本發(fā)明涉及到一種機(jī)車部件性能的調(diào)整方法及裝置，具體涉及到一種通過(guò)改變機(jī)車轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的性能來(lái)防止或減少機(jī)車軸箱軸承磨損的方法及轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)，用以提高機(jī)車軸箱軸承的使用壽命。屬機(jī)車部件制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
：

轉(zhuǎn)臂式軸箱定位方式是一種傳統(tǒng)的軸箱定位方式，廣泛地應(yīng)用于輕軌、地鐵、普通客車和高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架。所謂轉(zhuǎn)臂式軸箱定位是將軸箱與定位轉(zhuǎn)臂結(jié)合在一起，組成轉(zhuǎn)臂軸，將軸箱與定位拉桿合為一體，組成轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)。軸箱轉(zhuǎn)臂定位是通過(guò)轉(zhuǎn)臂一端的節(jié)點(diǎn)與構(gòu)架安裝座相連。節(jié)點(diǎn)由2 個(gè)錐形橡膠關(guān)節(jié)組成，用于提供軸箱定位的縱向剛度并且和一系彈簧共同提供一系橫向剛度，傳遞輪對(duì)與構(gòu)架間的縱向和橫向作用力。軸箱垂向彈性則由一系彈簧提供。轉(zhuǎn)臂式軸箱定位具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、落輪方便的優(yōu)點(diǎn)，并可方便地更換節(jié)點(diǎn)的橡膠關(guān)節(jié)，調(diào)整和改變軸箱縱橫定位彈性參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)性能的調(diào)節(jié)，有利于轉(zhuǎn)向架模塊化和新轉(zhuǎn)向架的試制。近年來(lái)，轉(zhuǎn)臂軸箱定位開(kāi)始應(yīng)用于機(jī)車轉(zhuǎn)向架，如法國(guó)T G V - A 高速列車動(dòng)車轉(zhuǎn)向架，我國(guó)出口哈薩克斯坦的200 km/h 機(jī)車都采用轉(zhuǎn)臂式軸箱定位。在轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中轉(zhuǎn)臂的定位及其關(guān)節(jié)的性能對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)臂式軸箱定位影響很大。其中，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)是十分關(guān)鍵的一個(gè)部件，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)起著連接轉(zhuǎn)臂與定位拉桿的作用，由于考慮到彈性形變的需要，一般軸箱轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)都采用金屬—橡膠硫化的彈性元件，用以傳遞輪對(duì)與構(gòu)架之間的牽引力和制動(dòng)力。輪對(duì)與構(gòu)架間的橫向及縱向相對(duì)位移依靠節(jié)點(diǎn)橡膠套的變形實(shí)現(xiàn)，是直接影響車輛運(yùn)行穩(wěn)定性和曲線通過(guò)性能的懸掛件。但是如何確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度是當(dāng)前首要解決的問(wèn)題，現(xiàn)在的機(jī)車轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中經(jīng)常出現(xiàn)車軸軸承磨損嚴(yán)重，據(jù)分析很大程度就在于轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的性能參數(shù)選擇不合適，導(dǎo)致車軸軸承磨損嚴(yán)重，這樣將極大影響車輛的正常運(yùn)行，降低車輛的使用壽命，因此很有必要對(duì)此加以進(jìn)一步研究。

通過(guò)專利檢索沒(méi)發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻(xiàn)報(bào)道，與本發(fā)明有一定關(guān)系的專利主要有以下幾個(gè)：

1、專利號(hào)為CN01213318，名稱為“車輛轉(zhuǎn)向架軸箱轉(zhuǎn)臂懸掛用無(wú)摩損復(fù)合節(jié)點(diǎn)套” 的實(shí)用新型專利，該專利公開(kāi)了一種車輛轉(zhuǎn)向架軸箱轉(zhuǎn)臂懸掛用無(wú)摩損復(fù)合節(jié)點(diǎn)套，是由芯軸、彈性橡膠體和外金屬套三部分組成，芯軸的芯包為球體狀，彈性橡膠體與芯軸和外金屬套均為球面接觸，彈性橡膠體通過(guò)硫化粘接于芯軸和外金屬套上。其整體的靜態(tài)性能為軸向與徑向剛度比為1∶2.5～3.2，且外金屬套2為等分的分瓣式結(jié)構(gòu)，可以是三瓣式結(jié)構(gòu)或多瓣式結(jié)構(gòu)，在瓣與瓣之間有一軸向的壓縮槽，并且，為保證所需的壓裝力，金屬外套與安裝孔為小過(guò)盈配合安裝。

2、專利號(hào)為CN200820072284，名稱為“高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置” 實(shí)用新型專利，該專利公開(kāi)了一種高速動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置，包括軸箱、連接塊、橡膠節(jié)點(diǎn)、軸箱彈簧，軸箱為分體式，由上軸箱和下軸箱兩部分構(gòu)成，軸箱上設(shè)有安全擋板，軸箱彈簧與軸箱之間設(shè)有疊層彈簧。

3、專利號(hào)為CN201210084417， 名稱為“一種轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置，它包括一定位轉(zhuǎn)臂、一軸箱體、一構(gòu)架定位轉(zhuǎn)臂座、一軸箱彈簧、一軸箱橡膠墊組成、一單向軸箱油壓減振器和一構(gòu)架；所述定位轉(zhuǎn)臂一端通過(guò)螺栓固定在所述軸箱體的承載座上，另一端通過(guò)彈性節(jié)點(diǎn)與所述構(gòu)架定位轉(zhuǎn)臂座連接，構(gòu)成鉸接臂；位于所述軸箱體頂部和架構(gòu)之間設(shè)置有所述軸箱彈簧，并在所述軸箱體與所述軸箱彈簧之間增設(shè)有所述軸箱橡膠墊組成；位于所述定位轉(zhuǎn)臂端部與所述構(gòu)架端部通過(guò)所述單向軸箱油壓減震器連接。

3、專利號(hào)為US19920892713， 名稱為“Axle box suspension with resilient elements adhered to the movable components such that all relative movement between the components occurs by deformation of the resilient elements”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)了一種軸箱懸掛裝置，該裝置軸箱一端為轉(zhuǎn)臂，轉(zhuǎn)臂通過(guò)彈性元件連接到車架，使縱向，橫向和垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸和車架之間可以通過(guò)變形的彈性元件和轉(zhuǎn)軸之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臂無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，使車輛的行駛穩(wěn)定性大大提高。此外，由于軸箱懸掛設(shè)有相對(duì)滑動(dòng)部件之間限定或間隙，有效的降低或消除長(zhǎng)期的磨損，減少零件的替換，維護(hù)更加便利。

上述這些專利雖然都涉及到轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的一些結(jié)構(gòu)改進(jìn)，但是都沒(méi)有提出具體的如何通過(guò)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度調(diào)整，來(lái)提高轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中轉(zhuǎn)臂的性能，防止車軸軸承的磨損。

同時(shí)，我們通過(guò)對(duì)現(xiàn)有車軸軸承磨損的研究，我們發(fā)現(xiàn)之所以會(huì)出現(xiàn)車軸軸承磨損，主要是車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)，輪對(duì)會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生很大的橫向載荷，由于轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)是連接一系轉(zhuǎn)臂軸和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的連接件，所以對(duì)軸箱及軸箱內(nèi)的軸承具有很大的限制性作用，目前的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向（徑向）剛度和偏轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，這將會(huì)使輪對(duì)會(huì)對(duì)鋼軌橫向載荷進(jìn)一步加大；同時(shí)，鋼軌也會(huì)對(duì)輪對(duì)產(chǎn)生同樣大的橫向反作用力，從而磨耗輪緣；同樣，這種橫向載荷也會(huì)增大軸箱內(nèi)部的軸承的橫向載荷，從而造成軸箱內(nèi)部的軸承磨損加重。因此要減少軸箱內(nèi)部的軸承磨損，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度是十分有益的，但是如果轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度降低過(guò)多，將使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)連接軸箱與構(gòu)架的連接限制作用受到影響；這樣車輛將會(huì)出現(xiàn)車輛蛇形運(yùn)動(dòng)，降低平穩(wěn)性，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)出現(xiàn)脫軌。因此如何選擇合適的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)縱向（徑向）剛度成為了有效防止軸箱內(nèi)部的軸承磨損的關(guān)鍵。而轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)縱向（徑向）剛度的選擇很大程度上取決于轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層的選擇，一般對(duì)于轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層的設(shè)計(jì)都主要是從橡膠層的縱向與軸向剛度比來(lái)考慮的，將其徑向/軸向剛度比(簡(jiǎn)稱徑/軸剛度比)一般限于7∶ 1左右，而且都是通過(guò)改變橡膠層的布局斜面結(jié)構(gòu)和方式考慮比較多。但是在研究中發(fā)現(xiàn)，由于轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)采取的是兩節(jié)組合結(jié)構(gòu)，所以兩節(jié)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的對(duì)稱度，錐軸與錐孔的配合,及其轉(zhuǎn)向架四個(gè)節(jié)點(diǎn)及他部件的累積公差,造成節(jié)點(diǎn)安裝后轉(zhuǎn)臂與構(gòu)架偏心,從而增加了節(jié)點(diǎn)的橫向和偏轉(zhuǎn)載荷,這將增加輪對(duì)磨耗等問(wèn)題，從而增加軸箱內(nèi)部的軸承磨損。實(shí)際上目前我們?cè)诖_定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層的設(shè)計(jì)時(shí)只考慮徑向/軸向剛度比是不夠的，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中所承受的是同時(shí)存在徑向、軸向、偏轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)載荷，屬于復(fù)合承載元件，因此應(yīng)該從徑向、軸向、偏轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)四個(gè)方面對(duì)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)進(jìn)行限定才比較真實(shí)。

此外，我們通過(guò)分析研究還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)主要是傳遞縱向牽引力，在橫向和縱向引導(dǎo)輪對(duì)，而不限制一系鋼彈簧垂直方向上的位移，且對(duì)于軸箱頂置式的一系轉(zhuǎn)臂式軸箱來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)幾乎不承受垂向載荷，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)所希望的橫向和垂向的剛度是不一樣的。為了滿足這種需求目前一般都是通過(guò)在轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層較小載荷的方向上挖出一些孔或槽，形成空實(shí)向相結(jié)合的橡膠體結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這樣做會(huì)給安裝帶來(lái)很大的麻煩，安裝時(shí)需要對(duì)準(zhǔn)方向安裝，否則將達(dá)不到所希望的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有機(jī)車轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中經(jīng)常出現(xiàn)車軸軸承磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，提出一種防止或降低機(jī)車車軸軸承磨損的方法及轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)，該方法及轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)通過(guò)改變轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的部分結(jié)構(gòu)有效降低車軸軸承磨損。

為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提供了一種通過(guò)改變轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度防止軸箱軸承磨損的方法，為通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度防止軸箱軸承磨損的方法，采用兩節(jié)錐形內(nèi)孔轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)組合結(jié)構(gòu)，并通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度下降，同時(shí)通過(guò)增加軸向剛度，避免扭轉(zhuǎn)剛度下降，有效降低車軸軸承磨損。

進(jìn)一步地，所述的通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和偏轉(zhuǎn)剛度是首先根據(jù)轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度和鋼簧的垂向變形，計(jì)算出轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)角；再根據(jù)轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度和鋼簧的橫向變形，計(jì)算出轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)角度；再根據(jù)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角度確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、偏轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，然后根據(jù)車輛的橫向載荷和垂向載荷，利用有限元計(jì)算出轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)所需的縱向剛度、軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和偏轉(zhuǎn)剛度；最后根據(jù)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、偏轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，以及軸向剛度確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度，通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度偏轉(zhuǎn)剛度下降，并通過(guò)控制縱向剛度降低偏轉(zhuǎn)剛度，同時(shí)通過(guò)增加軸向剛度，保證扭轉(zhuǎn)剛度不下降。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度與轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、偏轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，以及軸向剛度的關(guān)系是成反比關(guān)系，參照經(jīng)驗(yàn)公式為：

橡膠層厚度=Ea?Ec?Et?Er?1/( Ka?Kc?Kt?Kr)

式中：Ea——軸向剛度彈性模量修正系數(shù)；

Ec——偏轉(zhuǎn)剛度彈性模量修正系數(shù)；

Et——扭轉(zhuǎn)剛度彈性模量修正系數(shù)；

Er——縱向剛度彈性模量修正系數(shù)；

Ka——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的軸向剛度；

Kc——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)剛度；

Kt——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)剛度；

Kr——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度；

其中，徑向剛度Er的取值范圍為：0.55~0.6；軸向剛度Ea的取值范圍為：0.75~0.8；偏轉(zhuǎn)剛度Ec的取值范圍為：0.7~0.75；扭轉(zhuǎn)剛度Et 的取值范圍為：0.75~0.8。

進(jìn)一步地，所述的通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度是將轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度調(diào)整到22-30mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在35-60mm。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在25-28mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在38-45mm。

進(jìn)一步地，所述的使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度下降是通過(guò)將轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度控制在11-13KN.mm^-1，從而減少車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)的橫向載荷，減少軸箱內(nèi)部的軸承磨損。

進(jìn)一步地，所述的增加軸向剛度是通過(guò)適當(dāng)提高轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的軸向剛度，來(lái)降低轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，將軸向剛度控制在6-8KN.mm^-1，同時(shí)保證扭轉(zhuǎn)剛度不下降。

一種轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)由兩節(jié)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的彈性橡膠件組合形成，包括左金屬外套和左金屬內(nèi)套，在左金屬外套和左金屬內(nèi)套之間整體硫化有左橡膠層，以及右金屬外套和右金屬內(nèi)套，在右金屬外套和右金屬內(nèi)套之間整體硫化有右橡膠層；左橡膠層和右橡膠層分別相向斜向布置，左金屬內(nèi)套與右金屬內(nèi)套的內(nèi)孔也分別為錐孔相向布置；其特征在于，左橡膠層和右橡膠層的厚度均在22-30mm，左橡膠層和右橡膠層的長(zhǎng)度在35-60mm。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在25-28mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在38-45mm。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在27mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在40mm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明是在經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用的轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中經(jīng)常出現(xiàn)車軸軸承磨損嚴(yán)重的問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)研究后，發(fā)現(xiàn)車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)，輪對(duì)會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生很大的橫向載荷，如果轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度過(guò)大，將會(huì)使橫向載荷進(jìn)一步加大，加速軸箱內(nèi)部的軸承磨損的實(shí)際情況，提出通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度防止軸箱軸承磨損的方法，這在目前的實(shí)際應(yīng)用中很少?gòu)南鹉z層的厚度來(lái)考慮，但我們通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)橡膠層的厚度選擇對(duì)于改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)徑向/軸向剛度比是十分重要的，而且如果想要既降低轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)徑向剛度，同時(shí)增加軸向剛度通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度是很有幫助的。根據(jù)這種情況，我們經(jīng)過(guò)多種方案的分析研究提出改進(jìn)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度調(diào)整轉(zhuǎn)臂式軸箱定位，減少車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)的橫向載荷，防止或降低軸箱內(nèi)部的軸承磨損。本發(fā)明采取兩節(jié)式錐形組合結(jié)構(gòu)，并通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)扭轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角度來(lái)確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，再由轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的厚度，保證轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)每一節(jié)的厚度在25-28mm，且每一節(jié)橡膠層的長(zhǎng)度在38-45mm，保證轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度控制在11-13KN.mm^-1，以及軸向剛度控制在6-8KN.mm^-1范圍之內(nèi)，提高轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的軸向剛度，降低徑向剛度，試驗(yàn)證明可以有效防止或降低軸箱內(nèi)部的軸承磨損。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的組合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明單一節(jié)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

附圖1給出了本發(fā)明的原理示意，從附圖中可以看出，本發(fā)明涉及通過(guò)改變轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度防止軸箱軸承磨損的方法，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度防止軸箱軸承磨損的方法，采用兩節(jié)錐形內(nèi)孔轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)組合結(jié)構(gòu)，并通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度下降，同時(shí)通過(guò)增加軸向剛度，避免扭轉(zhuǎn)剛度下降，有效降低車軸軸承磨損。

進(jìn)一步地，所述的通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和偏轉(zhuǎn)剛度是首先根據(jù)轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度和鋼簧的垂向變形，計(jì)算出轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)角；再根據(jù)轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度和鋼簧的橫向變形，計(jì)算出轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)角度；再根據(jù)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角度確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、偏轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，然后根據(jù)車輛的橫向載荷和垂向載荷，利用有限元計(jì)算出轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)所需的縱向剛度、軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和偏轉(zhuǎn)剛度；最后根據(jù)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、偏轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，以及軸向剛度確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度，通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度下降，同時(shí)通過(guò)增加軸向剛度，保證扭轉(zhuǎn)剛度不下降。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度與轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度、偏轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，以及軸向剛度的關(guān)系是成反比關(guān)系，參照經(jīng)驗(yàn)公式為：

橡膠層厚度=Ea?Ec?Et?Er?1/( Ka?Kc?Kt?Kr)

式中：Ea——軸向剛度彈性模量修正系數(shù)；

Ec——偏轉(zhuǎn)剛度彈性模量修正系數(shù)；

Et——扭轉(zhuǎn)剛度彈性模量修正系數(shù)；

Er——縱向剛度彈性模量修正系數(shù)；

Ka——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的軸向剛度；

Kc——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)剛度；

Kt——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)剛度；

Kr——轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度；

其中，徑向剛度Er的取值范圍為：0.55~0.6；軸向剛度Ea的取值范圍為：0.75~0.8；偏轉(zhuǎn)剛度Ec的取值范圍為：0.7~0.75；扭轉(zhuǎn)剛度Et 的取值范圍為：0.75~0.8。

進(jìn)一步地，所述的通過(guò)增加轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度是將轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度調(diào)整到22-30mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在35-60mm。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在25-28mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在38-45mm。

進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在27mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在40mm。

進(jìn)一步地，所述的使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度下降是通過(guò)將轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度控制在11-13KN.mm^-1，并通過(guò)控制縱向剛度降低偏轉(zhuǎn)剛度，從而減少車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)的橫向載荷，減少軸箱內(nèi)部的軸承磨損。

進(jìn)一步地，所述的增加軸向剛度是通過(guò)適當(dāng)提高轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的軸向剛度，來(lái)降低轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，將軸向剛度控制在6-8KN.mm^-1，同時(shí)保證扭轉(zhuǎn)剛度不下降。

實(shí)施例一

附圖1和2給出了本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例；一種轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)由兩節(jié)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的彈性橡膠件組合形成，包括左金屬外套2和左金屬內(nèi)套1，在左金屬外套2和左金屬內(nèi)套1之間整體硫化有左橡膠層3，以及右金屬外套4和右金屬內(nèi)套5，在右金屬外套4和右金屬內(nèi)套5之間整體硫化有右橡膠層6；左金屬內(nèi)套1與右金屬內(nèi)套5的內(nèi)孔分別為錐孔相向布置，即錐孔的大頭在外，錐孔的小頭在內(nèi)背靠背緊貼靠在一起；其特征在于，左橡膠層3和右橡膠層6分別相向斜向布置，兩節(jié)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)組合起來(lái)后形成“八字”形的截面，左橡膠層和右橡膠層的厚度H均在22-30mm，左橡膠層和右橡膠層的長(zhǎng)度L在35-60mm。通過(guò)增加橡膠層的厚度，來(lái)改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，使得轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度下降，同時(shí)通過(guò)增加軸向剛度，保證扭轉(zhuǎn)剛度不下降。

實(shí)施例二

實(shí)施例二與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本一樣，只是所增加的橡膠層厚度不一樣，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在25-28mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在38-45mm。

實(shí)施例三

實(shí)施例三與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本一樣，只是所增加的橡膠層厚度不一樣，轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度控制在27mm；橡膠層長(zhǎng)度控制在40mm。

上述所列實(shí)施例，只是結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述；顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明是在經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用的轉(zhuǎn)臂式軸箱定位中經(jīng)常出現(xiàn)車軸軸承磨損嚴(yán)重的問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)研究后，發(fā)現(xiàn)車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)，輪對(duì)會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生很大的橫向載荷，如果轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，將會(huì)使橫向載荷進(jìn)一步加大，加速軸箱內(nèi)部的軸承磨損的實(shí)際情況，提出通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度防止軸箱軸承磨損的方法，這在目前的實(shí)際應(yīng)用中很少?gòu)南鹉z層的厚度來(lái)考慮，但我們通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)橡膠層的厚度選擇對(duì)于改變轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)徑向/軸向剛度比是十分重要的，而且如果想要既降低轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)徑向，同時(shí)增加軸向剛度通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)橡膠層厚度是很有幫助的。根據(jù)這種情況，我們經(jīng)過(guò)多種方案的分析研究提出改進(jìn)轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度調(diào)整轉(zhuǎn)臂式軸箱定位，減少車輛在高速通過(guò)曲線時(shí)的橫向載荷，防止或降低軸箱內(nèi)部的軸承磨損。本發(fā)明采取兩節(jié)式錐形組合結(jié)構(gòu)，并通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)扭轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角度來(lái)確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度，再由轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度和偏轉(zhuǎn)剛度確定轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的厚度，保證轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)每一節(jié)的厚度在25-28mm，且每一節(jié)橡膠層的長(zhǎng)度在38-45mm，保證轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的縱向剛度控制在11-13KN.mm^-1，并通過(guò)控制縱向剛度降低偏轉(zhuǎn)剛度，以及軸向剛度控制在6-8KN.mm^-1范圍之內(nèi)，提高轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)的軸向剛度，降低徑向剛度，試驗(yàn)證明可以有效防止或降低軸箱內(nèi)部的軸承磨損。