承载鞍定位连接结构，其特征在于所述的耐磨板（12）为非金属材质，耐磨板（12）底部具有向下凸出的定位凸起（12.1），承载鞍本体（11）的顶面具有与定位凸起（12.1）相对应的定位凹坑（11.1），定位凸起（12.1）的数量为两个且以轴承中轴线为中心对称设置。5.根据权利要求2所述的承载鞍定位连接结构，其特征在于所述的导框（21）的侧面上固定用于定位承载鞍的导框档（21.1），所述的承载鞍本体（11）上具有与导框档（21.1）相对应的定位缺口（11.2），所述的导框档（21.1）伸入定位缺口（11.2）中且与定位缺口（11.2）的内壁弹性接触。6.根据权利要求5所的承载鞍定位连接结构，其特征在于所述的导框档（21.1）呈长方体形状，定位缺口（11.2）由沿轴承轴向设置横向平面（11.21）和设置与横向平面（11.21）两端且垂直于横向平面的侧平面（11.22）合围组成，横向平面（11.21）和侧平面（11.22）均与导框档（21.1）弹性接触。7.根据权利要求6所述的承载鞍定位连接结构，其特征在于所述的导框档（21.1）的外表面上覆盖有弹性垫（21.2），所述的横向平面（11.21）和侧平面（11.22）均与弹性垫（21.2）贴合接触，弹性垫（21.2）呈空腔盖状，弹性垫（21.2）由橡胶弹性材料注塑成型，且弹性垫（21.2）上形成与导框档（21.1）相对应的空腔（21.21）。8.根据权利要求6所述的承载鞍定位连接结构，其特征在于所述的承载鞍本体（11）与导框（21）相对的侧面之间的间距等于导框档（21.1）与横向平面（11.21）之间的弹性垫（21.2）的厚度。9.权利要求1至8任一项所述的承载鞍定位连接结构的设计方法，其特征在于根据转向架的曲线运行需求，设计侧架（2）相对于承载鞍（1）的摆动半径，使转向架通过曲线时侧架（2）可相对于承载鞍（1）摆动；根据承载鞍在承载过程中的纵向及横向刚度需求，设计承载鞍（1）在导框（21）中弹性定位的尺寸以及弹性定位所用到的弹性材料的性能参数，使承载过程中承载鞍（1）相对于侧架（2）可沿纵向及横向弹性运动。10.根据权利要求9所述的承载鞍定位连接结构的设计方法，其特征在于“设计侧架（2）相对于承载鞍（1）的摆动半径”具体是指设计承载鞍本体（11）顶面的圆弧半径；“设计承载鞍（1）在导框（21）中弹性定位的尺”具体是指设计横向平面（11.21）与导框档（21.1）之间的弹性垫（21.2）的厚度，侧平面（11.22）与导框档（21.1）之间的弹性垫（21.2）的厚度；“设计承载鞍（1）在导框（21）中弹性定位所用到的弹性材料的性能参数”具体是指设计弹性垫（21.2）的橡胶材质、硬度、密度和初始刚度。

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