Уплотняющее устройство для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи и колесная пара с возможностью изменения ширины колеи - RU2759204C1

Чертежи

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[001] Настоящая заявка испрашивает приоритет китайской заявки № 201910012719X, поданной 7-го января 2019 г. и озаглавленной «Sealing Apparatus for Gauge-Changing Wheelset and Gauge-Changing Wheelset», раскрытие которой полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[002] Настоящая заявка относится к технической области изменения ширины колеи железнодорожного транспортного средства и, в частности, к уплотняющему устройству для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи, а также колесной паре с возможностью изменения ширины колеи.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[003] В связи с быстрым развитием мировой экономической интеграции международная перевозка пассажиров и грузов в последние годы стремительно растет. Однако вследствие разных значений ширины рельсовой колеи в разных странах международная перевозка по железной дороге значительно затрудняется. Для решения проблемы, заключающейся в том, что вследствие разной ширины рельсовой колеи в разных странах затрудняется международная перевозка по железной дороге, предлагается колесная пара с возможностью изменения ширины колеи, то есть при движении по железной дороге в другой стране у поезда меняют расстояние между колесами его собственной колесной пары для подгонки к ширине колеи железной дороги другой страны.

[004] Во время процесса изменения ширины колеи механизм скольжения на колесной паре будет скользить относительно корпуса буксы под воздействием толкания наземного направляющего рельса. Традиционная уплотняющая конструкция не может применяться к колесным парам с возможностью изменения ширины колеи. Следовательно, актуальная проблема, которую необходимо решить, заключается в том, как обеспечить уплотнение между механизмом скольжения и корпусом буксы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[005] (I) Технические проблемы, которые необходимо решить

[006] Настоящее изобретение предназначено для решения по меньшей мере одной из технических проблем существующего уровня техники или связанных технологий.

[007] Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении уплотняющего устройства для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи для обеспечения уплотнения между механизмом скольжения и корпусом буксы, тем самым улучшая уплотняющую среду и увеличивая эффекты уплотнения.

[008] (II) Технические решения

[009] Для решения технических проблем, упомянутых выше, в настоящем изобретении представлено уплотняющее устройство для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи. Уплотняющее устройство расположено между механизмом скольжения колесной пары с возможностью изменения ширины колеи и задней крышкой буксы корпуса буксы, при этом механизм скольжения выполнен с возможностью движения в осевом направлении относительно корпуса буксы и выполнен с возможностью вращения относительно корпуса буксы. Уплотняющее устройство содержит скользящее уплотнение и вращающееся уплотнение, при этом скользящее уплотнение содержит скользящее кольцо, надетое снаружи механизма скольжения и герметично соединенное с задней крышкой буксы, внутренняя стенка скользящего кольца снабжена в осевом направлении сквозным пазом, а наружная стенка механизма скольжения снабжена в осевом направлении выступом, который скользящим образом стыкуется со сквозным пазом; вращающееся уплотнение содержит уплотняющую перегородку, прикрепленную к наружной стороне задней крышки буксы, причем наружная стенка скользящего кольца снабжена по окружности кольцевым пазом, и нижний конец уплотняющей перегородки проходит в кольцевой паз.

[0010] В варианте осуществления настоящего изобретения уплотняющее устройство дополнительно содержит первое уплотнительное кольцо, задняя крышка буксы снабжена осевым сквозным отверстием, а также снабжена первым установочным пазом на внутренней окружности осевого сквозного отверстия, наружная окружность первого уплотнительного кольца установлена посредством посадки в первый установочный паз, и внутренняя окружность первого уплотнительного кольца прижата к наружной окружности скользящего кольца.

[0011] В варианте осуществления настоящего изобретения наружная стенка механизма скольжения снабжена в осевом направлении позиционирующим пазом, в котором расположена позиционирующая шпонка, выступающая из позиционирующего паза, с образованием выступа.

[0012] В варианте осуществления настоящего изобретения внутренняя стенка скользящего кольца снабжена по окружности множеством сквозных пазов, а наружная стенка механизма скольжения снабжена по окружности выступами, соответствующими сквозным пазам в отношении один к одному.

[0013] В варианте осуществления настоящего изобретения внутренняя стенка скользящего кольца снабжена по окружности двумя сквозными пазами, и два сквозных паза расположены на двух радиальных сторонах внутренней стенки скользящего кольца.

[0014] В варианте осуществления настоящего изобретения уплотняющая перегородка содержит первую перегородку и вторую перегородку, примыкающие конец к концу с образованием кольца, и внутренняя окружность кольца, образованная посредством примыкания первой перегородки ко второй перегородке, расположена в кольцевом пазе скользящего кольца.

[0015] В варианте осуществления настоящего изобретения первая перегородка и вторая перегородка имеют поперечные сечения L-образной формы, при этом короткая сторона L-образной формы закреплена на наружной окружности задней крышки буксы крепежными элементами, а длинная сторона L-образной формы расположена вблизи наружной стороны задней крышки буксы.

[0016] В варианте осуществления настоящего изобретения второе уплотнительное кольцо расположено между скользящим кольцом и механизмом скольжения, и второе уплотнительное кольцо неподвижно вставлено во второй установочный паз на наружной окружности механизма скольжения.

[0017] В варианте осуществления настоящего изобретения также представлена колесная пара с возможностью изменения ширины колеи, содержащая механизмы скольжения, корпусы буксы и уплотняющее устройство для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи, при этом уплотняющее устройство расположено между механизмом скольжения и задней крышкой буксы корпуса буксы и выполнено с возможностью обеспечения скользящего в осевом направлении уплотнения и вращающегося уплотнения механизма скольжения.

[0018] В варианте осуществления настоящего изобретения колесная пара с возможностью изменения ширины колеи дополнительно содержит колеса и ось, причем колеса расположены с возможностью скольжения на обоих концах оси, при этом механизмы скольжения соответствующим образом соединены с колесами и расположены в корпусах буксы на обоих концах оси, причем колеса блокируются и разблокируются посредством механизмов скольжения, и при этом механизм скольжения содержит внутреннюю втулку, надетую на ось и находящуюся в посадке с зазором на оси, и уплотняющее устройство расположено между внутренней втулкой и задней крышкой буксы корпуса буксы.

[0019] (III) Положительные эффекты

[0020] По сравнению с существующим уровнем техники настоящее изобретение имеет по меньшей мере следующие преимущества:

в вариантах осуществления настоящего изобретения представлено уплотняющее устройство для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи, причем уплотняющее устройство расположено между механизмом скольжения колесной пары с возможностью изменения ширины колеи и задней крышкой буксы корпуса буксы, при этом уплотняющее устройство содержит скользящее уплотнение и вращающееся уплотнение, при этом скользящее уплотнение содержит скользящее кольцо, надетое снаружи механизма скольжения и герметично соединенное с задней крышкой буксы, внутренняя стенка скользящего кольца снабжена в осевом направлении сквозным пазом, а наружная стенка механизма скольжения снабжена в осевом направлении выступом, который скользящим образом стыкуется со сквозным пазом. Когда механизм скольжения движется, выступ движется вдоль сквозного паза, чтобы обеспечить возможность совместного вращения и скольжения скользящего кольца и механизма скольжения вдоль осевого направления относительно друг друга; вращающееся уплотнение содержит уплотняющую перегородку, прикрепленную к наружной стороне задней крышки буксы, причем наружная стенка скользящего кольца снабжена по окружности кольцевым пазом, и нижний конец уплотняющей перегородки проходит в кольцевой паз для обеспечения расположения в осевом направлении скользящего кольца, таким образом скользящее кольцо не движется в осевом направлении; следовательно, скользящее кольцо может вращаться только по окружности относительно задней крышки буксы и может скользить только в осевом направлении относительно механизма скольжения. Для уплотняющего устройства уплотнение с двумя степенями свободы разделяется на двухступенчатое уплотнение с одной степенью свободы, в котором каждый слой уплотнения предназначен только для относительного сдвига или относительного вращения, чтобы улучшить уплотняющую среду и увеличить эффекты уплотнения. Это также способствует оптимизации уплотнений при единственном факторе воздействия и, наконец, осуществлению уплотнение со сложной конструкцией со степенями свободы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0021] На фиг. 1 показан вид в разрезе в осевом направлении уплотняющего устройства для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0022] на фиг. 2 показан частичный увеличенный вид области A на фиг. 1;

[0023] на фиг. 3 показан вид спереди скользящего кольца в уплотняющем устройстве для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0024] на фиг. 4 показан вид в разрезе области A–A на фиг. 3.

[0025] Ссылочные позиции:

1: корпус буксы; 2: задняя крышка буксы; 3: механизм скольжения; 31: внутренняя втулка; 32: роликовый подшипник; 33: внешняя втулка; 34: позиционирующая шпонка; 4: скользящее кольцо; 41: сквозной паз; 42: кольцевой паз; 5: уплотняющая перегородка; 6: первое уплотнительное кольцо; 7: второе уплотнительное кольцо; 8: ось.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0026] Конкретные варианты осуществления настоящей заявки дополнительно подробно описаны ниже в связи с графическими материалами и вариантами осуществления. Представленные ниже варианты осуществления предназначены для иллюстрации настоящей заявки, но не предназначены для ограничения объема настоящей заявки.

[0027] В описании настоящей заявки следует отметить, что ориентация или взаимные расположения, обозначенные такими терминами, как «центральный», «продольный», «боковой», «верхний», «нижний», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верх», «низ», «внутри», «снаружи» и т. п., основаны на ориентации или взаимных расположениях, показанных на графических материалах, и используются только для удобства описания настоящей заявки, упрощая описание, а не указывая или подразумевая, что указанные устройство или компоненты должны иметь конкретную ориентацию, быть выполнены или работать в конкретной ориентации и, следовательно, не должны считаться ограничивающими настоящую заявку. Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т. п. используются только для целей описания и не должны считаться указывающими или подразумевающими относительную важность.

[0028] В описании настоящей заявки следует отметить, что, пока явным образом не утверждено и обозначено иное, термины «установленный», «соединенный с» и «соединенный» следует понимать в широком смысле, например, можно либо соединять неподвижно, либо с возможностью отделения, или можно соединять как одно целое; можно соединять механически или соединять электрически; можно соединять непосредственно или соединять опосредованно с помощью промежуточного элемента или связи между внутренним пространством двух элементов. Специалист в данной области техники может понимать конкретные значения терминов, представленных выше в настоящей заявке, в соответствии с конкретными условиями.

[0029] В дополнение, в описании настоящей заявки термины «несколько», «множество» и «несколько групп» обозначают два или более, если не указано иное.

[0030] Как показано на фиг. 1–4, в варианте осуществления настоящего изобретения представлено уплотняющее устройство для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи. Колесная пара с возможностью изменения ширины колеи содержит механизм 3 скольжения и корпус 1 буксы. Механизм 3 скольжения может двигаться вперед и назад относительно осевого направления корпуса 1 буксы для удовлетворения требований изменения ширины колеи. Для соответствия основным требованиям уплотнения корпуса 1 буксы один конец корпуса 1 буксы снабжен передней крышкой буксы, а другой конец корпуса 1 буксы снабжен задней крышкой 2 буксы. Механизм 3 скольжения расположен в корпусе 1 буксы, выходит из задней крышки 2 буксы и соединен с колесом. Во время нормальной работы колесной пары с возможностью изменения ширины колеи механизм 3 скольжения вращается с колесом, и корпус 1 буксы закреплен напротив него, таким образом механизм 3 скольжения может вращаться относительно корпуса 1 буксы, то есть механизм 3 скольжения имеет вращательную степень свободы и поступательную степень свободы для движения вдоль буксы 1. Уплотняющее устройство расположено между механизмом 3 скольжения колесной пары с возможностью изменения ширины колеи и задней крышкой 2 буксы корпуса 1 буксы; в варианте осуществления уплотняющее устройство содержит скользящее уплотнение и вращающееся уплотнение, при этом скользящее уплотнение содержит скользящее кольцо 4, надетое снаружи механизма 3 скольжения и герметично соединенное с задней крышкой 2 буксы. Как показано на фиг. 3, внутренняя стенка скользящего кольца 4 снабжена в осевом направлении сквозным пазом 41, а наружная стенка механизма 3 скольжения снабжена в осевом направлении выступом, который скользящим образом стыкуется со сквозным пазом 41. Когда механизм 3 скольжения движется, выступ перемещается вдоль сквозного паза 41, чтобы обеспечить возможность совместного вращения и скольжения скользящего кольца 4 и механизма 3 скольжения относительно друг друга вдоль осевого направления; вращающееся уплотнение содержит уплотняющую перегородку 5, прикрепленную к наружной стороне задней крышки 2 буксы. Как показано на фиг. 4, наружная стенка скользящего кольца 4 снабжена по окружности кольцевым пазом 42, и нижний конец уплотняющей перегородки 5 проходит в кольцевой паз 42 для обеспечения расположения в осевом направлении скользящего кольца 4, таким образом скользящее кольцо 4 не движется в осевом направлении, в результате чего скользящее кольцо 4 может вращаться только по окружности относительно задней крышки 2 буксы и может скользить только в осевом направлении относительно механизма 3 скольжения. В настоящем изобретении уплотнение с двумя степенями свободы разделяется на двухступенчатое уплотнение с одной степенью свободы, при которой каждый слой уплотнения предназначен только для относительного сдвига или относительного вращения, чтобы улучшить уплотняющую среду и увеличить эффекты уплотнения. Это также способствует оптимизации уплотнений при факторе единственного воздействия, чтобы наконец уплотнить сложную конструкцию со степенями свободы.

[0031] В варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, для обеспечения уплотняющего соединения между задней крышкой 2 буксы и скользящим кольцом 4 также предусмотрено первое уплотнительное кольцо 6. Первое уплотнительное кольцо 6 может представлять собой резиновое уплотнительное кольцо, задняя крышка 2 буксы снабжена осевым сквозным отверстием, а также снабжена первым установочным пазом на внутренней окружности осевого сквозного отверстия. Первое установочное отверстие является круглым, наружная окружность первого уплотнительного кольца 6 установлена посредством посадки в первый установочный паз, и внутренняя окружность первого уплотнительного кольца 6 прижата к наружной окружности скользящего кольца 4. Когда скользящее кольцо 4 вращается, наружная окружность скользящего кольца 4 герметично соединена с возможностью вращения с первым уплотнительным кольцом 6.

[0032] В варианте осуществления настоящего изобретения для упрощения образования выступа наружная стенка механизма 3 скольжения снабжена в осевом направлении позиционирующим пазом, в котором расположена позиционирующая шпонка 34, выступающая из позиционирующего паза, причем длина позиционирующей шпонки 34 совпадает с длиной позиционирующего паза, а толщина позиционирующей шпонки 34 больше глубины позиционирующего паза, таким образом после установки позиционирующей шпонки 34 в позиционирующем пазе верхняя поверхность позиционирующей шпонки 34 находится выше позиционирующего паза для образования выступа, посредством которого скользящее кольцо 4 и механизм 3 скольжения могут вращаться вместе, и выступ не ограничивает осевое движение механизма 3 скольжения.

[0033] В варианте осуществления настоящего изобретения один сквозной паз 41 может быть расположен в направлении по окружности внутренней стенки скользящего кольца 4, но для равномерного распределения силы на скользящем кольце 4 несколько сквозных пазов 41 предпочтительно расположены в направлении по окружности внутренней стенки скользящего кольца 4. Несколько сквозных пазов 41 могут быть равномерно распределены на внутренней стенке скользящего кольца 4 вдоль направления по окружности, а выступы, соответствующие сквозным пазам 41 в отношении один к одному, предусмотрены на наружной стенке механизма 3 скольжения вдоль направления по окружности.

[0034] В варианте осуществления настоящего изобретения для упрощения конструкции внутренняя стенка скользящего кольца 4 снабжена по окружности двумя сквозными пазами 41, которые расположены на двух радиальных сторонах внутренней стенки скользящего кольца 4.

[0035] В варианте осуществления настоящего изобретения для состыковки с кольцевым пазом 42 снаружи скользящего кольца 4 и полного уплотнения кольцевого паза 42 в направлении по окружности уплотняющая перегородка 5 содержит первую перегородку и вторую перегородку, примыкающие конец к концу с образованием кольца. Уплотняющая перегородка 5 разделена на первую перегородку и вторую перегородку, чтобы упростить установку сверху вниз, и внутренняя окружность кольца, образованная посредством примыкания первой перегородки ко второй перегородке, расположена в кольцевом пазе 42 скользящего кольца 4. Когда скользящее кольцо 4 вращается, внутренняя окружность первой перегородки и второй перегородки уплотнена с возможностью вращения с кольцевым пазом 42.

[0036] В варианте осуществления настоящего изобретения первая перегородка и вторая перегородка имеют поперечные сечения L-образной формы в радиальном направлении, при этом короткая сторона L-образной формы закреплена на наружной окружности задней крышки 2 буксы крепежными элементами, такими как болты, а длинная сторона L-образной формы расположена вблизи наружной стороны задней крышки 2 буксы и проходит в кольцевой паз 42.

[0037] В варианте осуществления настоящего изобретения между скользящим кольцом 4 и механизмом 3 скольжения предусмотрен узкий промежуток, который выполняет функцию лабиринтного уплотнения. Как показано на фиг. 2, второе уплотнительное кольцо 7, такое как резиновое уплотнительное кольцо круглого сечения, расположено между скользящим кольцом 4 и механизмом 3 скольжения, и второе уплотнительное кольцо 7 неподвижно вставлено во второй установочный паз на наружной окружности механизма 3 скольжения. Когда скользящее кольцо 4 движется, внутренняя окружность скользящего кольца 4 находится в плотном контакте со вторым уплотнительным кольцом 7 для дополнительного увеличения эффектов уплотнения.

[0038] В варианте осуществления настоящего изобретения также представлена колесная пара с возможностью изменения ширины колеи, которая содержит механизмы 3 скольжения, корпусы 1 буксы и вышеупомянутое уплотняющее устройство для колесной пары с возможностью изменения ширины колеи. Уплотняющее устройство расположено между механизмом 3 скольжения и задней крышкой 2 буксы корпуса 1 буксы и выполнено с возможностью обеспечения осевого скользящего уплотнения и вращающегося уплотнения механизма скольжения. В настоящем изобретении уплотнение выполнено для каждой одной степени свободы отдельно посредством разделения степеней свободы, тем самым снижая сложность обеспечения уплотнения и обеспечивая характеристику высокоскоростной работы колесной пары с возможностью изменения ширины колеи, в то же время обеспечивая уплотняющую характеристику для движения с несколькими степенями свободы.

[0039] В варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, колесная пара с возможностью изменения ширины колеи дополнительно содержит колеса и ось 8, и колеса расположены с возможностью скольжения на обоих концах оси 8. В варианте осуществления колесо снабжено внутренними шлицами на его внутренней окружности, ось 8 снабжена наружными шлицами на обоих ее концах, и колеса стыкуются и соединены с двумя концами оси 8 посредством внутренних шлицев и наружных шлицев, что является удобным как для передачи крутящего момента, так и для движения колес. Механизмы 3 скольжения соответствующим образом соединены с колесами и расположены в корпусах 1 буксы на обоих концах оси 8. Колесо блокируется и разблокируется посредством механизма 3 скольжения. Механизм 3 скольжения содержит внутреннюю втулку 31, надетую на ось 8 и находящуюся в посадке с зазором на оси 8, и уплотняющее устройство расположено между внутренней втулкой 31 и задней крышкой 2 буксы, таким образом, выступ расположен снаружи внутренней втулки 31, а позиционирующий паз расположен на внутренней втулке 31; конец внутренней втулки 31, направленный к колесу, проходит за пределы корпуса 1 буксы и неподвижно соединен с колесом посредством крепежных элементов, и пространство для изменения ширины колеи оставлено между проходящим концом внутренней втулки 31 и осью 8, чтобы обеспечить, чтобы внутренняя втулка 31 имела достаточно расстояния для движения вдоль оси 8 без задевания оси 8 при изменении ширины колеи. Механизм 3 скольжения дополнительно содержит роликовый подшипник 32 и внешнюю втулку 33, и при этом внутренняя втулка 31, роликовый подшипник 32 и внешняя втулка 33 плотно соединены в последовательности от внутренней стороны к внешней стороне. Когда колесо вращается, внутренняя втулка 31 и внутреннее кольцо роликового подшипника 32 поворачиваются с колесом, тогда как внешняя втулка 33 и наружное кольцо роликового подшипника 32 остаются относительно неподвижными. Внешняя втулка 33 и внутренняя поверхность корпуса 1 буксы находятся в посадке с зазором, таким образом внешняя втулка 33, внутренняя втулка 31 и роликовый подшипник 32 могут двигаться вдоль корпуса 1 буксы как одно целое. Вследствие расположения уплотняющего устройства между внутренней втулкой 31 и задней крышкой 2 буксы корпуса 1 буксы, можно достичь качественного уплотнения, когда внутренняя втулка 31 движется или вращается, и каждый слой уплотнения предусмотрен только для относительного сдвига или относительного вращения, тем самым улучшая уплотняющую среду и увеличивая эффекты уплотнения.

[0040] Как можно увидеть из представленных выше вариантов осуществления в настоящем изобретении уплотнение выполнено для каждой одной степени свободы отдельно посредством разделения степеней свободы, таким образом снижая сложность обеспечения уплотнения и обеспечивая высокоскоростную характеристику колесной пары с возможностью изменения ширины колеи, в то же время обеспечивая уплотняющую характеристику для движения с несколькими степенями свободы.

[0041] Представленные выше описания являются лишь предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Любое изменение, эквивалентная замена или улучшение, выполненные в пределах сущности и принципа настоящего изобретения, должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к уплотняющим устройствам колесной пары с возможностью изменения ширины колеи, а также к колесной паре с возможностью изменения ширины колеи. Уплотняющее устройство расположено между механизмом скольжения колесной пары и задней крышкой корпуса буксы. Механизм скольжения выполнен с возможностью осевого перемещения и вращения относительно корпуса буксы. Уплотняющее устройство содержит скользящее и вращающееся уплотнения. Скользящее уплотнение содержит скользящее кольцо. Кольцо надето снаружи механизма скольжения и герметично соединено с задней крышкой буксы. На внутренней стенке кольца выполнен сквозной осевой паз. На наружной стенке механизма скольжения выполнен осевой выступ, состыкованный с пазом. Вращающееся уплотнение содержит уплотняющую перегородку. Перегородка прикреплена к задней крышке буксы. Наружная стенка кольца снабжена кольцевым пазом. Нижний конец перегородки проходит в кольцевой паз. Обеспечивается уплотнение между механизмом скольжения и корпусом буксы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула