技术领域
[0001] 本
发明涉及火车转向机构，尤其涉及一种货运火车转向机构。
背景技术
[0002] 火车的车厢是通过至少两个转向机构进行
支撑的。在中国
专利申请号为93106466x、公开日为1994年4月27日、名称为“强制转向
铁路
转向架系统的专利文件中公开了一种货运火车转向机构，货运火车转向机构包括转向架、设置于转向架的行走轮对和活动连接于转向架的摇枕，所述摇枕和转向架之间设有沿上下方向设置的支撑
弹簧，行走轮对包括轮轴和两个连接在行走轮轴两端的行走轮，所述行走轮设有踏面。使用时，车厢转动连接在摇枕上，行走轮通过踏面同铁轨相
接触。
[0003] 现有的火车转向机构存在以下不足：摇枕和转向架之间是通过刚性接触来进行前后限位的，拐弯时会导致摇枕和悬挂架之间产生严重的磨损；拐弯时行走轮对中位于内侧的行走轮的踏面和轨道之间会产生严重的磨损；车厢同摇枕之间容易磨损；应用于货运火车时，由于货物碎屑的调入，转向系统的磨损现象更为频繁发生。
发明内容
[0004] 本发明的第一个目的旨在提供一种拐弯时摇枕同转向架之间和摇枕同车厢之间的磨损小的、万向支撑球具有自洁功能的货运火车转向机构，解决了现有的火车转向系统拐弯时摇枕和悬挂架之间、以及摇枕同车厢之间会产生严重的磨损的问题。
[0005] 本发明的第二目的旨在第一个目的的
基础上进一步提供一种能够降低拐弯时内侧行走轮同轨道之间的磨损的货运火车转向机构，解决了现有的火车转向系统拐弯时内侧行走轮同轨道之间的磨损大的问题。
[0006] 以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种货运火车转向机构，包括转向架、活动连接于转向架的摇枕，所述摇枕和转向架之间设有沿上下方向设置的支撑弹簧，所述摇枕上设有
连接杆和一对分布在连接杆两侧的万向支撑球，所述摇枕还设有一对刮套，所述一对刮套一一对应套设在所述一对万向支撑球上，所述摇枕的两端都设有沿上下方向延伸的滑槽和两个沿前后方向分布在摇枕两侧的弹性限位机构，所述转向架设有滑动连接在所述滑槽内的滑轨，所述弹性限位机构包括抵接板和
压缩弹簧，所述抵接板通过所述压缩弹簧连接于所述转向架，所述抵接板位于所述压缩弹簧和摇枕之间。使用时，车厢通过万向支撑球支撑在摇枕上、连接杆插在车厢中进行转动连接。通过设计弹性限位机构对摇枕进行前后方向的限位，使得拐弯而导致摇枕前后摆动的过程中，摇枕同悬挂架之间不会产生刚性碰撞。通过万向支撑球进行支撑，摇枕相等于车厢转动时万向支撑球能够产生转动，从而起到降低车厢和摇枕之间的磨损的作用。刮套将万向支撑球表面上的垃圾刮除掉，被免垃圾进入万向支撑球同摇枕的配合面而导致滚动不畅，起到自洁作用。
[0007] 作为优选，所述弹性限位机构还包括沿前后方向延伸的拉杆，所述拉杆依次穿过所述转向架和压缩弹簧后
螺纹连接于所述抵接板。能够根据需要调整摇枕沿前后方向自由摆动的距离、以降低抵接板和摇枕之间的磨损。
[0008] 作为优选，所述弹性限位机构还包括连接于转向架的限位套，所述压缩弹簧容置在所述限位套内。能够有效避免压缩弹簧产生折弯而降低限位效果。
[0009] 作为优选，所述抵接板包括接触板和穿设于所述限位套内的
挤压块，所述接触板和挤压块沿前后方向可拔插地连接在一起，所述拉杆连接于所述挤压块，所述接触板位于所述挤压块和摇枕之间。能够降低抵接板的维护成本和维护时的方便性。
[0010] 本发明还包括设置于所述转向架的行走轮对，所述行走轮对包括轮轴和两个连接在轮轴两端的行走轮，所述行走轮设有踏面，所述行走轮包括
内圈和套设于内圈的
外圈，所述轮轴连接于所述内圈，所述踏面设置于所述外圈，所述内圈和外圈之间设有若干
摩擦片，所述内圈和外圈之间通过所述摩擦片摩擦传动。摩擦片固定在内圈或外圈上都可以。火车在轨道上直行时、行走轮同轨道之间为纯滚动，内外圈通过摩擦片传递动
力而能够一起同步转动；如果拐弯而导致内侧行走轮同轨道之间产生非纯滚动（即有拖动）时
车轮同轨道之间的摩擦增大、当
摩擦力增大到大于摩擦片所能够传递的力时、则内圈产生停转而使得只有内圈转动，从而阻止了外圈和轨道之间的大摩擦现象的继续进行，外圈恢复滚动时则内外圈又一起转动，从而起到降低外圈同轨道之间拐弯时产生的磨损的作用。实现了第二个发明目的。
[0011] 作为优选，所述内圈设有摩擦片固定块，所述摩擦片连接有调整
螺栓，所述调整螺栓沿内圈径向贯通所述摩擦片固定块，所述调整螺栓同所述摩擦片固定块
螺纹连接在一起，所述摩擦片通过所述调整螺栓连接于所述内圈。能够按照需要调整内外圈之间的传动摩擦力的大小，以使得本发明能够适应于不同轨道上运行的火车；能够在摩擦片磨损而导致摩擦力下降到行走轮不能够满足直线行走要求时对摩擦力进行调整。
[0012] 作为优选，所述行走轮还包括三根同心度观察杆，三根同心度观察杆沿内圈的周向分布，同心度观察杆的中心线同内圈轴线垂直相交，所述同心度观察杆包括固接于内圈的内段和沿内圈径向可伸缩地连接于内段的外段，所述外段设有指示所述外段的外端同所述内圈轴线之间的距离的标尺，所述外圈设有三个沿周向分布的基准块，相邻的基准块之间的夹
角同相邻的同心度观察杆之间的夹角相等，所述基准块设有抵接部，所述三个基准块的抵接部位于以踏面的中心线为中心线的圆柱面上。如果内圈和外圈不同轴会导致行走轮行走时的振动加剧和摩擦片产生偏磨。使用时，使三根外段的外端一一对应地抵接在所述三个基准块的抵接部上，如果三根同心度观察杆所指示的尺寸相等、则表示内圈外圈同轴，如果不相等则通过调整摩擦片来使内圈外圈同轴。能够直观地判断内圈和外圈是否调整到同轴，从而起到提高将内圈外圈调整到同轴时的方便性。
[0013] 作为优选，所述外段的外端同所述抵接部之间为点或线接触。能够降低外圈和内圈产生相等转动时外段和抵接部之间的磨损。
[0014] 本发明还包括加油装置，所述轮轴通过
轴承连接于所述转向架，所述加油装置包括储油罐、出油通道、破膜杆和
腐蚀液储存箱，所述出油通道用于将所述储油罐中的
润滑油输送到所述轴承，所述储油罐包括至少两个依次套设并固接在一起的腔体，所述腔体的下
侧壁设有出油口，所述出油口密封连接有密封膜，所述破膜杆沿竖直方向延伸且位于储油罐的下方，所述破膜杆、以及所有的腔体的出油口都位于同一条竖直线上，所述腐蚀液储存箱内设有定期腐透式浮筒，所述定期腐透式浮筒包括下端开口的耐腐性
外壳和若干由可被腐蚀液储存箱内的腐蚀液耗费设定时长腐蚀破的隔板，所述隔板将所述外壳分割出若干浮室，所述浮室的数量同所述腔体的数量相等，所述隔板沿上下方向分布，所述储油罐通过所述浮筒浮起在所述腐蚀液储存箱内的腐蚀液上，每一个所述浮室都能够独立地将所述储油罐浮起；腐蚀液储存箱内的腐蚀液每腐蚀破一个浮室而导致储油罐下降一次的过程中、所述破膜杆仅能戳破一个腔体上的密封膜。使用时，在各个腔体中注入润滑油，根据所需要的加油间隔时间长（以下称为设定时长）在腐蚀液储存箱中装入能够以设定时长将隔板腐蚀破的腐蚀液，当倒入腐蚀液的时间达到一个设定时长时、最下方的隔板被腐蚀破，腐蚀液进入最下方的浮室中，储油罐下降到通过从下而上数第二个浮室浮起，下降过程中最外层的腔体上的密封膜被破膜杆戳破、该腔体中的润滑油流出而对轴承进行润滑；当倒入腐蚀液的时间达到两个设定时长时、从下往上数第二层的隔板也被腐蚀破，腐蚀液进入从下往上数的第二个浮室中，储油罐进一步下降到通过从下往上数的第三个浮室浮起，下降过程中从外往内数的第二层的腔体上的密封膜被破膜杆戳破、该腔体中的润滑油流出而对轴承进行润滑；依次类推自到所有的隔板被腐蚀破，然后更换自动加油装置即可重新进行自动加油。
[0015] 作为优选，所述刮套同所述万向支撑球之间为球面配合，所述刮套同所述万向支撑球的配合面上设有环形灯槽，所述灯槽内设有烘干灯，所述灯槽沿刮套的周向延伸，所述灯槽的下侧壁上设有环形垃圾储存槽，所述垃圾储存槽沿刮套的周向延伸，所述垃圾储存槽内侧面朝向所述万向支撑球倾斜且延伸至所述万向支撑球。球面配合能够提高刮套去除万向支撑球表面污物时的效果；设置灯槽并按照烘干灯的有益效果为：当万向支撑球表面的污物潮湿时，烘干灯能够将万向支撑球表面上的污物烤干以增加污物的脆性、使得污物能够较彻底地被刮套刮下，对万向支撑球的清洁效果好；设置垃圾储存槽能够避免污物再次进入配合面而划伤配合面；本技术方案中的垃圾储存槽的结构能够使得掉下的污物更加顺畅地进入到垃圾储存槽中。
[0016] 本发明具有下述优点：设计弹性限位机构对摇枕进行前后限位，能够避免拐弯时摇枕同转向架之间产生刚性碰撞，从而降低磨损；优选方案中行走轮设计为有套设在一起的外圈和内圈构成且二者之间通过摩擦力传动，能够降低拐弯时行走轮同轨道之间的磨损；设计万向支撑球，能够降低车厢和摇枕之间的磨损；万向支撑球外设置刮套，能够对万向支撑球起到自清洁的作用，防止卡死以提高可靠性。
附图说明
[0018] 图2为图1中的A处的剖视放大示意图。
[0019] 图3为实施例一中的行走轮的放大示意图。
[0020] 图4为万向支撑球和摇枕的连接去的剖视示意图。
[0021] 图5为本发明实施例二的后视示意图。
[0022] 图6为加油装置的放大示意图。
[0023] 图7为加油装置腐蚀破一个浮室时的示意图。
[0024] 图8为加油装置腐蚀破二个浮室时的示意图。
[0025] 图9为实施例二中的行走轮的示意图。
[0026] 图10为图9的B处的局部放大示意图。
[0027] 图中：转向架1、滑轨11、行走轮对2、轮轴2、行走轮22、踏面221、内圈222、外圈223、摩擦片224、调整螺栓225、摩擦片固定块226、同心度观察杆227、内段2271、外段2272、外段的外端22721、标尺2273、弹出弹簧2274、基准块228、抵接部2281、导入面2282、轴承23、加油装置3、储油罐31、腔体311、出油口312、密封膜313、出油通道32、进油斗321、破膜杆33、腐蚀液储存箱34、定期腐透式浮筒35、外壳351、隔板352、浮室353、导杆36、腐蚀液37、连接杆38、摇枕4、导槽板41、螺钉42、滑槽43、刮套44、灯槽441、垃圾储存槽442、垃圾储存槽内侧面4421、烘干灯45、弹性限位机构5、限位套51、压缩弹簧52、拉杆53、抵接板54、接触板541、挤压块542、同心度观察杆的中心线L、外段的外端同内圈轴线之间的距离H。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0029] 实施例一，参见图1，一种防摩损的观光货运火车转向机构，包括转向架1、行走轮对2和摇枕4。
[0030] 行走轮对2有两个。两个行走轮对2设置在转向架1的前后两端。行走轮对2包括轮轴21和两个行走轮22。轮轴21沿左右方向即火车的宽度方向延伸。轮轴21的左右两端各通过一个轴承23转动连接于转向架1。两个行走轮22连接在轮轴211的轴向两端。行走轮22设有踏面221。
[0031] 摇枕4位于两个行走轮对2之间。摇枕4的中部设有连接杆42。摇枕的左右两端上各设有一个万向支撑球41和一个刮套44。刮套44套设在万向支撑球41上。摇枕4的左右两端通过沿上下方向设置的支撑弹簧支撑在转向架1上。摇枕4的左右两端和转向架1之间各设有两个弹性限位机构5。同一端的两个弹性限位机构5沿前后方向分布在摇枕4的两侧。
[0032] 参见图2，摇枕4的端部的前后两侧都设有导槽板41（图中只显示出了一侧中的导槽板）。导槽板41通过螺钉42同摇枕可拆卸连接在一起。导槽板41设有沿上下方向（垂直于纸面方向）延伸的滑槽43。转向架1设有滑动连接在滑槽43内的滑轨11。弹性限位机构5包括限位套51、压缩弹簧52、拉杆53和抵接板54。限位套51的中心线沿前后方向延伸。限位套51固接于转向架1。压缩弹簧52沿前后方向设置、即
变形方向为前后方向。压缩弹簧52容置在限位套51内。拉杆53为螺栓。拉杆的一端同限位套51抵接在一起、另一端穿过限位套51和压缩弹簧52后同抵接板54螺纹连接在一起。抵接板54位于压缩弹簧52和摇枕4之间。抵接板54包括接触板541和穿设在限位套内的挤压块542。接触板541和挤压块542沿前后方向可拔插地连接在一起。接触板541位于挤压块542和导槽板41之间。挤压块542位于接触板541和压缩弹簧52之间。拉杆53螺纹连接于挤压块542。通过改变拉杆53拧入挤压块542的深度来改变接触板541距离导槽板41之间的距离，使得摇枕4沿前后方向摆动时，导槽板挤压接触板而使得压缩弹簧受力的时刻早于导槽板41同滑轨11接触的时刻，当然初始状态时压缩弹簧52即受到摇枕1的挤压也是可以的。
[0033] 参见图3，行走轮22包括内圈222和套设于内圈的外圈223。轮轴21连接于内圈222。内圈222设有摩擦片固定块226。摩擦片固定块226为环形。内圈222和外圈223之间设有若干片摩擦片224。摩擦片224沿内圈222的周向分布。摩擦片224连接有调整螺栓225。摩擦片224通过调整螺栓225支撑于内圈222。摩擦片224同外圈223内周面抵接在一起而实现内圈222和外圈223之间的摩擦传动。调整螺栓225沿内圈222径向贯通摩擦片固定块226。调整螺栓
225同摩擦片固定块226螺纹连接在一起。踏面221设置于外圈223。
[0034] 参见图4，刮套44密封固接在摇枕4上。万向支撑球41同摇枕4之间为球面配合。刮套44同万向支撑球41之间为球面配合。刮套44密封套设在万向支撑球41上。刮套44同万向支撑球41的配合面上设有灯槽441。灯槽441沿刮套44的周向延伸。灯槽441内设有烘干灯45。烘干灯45为
灯管为环形的
卤素灯。灯槽441的下侧壁上设有环形垃圾储存槽442。垃圾储存槽442沿刮套44的周向延伸。垃圾储存槽内侧面4421朝万向支撑球41倾斜且延伸至万向支撑球。
[0035] 使用时，当观光火车拐弯过程内侧行走轮产生非纯滚动而导致摩擦力上升时，外圈223和摩擦片224之间打滑而使得非滚动不能够产生或产生时间较短，从而起到降低拐弯时踏面221同轨道之间的磨损的作用。通过转动调整螺栓225来调节内圈和外圈之间的摩擦力。
[0036] 实施例二，同实施例一的不同之处为：
[0037] 参见图5，还设有包括加油装置3。加油装置3包括储油罐31、出油通道32、破膜杆33、腐蚀液储存箱34、定期腐透式浮筒35和导杆36。
[0038] 储油罐31通过连接杆38同定期腐透式浮筒35连接在一起。连接杆38和定期腐透式浮筒35之间通过螺栓可拆卸连接在一起。
[0039] 出油通道32的一端设有四个加油嘴322。四个加油嘴322一一对应地同支撑两个行走轮对2的四个轴承23中的加油孔对接在一起。出油通道32另一端设有位于储油罐下方的进油斗321。进油斗321同转向架1固接在一起。
[0040] 破膜杆33沿竖直方向延伸。破膜杆33的下端连接在进油斗321内。破膜杆33位于储油罐31的下方。
[0041] 腐蚀液储存箱34位于储油罐31的下方。腐蚀液储存箱34同
机架1固接在一起。
[0042] 定期腐透式浮筒35位于腐蚀液储存箱34内。
[0043] 导杆36沿竖直方向延伸。导杆36的一端同储油罐31固接在一起。储油罐31高于加油嘴322。导杆36的另一端可滑动地穿设在转向架1中。
[0044] 参见图6，储油罐31包括至少两个本实施例中为4个依次套设并固接在一起的腔体311。腔体311中装有润滑油（润滑油图中没有画出）。腔体311的下侧壁设有出油口312。出油口312密封连接有密封膜313。4个腔体的共计4个出油口312位于同一条竖直直线上且位于破膜杆33的正上方。相邻的密封膜之间的距离相等。
[0045] 定期腐透式浮筒35包括下端开口的耐腐性外壳351和四块隔板352。隔板352为
铝板。隔板352沿上下方向分布。隔板352将外壳351分割成4个沿上下方向分布的浮室353。相邻的隔板之间的距离相等。相邻的隔板之间的距离等于相邻的密封膜之间的距离。
[0046] 参见图7，当要启动加油装置时，将腐蚀液37注入到腐蚀液储存箱34中，腐蚀液37将定期腐透式浮筒35浮起而实现出油箱31的浮起，当储油箱31浮起到破膜杆33和位于最外层腔体中的密封膜之间的距离小于相邻的密封膜之间的距离时停止加入腐蚀液。每一个浮室353所产生的
浮力都能够独立地将储油罐31浮起。本实施例中腐蚀液37为氢
氧化钠溶液。通过控制腐蚀液37的浓度或/和隔板的厚度，使得隔板在设定时长内被腐蚀液37腐蚀破，该数据可以通过试验得知。
[0047] 当倒入腐蚀液37的时间达到一个设定时长时、隔板352中位于最下方的隔板被腐蚀破，腐蚀液进入浮室353中位于最下方的浮室中，储油罐31下降到通过浮室353中从下而上数的第二个浮室浮起，下降过程中位于最外层腔体中的密封膜313-1被破膜杆33戳破、腔体311中位于最外层的腔体中的润滑油由对应的出油口流到出油通道32中而流到轴承23（参见图4）中起到对轴承进行一次自动加油润滑。
[0048] 参见图8，当倒入腐蚀液37的时间达到二个设定时长时、隔板352中位于次下方的隔板也被腐蚀破，腐蚀液进入浮室353中位于次下方的浮室中，储油罐31下降到通过浮室353中从下而上数的第三个浮室浮起，下降过程中位于次外层腔体中的密封膜也被破膜杆
33戳破、腔体311中位于次外层的腔体中的润滑油由次外层腔体上的出油口和最外层腔体中的出油口流出后滴落到出油通道32中而流到轴承23（参见图4）中起到对轴承进行再一次自动加油润滑；依次类推，本实施例中可以进行四次自动加油润滑，然后更换自动加油装置再进行自动加油润滑。
[0049] 参见图9，内圈222连接有三根同心度观察杆227。三根同心度观察杆227沿内圈222的周向分布。同心度观察杆的中心线L同内圈222轴线垂直相交。同心度观察杆227包括内段2271和外段2272。内段2271同内圈222固接在一起。外段的外端22721为球形。外段2272设有指示外段的外端同内圈轴线之间的距离H的标尺2273。外圈223设有三个沿外圈周向分布的基准块228。相邻的基准块之间的夹角同相邻的同心度观察杆之间的夹角相等。基准块228设有抵接部2281和导入面2282。三个基准块228的共计三个抵接部2281位于以踏面221的中心线为中心线的圆柱面上。外段的外端22721同抵接部2281之间为点接触（当然线接触也能满足
精度要求）。
[0050] 参见图10，外段2272沿内圈径向可伸缩地插在内段2271中。外段2272和内段2271之间通过弹出弹簧2274连接在一起。
[0051] 参见图9，调整内圈和外圈对心的方法为：使三根同心度观察杆227的外段的外端22721的一一对应地同三个基准块228的抵接部2281对齐、在弹出弹簧2274的作用下而抵接在一起。观察三个标尺2273上的读数是否相等，如果相等则表示内圈222和外圈223同心、若干不等则通过调整螺栓225来改变摩擦片334的
位置使得内圈222和外圈223同心。
