《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》是南車長江車輛有限公司於2011年8月24日申請的專利，該專利的公布號為CN102381334A，申請號為2011102439185，授權公布日為2012年3月21日，發明人是王春山、姜強俊、劉鳳偉、王寶磊、塗智文、孫明道、王高、馬馳、石峰、任志望、張訓琪。
《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》公開了一種鐵路貨車轉向架集成制動裝置包括前制動梁（1）、前制動槓桿（2）、前制動鏈（3）、雙向自調行程增力制動缸（4）、後制動鏈（5）、後制動槓桿（8）、後制動梁（9）、閘瓦（10）。該發明提供的鐵路貨車轉向架集成制動裝置結構簡單緊湊，裝配方便容易，有效降低了車輛自重，提高了車輛的載重能力。
2018年12月20日，《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名： 鐵路貨車轉向架集成制動裝置
- 公告號：CN102381334A
- 授權日：2012年3月21日
- 申請號：2011102439185
- 申請日：2011年8月24日
- 申請人：南車長江車輛有限公司
- 地址：湖北省武漢市江夏經濟開發區大橋新區
- 發明人：王春山、姜強俊、劉鳳偉、王寶磊、塗智文、孫明道、王高、馬馳、石峰、任志望、張訓琪
- Int.Cl.：B61H13/20(2006.01)I; B61H13/36(2006.01)I
- 代理機構：北京市德權律師事務所
- 代理人：周發軍
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2011年8月24日，中國國內貨車一直以來普遍採用傳統的槓桿式制動裝置，並為貨車提供了可靠的制動性能保證，但隨著中國國內貨車技術快速發展，軸重、速度不斷提高，對鐵路貨車制動裝置的可靠性、制動效率、集成化程度和檢修維護性能等要求越來越高。
槓桿式制動裝置的傳動部件既有一部分安裝在車體上，又有一部分安裝在轉向架上，其結構較為複雜和鬆散，存有如下缺陷：
其一，此類制動裝置中包含有一系列的槓桿、推桿和拉桿，在車輛運行和制動過程中極易導致磨耗或損壞，從而大幅增加了維護維修費用和工作量。
其二，此類制動裝置的部件繁多、裝配複雜，導致車輛的整體重量增加，能源消耗也相應增大；並且減少了車輛的載重能力，從而影響了鐵路貨運效益。
其三，此類制動裝置存在較多的桿件、銷套和摩擦副，在力的傳遞過程中摩擦阻力相當大，致使整個裝置的傳動效率較為低下，制約了車輛制動能力的提升，同時，也易造成制動緩解不良。
其四，此類制動裝置的傳動部件主要安裝在車體上，限制了車輛設計空間，造成浴盆車、漏斗車及凹底車等下部空間緊張的車型設計更為困難，同時，較多地占用了車體容積，限制了大軸重貨車的裝載量。
為了解決傳統槓桿式制動裝置所存在的缺陷，科研人員曾研製過兩種鐵路貨車的轉向架集成制動裝置。一種轉向架集成制動裝置將制動缸安裝在搖枕上，其缺點在於搖枕上焊接了較多安裝附屬檔案，搖枕受力複雜，影響了作為車輛主要受力部件——搖枕的可靠性，且其集成化程度較低。另一種轉向架集成制動裝置將制動缸安裝在制動樑上，其缺點在於制動梁的受力狀況較差，致使車輛制動的可靠性尚未完全過關。
發明內容
專利目的
《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》的目的之一是提供一種集成化程度高、性能可靠、制動效率高、維護成本低、且可最佳化車體結構的鐵路貨車轉向架集成制動裝置。另一個方面，提供一種鐵路貨車轉向架集成制動裝置。
技術方案
根據《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》提供一種鐵路貨車轉向架集成制動裝置包括：前制動梁、前制動槓桿、前制動鏈、雙向自調行程增力制動缸、後制動鏈、後制動槓桿、後制動梁、閘瓦；
所述前制動梁和後制動梁對稱布置在轉向架搖枕兩側；
所述前制動梁和後制動樑上設定有支柱；
所述前制動梁和後制動梁的左右兩端設有滑塊；所述滑塊嵌置在轉向架側架上的滑槽中；
所述前制動槓桿的下端連線在所述前制動梁的支柱上，上端與所述前制動鏈的一端連線；所述前制動鏈的另一端與轉向架搖枕上的前固定支點座連線；
所述後制動槓桿的下端連線在所述後制動梁的支柱上，上端與所述後制動鏈的一端連線；後制動鏈的另一端與轉向架搖枕上的後固定支點座連線；
所述雙向自調行程增力制動缸連線在所述前制動槓桿和後制動槓桿之間；
所述閘瓦設定在前制動梁和後制動梁的左右兩端所述滑塊內側。
進一步地，所述前制動梁和後制動梁呈等腰三角形結構；所述前制動梁和後制動樑上的支柱設定在該等腰三角形中垂線位置。
進一步地，所述雙向自調行程增力制動缸前端連線在所述前制動槓桿的中部，後端連線在後制動槓桿的中部。
改善效果
根據《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》提供的鐵路貨車轉向架集成制動裝置，具有以下優點：
一、結構簡單緊湊，裝配方便容易，有效降低了車輛自重，提高了車輛的載重能力；
二、平面摩擦副和轉動摩擦副少，傳動效率高，摩擦阻力低，可有效提高車輛的制動效率及改善制動緩解不良；
三、傳動部件集中安裝在轉向架上，為車體留出了大量空間，有利於車體結構的最佳化，特別是為浴盆車、漏斗車及凹底車等下部空間緊張的車型提供了空間最佳化的可行性，使大軸重貨車在截至2011年8月24日限界及裝卸設備條件下有效增加了車體容積，為提高車輛載重創造了條件；
四、其取消了較多的磨耗件及附屬配件，有效減少了檢查、更換或修理這些部件的費用及工作量，降低了整個制動裝置的維護成本。
附圖說明
圖1是《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》實施例提供的鐵路貨車轉向架增力集成制動裝置的主視結構示意圖；
圖2為圖1的俯視結構示意圖；
圖3為圖1的左視結構示意圖；
圖4為圖1中雙向自調行程增力制動缸結構示意圖；
圖5為圖4中雙向自調行程增力制動缸的局部結構示意圖；
圖6為圖1所示的轉向架增力集成制動裝置安裝在轉向架上的結構示意圖；
圖7為圖6的俯視結構示意圖。
技術領域
《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》涉及鐵路貨車制動技術領域，特別涉及一種適合於安裝在轉向架上的鐵路貨車轉向架集成制動裝置。
權利要求
1.一種鐵路貨車轉向架集成制動裝置，其特徵在於，包括：前制動梁（1）、前制動槓桿（2）、前制動鏈（3）、雙向自調行程增力制動缸（4）、後制動鏈（5）、後制動槓桿（8）、後制動梁（9）、閘瓦（10）；所述前制動梁（1）和後制動梁（9）對稱布置在轉向架搖枕兩側；所述前制動梁（1）和後制動梁（9）上設定有支柱（6）；所述前制動梁（1）和後制動梁（9）的左右兩端設有滑塊（7）；所述滑塊（7）嵌置在轉向架側架（25）上的滑槽（26）中；所述前制動槓桿（2）的下端連線在所述前制動梁（1）的支柱（6）上，上端與所述前制動鏈（3）的一端連線；所述前制動鏈（3）的另一端與轉向架搖枕（21）上的前固定支點座（22）連線；所述後制動槓桿（8）的下端連線在所述後制動梁（9）的支柱（6）上，上端與所述後制動鏈（5）的一端連線；後制動鏈（5）的另一端與轉向架搖枕（21）上的後固定支點座（23）連線；所述雙向自調行程增力制動缸（4）連線在所述前制動槓桿（2）和後制動槓桿（8）之間；所述雙向自調行程增力制動缸（4）包括制動缸（13）、增力裝置（12）及雙向自調行程裝置（11）；所述制動缸（13）與所述增力裝置連線，所述增力裝置（12）與所述雙向自調行程裝置（11）連線；所述增力裝置（12）包括活塞（16）、填有流體介質（17）的空腔；所述制動缸（13）通過其活塞桿與所述空腔中的流體介質（17）連線，所述活塞（16）與所述空腔中的流體介質（17）連線；所述活塞（16）面積大於所述活塞桿（18）面積；所述雙向自調行程裝置（11）與所述增力裝置（12）之間設定有限位擋（14）和控制桿（15），所述限位擋（14）和控制桿（15）之間存在間隙，所述限位擋（14）設定在一缸蓋（19）上；所述閘瓦（10）設定在前制動梁（1）和後制動梁（9）的左右兩端所述滑塊（7）內側。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述前制動梁（1）和後制動梁（9）呈等腰三角形結構；所述前制動梁（1）和後制動梁（9）上的支柱（6）設定在該等腰三角形中垂線位置。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述雙向自調行程增力制動缸（4）前端連線在所述前制動槓桿（2）的中部，後端連線在後制動槓桿（8）的中部。
4.根據權利要求1-3任一項所述的裝置，其特徵在於：所述後制動槓桿（8）的上端設定有可與手制動裝置相連的銷孔（24）。
實施方式
如圖1所示，《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》實施例提供的鐵路貨車轉向架增力集成制動裝置包括前制動梁1、前制動槓桿2、前制動鏈3、雙向自調行程增力制動缸4、後制動鏈5、後制動槓桿8、後制動梁9、閘瓦10。
其中，前制動梁1和後制動梁9呈等腰三角形結構，對稱布置在轉向架搖枕21（參見圖7）的兩側。前制動梁1和後制動梁9上設定有支柱6，該支柱6位於上述等腰三角形的中垂線位置上。這樣設計的前制動梁1和後制動梁9結構穩定可靠、受力分布均勻。前制動梁1和後制動梁9的左右兩端固定安裝有滑塊7（參見圖2）。滑塊7嵌置在轉向架側架25（參見圖7）上的滑槽26中。閘瓦10安裝在前制動梁1和後制動梁9的左右兩端滑塊7（參見圖3）內側。當前制動梁1和後制動梁9上的滑塊7相對於滑槽26移動時，可帶動閘瓦10緊貼或離開車輪20（參見圖6）。
參見圖2、圖7，前制動槓桿2的下端鉸接在前制動梁1的支柱6上，前制動槓桿2的上端與前制動鏈3的一端鉸接。前制動鏈3的另一端與轉向架搖枕21上的前固定支點座22鉸接。
參見圖2、圖7，後制動槓桿8的下端鉸接在後制動梁9的支柱6上，後制動槓桿8的上端與後制動鏈5的一端鉸接，後制動鏈5的另一端與轉向架搖枕21上的後固定支點座23鉸接。在後制動槓桿8的上端還設定有可與手制動裝置相連的銷孔24。在氣動式雙向自調行程增力制動缸4無法工作時，可通過手制動裝置拉動後制動槓桿8，進而帶動其他部件完成對車輪20的制動。圖2中箭頭B示出手制動裝置的施力方向。此外，亦可將銷孔24設定在前制動槓桿2的上端。
參見圖1，雙向自調行程增力制動缸4的前端鉸接在前制動槓桿2的中部，雙向自調行程增力制動缸4的後端鉸接在後制動槓桿8的中部。參見圖4，雙向自調行程增力制動缸4包括制動缸13、增力裝置12及雙向自調行程裝置11。如果不設定增力裝置12，制動缸13產生的制動力傳遞到閘瓦10時將被縮小，不能滿足車輛停車時制動力的需求，為實現制動力的放大，《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》在制動缸13上集成了1個增力裝置12。其中，雙向自調行程裝置11在申請號為CN200920227667.X的專利已做詳細表述，不再贅述。如圖4所示，增力裝置12包括活塞16、填有流體介質17的空腔。制動力輸出端的活塞16面積大於制動力輸入端的活塞桿18面積，利用流體等壓強傳遞的原理，使制動力放大，制動力放大倍率的調整可通過改變活塞16與活塞桿18的面積比實現。此外，亦可通過機械增力機構實現制動力的放大。
當閘瓦10或車輪20磨耗時，一般會導致閘瓦10與車輪20之間的間隙增大；當閘瓦10或車輪20換新時，一般會導致閘瓦10與車輪20之間的間隙減少。此時通過雙向自調行程裝置11的自動調長或縮短，可保持制動缸13的活塞行程穩定在規定的公差範圍內。如圖5所示，控制桿15的凸台與安裝在缸蓋19上的限位擋14留有間隙A，調節增力裝置12的空腔內流體介質17的劑量可以決定間隙A的大小，從而控制制動缸13的活塞行程長短。
《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》實施例提出的一種適合於安裝在轉向架上的鐵路貨車轉向架集成制動裝置工作原理如下：
當車輛實施風制動時，制動缸13前伸的活塞桿18通過擠壓流體介質17將制動力等壓強傳遞至活塞16，在壓強相等的情況下，活塞16面積大於活塞桿18面積，從而放大制動力，此時活塞16在流體介質17的推送下前移，帶動雙向自調行程裝置11移動，從而帶動控制桿15移動，使其與安裝在缸蓋19上的限位擋14產生相對位移。當間隙A消除後，活塞16繼續移動時，限位擋14則會阻擋控制桿15繼續移動，從而觸發雙向自調行程裝置11發生動作，雙向自調行程裝置11會依據輪瓦間隙的大小自動調長或縮短，並將作用力傳遞給後制動槓桿8，同時通過雙向自調行程增力制動缸4將作用力反向傳遞給前制動槓桿前制動槓桿2和後制動槓桿8帶動前制動梁1和後制動梁9在轉向架側架25的滑槽26內滑動，帶動閘瓦10貼緊車輪20，從而實現車輛制動。
當車輛實施手制動時，用連線在後制動槓桿8上端銷孔24中的手制動裝置拉動後制動槓桿8，同時通過雙向自調行程增力制動缸4將作用力傳遞給前制動槓桿2，前制動槓桿2和後制動槓桿8帶動前制動梁1和後制動梁9在轉向架側架25的滑槽26內滑動，帶動閘瓦10貼緊車輪20，從而實現車輛制動。
根據《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》提供的鐵路貨車轉向架集成制動裝置，具有以下優點：
（1）、結構簡單緊湊，裝配方便容易，有效降低了車輛自重，提高了車輛的載重能力；
（2）、平面摩擦副和轉動摩擦副少，傳動效率高，摩擦阻力低，可有效提高車輛的制動效率及改善制動緩解不良；
（3）、傳動部件都集中安裝在轉向架上，為車體留出了大量空間，有利於車體結構的最佳化，特別是為浴盆車、漏斗車及凹底車等下部空間緊張的車型提供了空間最佳化的可行性，使大軸重貨車在截至2011年8月24日限界及裝卸設備條件下有效增加了車體容積，為提高車輛載重創造了條件；
（4）、取消了較多的磨耗件及附屬配件，有效減少了檢查、更換或修理這些部件的費用及工作量，降低了整個制動裝置的維護成本。
（5）、直接將雙向自調行程增力制動缸安裝固定在前、後制動槓桿上，其繼承與創新相結合，集成化程度高，搖枕及制動梁等關鍵部件受力狀況好，可靠性高，檢修性好。
上述實施例為《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》較佳的實施方式，但《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》的保護範圍之內。
榮譽表彰
2018年12月20日，《鐵路貨車轉向架集成制動裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
