CN115195346A - 一种用于变轨距转向架轮对 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于变轨距转向架轮对，涉及机车生产制造技术领域。该用于变轨距转向架轮对，包括：轴箱梁，轴箱梁内壁设置有多个沿车轴的轴向方向设置的锁紧锥槽；轴箱前盖，设置于车轴的轴端外部并连接于轴箱梁；轴箱体，设置于轴箱梁内，轴箱体的外壁设置有锁紧锥台，轴箱体和轴箱前盖的彼此靠近的一侧其中一个设置有限位挡边，另一个设置有限位部，限位挡边用于限位部的限位；滑移机构，分别穿设于轴箱体和车轮；其中，滑移机构配置为带动车轮和轴箱体沿车轴的轴向方向移动，使锁紧锥台选择性卡接于其中一个锁紧锥槽，以在解锁模式和锁紧模式切换，用于车轮变换轨距。该用于变轨距转向架轮对，承载效果好，可靠性好。

Description

一种用于变轨距转向架轮对

技术领域

本发明总体来说涉及机车生产制造技术领域，具体而言，涉及一种用于变轨距转向架轮对。

背景技术

由于世界各国采用不同的铁路轨距制式，例如中国的铁路为标准轨，轨距为1435mm，俄罗斯和大多数东欧、中亚地区国家的铁路为宽轨，轨距为1520mm。在进行跨国联运过程中，国内的客运、货运铁道车辆由标准轨线路运行至宽轨线路时，无法直接通过，需停车更换适应不同轨距要求的转向架。

现有传统的机车轮对或动车组动力轮对都是车轮与车轴通过过盈配合组装在一起，因此轮对内侧距保持不变，仅能满足一种轨距的运行要求。在通过不同轨距线路时，需要停车回库更换适应新轨距的转向架后才能继续运营，存在人力、物力成本增加，耗时长，运营效率低等诸多问题。

现有的国内外的变轨距轮对技术一般只能适应于轴重和牵引力均较小的动车组或客运机车上，虽然变轨机构的结构可以设计较为小巧，以减少在空间布置的难度，但大功率、大轴重机车由于其各向载荷非常大，目前所有的变轨机构均无法满足其强度要求。

发明内容

本发明提供的一种用于变轨距转向架轮对，承载效果好，可靠性好。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于变轨距转向架轮对，包括车轴、车轮及轴箱总装，所述车轴穿设于所述车轮和所述轴箱总装，所述轴箱总装包括：

轴箱梁，所述轴箱梁内壁设置有多个沿所述车轴的轴向方向设置的锁紧锥槽；

轴箱前盖，设置于所述车轴的轴端外部并连接于所述轴箱梁；

轴箱体，设置于所述轴箱梁内，所述轴箱体的外壁设置有锁紧锥台，所述轴箱体和所述轴箱前盖的彼此靠近的一侧其中一个设置有限位挡边，另一个设置有限位部，所述限位挡边用于所述限位部的限位；

滑移机构，分别穿设于所述轴箱体和所述车轮；

其中，所述滑移机构配置为带动所述车轮和所述轴箱体沿所述车轴的轴向方向移动，使所述锁紧锥台选择性卡接于其中一个所述锁紧锥槽，以实现解锁模式和锁紧模式切换，用于所述车轮变换轨距。

在其中一些实施方式中，还包括：

限位轴承，套设于所述车轴的轴端外部并设置于所述车轴和所述轴箱前盖之间；

轴端压盖，设置于所述车轴的端部，所述轴端压盖和所述轴箱前盖分别抵接于所述限位轴承沿所述车轴轴向方向的两端。

在其中一些实施方式中，所述轴箱前盖内设置有轴承安装座，所述轴承安装座为长圆孔结构，所述轴承安装座用于安装所述限位轴承，所述限位轴承被配置为在所述轴承安装座内沿所述车轴的径向方向移动。

在其中一些实施方式中，所述轴承安装座内壁设置有竖直挡边，所述竖直挡边抵接于所述限位轴承的外圈，用于限位所述限位轴承。

在其中一些实施方式中，所述滑移机构包括：

滑移套筒，分别穿设于所述轴箱体和所述车轮；

花键毂，设置于所述滑移套筒内，所述花键毂套设于所述车轴的外部并与其相连接；

花键，设置于所述花键毂上并设置于所述花键毂和所述滑移套筒之间。

在其中一些实施方式中，所述花键毂的端面用于所述滑移套筒的限位；或所述花键的端面用于所述滑移套筒的限位。

在其中一些实施方式中，还包括：

轴箱轴承，套设于所述滑移套筒的外部并设置于所述滑移套筒和所述轴箱体之间；

轴承压盖，设置于所述滑移套筒靠近所述轴箱前盖的一端，所述轴承压盖能够抵接于所述轴箱轴承，用于所述轴箱轴承的限位。

在其中一些实施方式中，所述滑移机构包括滚针组件，所述滚针组件包括：

滚针保持架，设置于所述车轴和所述滑移套筒之间；

滚针体，设置于所述滚针保持架上并设置于所述滚针保持架和所述滑移套筒之间；

限位座，所述限位座套设于车轴的外部并设置于车轴和所述滚针保持架之间。

在其中一些实施方式中，还包括：

从动齿轮，套设于所述车轴上并位于两个彼此正对设置的所述车轮之间；

驱动机构，包括抱轴箱和驱动源，所述抱轴箱套设于所述车轴上，所述驱动源设置于所述抱轴箱上，所述驱动源的输出端设置有主动齿轮，所述主动齿轮啮合于所述从动齿轮。

在其中一些实施方式中，所述轴箱梁设置有轴孔，所述锁紧锥槽设置于所述轴孔的内壁；

其中，沿所述车轴的径向方向，所述轴孔和所述轴箱体之间设置有活动间隙，所述轴孔设置有竖直部，所述竖直部用于限制所述轴箱体转动。

本发明的实施例具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供的用于变轨距转向架轮对，通过设置轴箱梁内设置有锁紧锥槽，轴箱体设置于轴箱梁内，轴箱体的外壁设置有锁紧锥台，相当于在轴向梁和轴箱体彼此靠近的一侧通过锁紧锥台和锁紧锥槽锁紧，起到沿车轴轴向方向定位和锁止。由于轴箱梁能够与轴箱体和滑移机构配合传递沿车轴轴向方向的作用力，能够承担载荷比较大，可以满足大功率、大轴重机车的强度使用需求。

在机车或者车辆运行过程时，锁紧锥台卡接于锁紧锥槽，用于传递沿车轴轴向方向的作用力，保证车轮的承载效果；在机车或者车辆轨距切换时，滑移机构能够带动车轮沿车轴的轴向方向移动，实现车轮解锁。此时，锁紧锥台不再卡接于锁紧锥槽，锁紧锥台脱离锁紧锥槽，不能实现传递沿车轴轴向方向的作用力，实现车轮的卸载效果，实现在不停车更换转向架的情况下适应轨距变化的需求，降低跨国联运时更换转向架造成的人力、物力成本，提高运营效率。

通过轴箱前盖设置于车轴的轴端外部，轴箱前盖起到对车轴端部进行封装的作用，通过轴箱前盖连接于轴箱梁，轴箱梁起到对轴箱前盖固定的作用，通过轴箱体和轴箱前盖中限位挡边和限位部的配合，当车轮内侧距过大时，即在向宽轨距变换时，限位挡边和限位部相互接触实现限位，避免变轨距过程中因车轮横移量过大而引起车轮滑脱或锁紧的情况，保证变轨距前后的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

其中：

图1示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对的结构示意图；

图2示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对的局部剖视图一；

图3示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对的局部剖视图二；

图4示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中车轴的结构示意图；

图5示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中车轮的结构示意图；

图6示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中抱轴箱的结构示意图；

图7示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中从动齿轮的结构示意图；

图8示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对的剖视图；

图9示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中轴箱梁的结构示意图；

图10示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中轴箱体的结构示意图；

图11示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中限位轴承的结构示意图；

图12示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中轴端压盖的结构示意图；

图13示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中轴箱前盖的结构示意图；

图14示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中端盖的结构示意图；

图15示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中滑移套筒的结构示意图一；

图16示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中滑移套筒的结构示意图二；

图17示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中花键毂的结构示意图；

图18示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中滚针保持架和滚针体的结构示意图；

图19示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中限位座的结构示意图。

图20示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中轴箱轴承的结构示意图；

图21示出的是本发明一实施例的用于变轨距转向架轮对中轴端压盖的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、轴箱总装；200、车轴；300、车轮；400、从动齿轮；500、抱轴箱；

1、轴箱梁；101、锁紧锥槽；102、轴孔；103、竖直部；104、第一安装接口；105、第二安装接口；106、第三安装接口；

2、轴箱体；21、锁紧锥台；22、限位部；23、竖直限位边；

3、滑移机构；31、滑移套筒；311、车轮安装接口；312、轴承安装接口；313、花键槽；314、滚道；

32、花键毂；33、花键；34、滚针组件；341、滚针保持架；342、滚针体；343、限位座；

4、轴箱前盖；41、限位挡边；42、轴承安装座；421、竖直挡边；

5、限位轴承；6、轴端压盖；7、轴箱轴承；8、轴承压盖；10、端盖。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本实施例提供了一种用于变轨距转向架轮对，如图1-图5所示，该用于变轨距转向架轮对包括车轴200、车轮300及轴箱总装100，车轴200穿设于车轮300和轴箱总装100，轴箱总装100用于车轮300沿车轴200的轴向方向变轨距，以实现轮对内侧距的变换。

需要特别说明的是，车轮300的数量为两个，两个车轮300对称设置于车轴200的两端并相互正对设置，车轮300可以在钢轨上旋转运动，从而带动机车前进。两个轴箱总装100对称设置于车轴200两侧的轴端位置，不占用车轮300内侧的空间，节省占地空间，满足有动力轮对特别是大功率重载机车轮300对内侧的结构布置需求，同时满足无动力轮对的变轨需求。

需要特别说明的是，该用于变轨距转向架轮对采用了轮轴同步旋转的轮对，克服了独立旋转车轮300自动对中能力较差，轮缘偏磨较为严重，需设计导向机构等问题，从而延长车轮300的使用寿命。

在一个实施例中，如图6-图7所示，该用于变轨距转向架轮对还包括从动齿轮400和驱动机构，从动齿轮400套设于车轴200上并位于两个彼此正对设置的车轮300之间。驱动机构包括抱轴箱500和驱动源，抱轴箱500套设于车轴200上，驱动源设置于抱轴箱500上，驱动源的输出端设置有主动齿轮，主动齿轮啮合于从动齿轮400。

其中，驱动机构套装在车轴200上，起到承担驱动源的重量的同时，起到传递扭矩的作用。通过抱轴箱500套设于车轴200上，车轴200起到对抱轴箱500固定的作用，通过驱动源设置于抱轴箱500上，抱轴箱500为驱动源提供安装接口，起到固定支撑的作用。其中，驱动源具体为牵引电机，通过驱动源的输出端设置有主动齿轮，主动齿轮啮合于从动齿轮400，驱动源驱动主动齿轮转动并带动从动齿轮400转动，由于从动齿轮400安装于车轴200上，以传递驱动源的输出扭矩并带动车轮300转动。

可以理解的是，利用车轮300内侧空间可用来布置有从动齿轮400和驱动机构等，也可用来布置无动力轮对的轴盘制动装置等，空间布置合理，空间利用率高，在解决了有动力轮对内侧结构紧张的问题，同时可以实现在现有机车电机悬挂方式不变的基础上变轨的需求。由于车轮300外侧设置有轴箱总装100，轴箱总装100作为变轨结构，与车轮300内侧空间互不干涉，进而能够适应不同悬挂方式的变轨需求。通过轴箱总装100布置在车轮300外侧，满足有动力和无动力轮对的需求，同时满足大功率大扭矩重载机车轮对的结构布置需求。

可以理解的是，轨道交通机车或车辆进行轨距变换最为关键的一环就是轮对内侧距的切换，轴箱总装100是变轨距转向架用轮对实现轮对内侧距切换、保证变轨精确最核心部件之一。利用轴箱总装100，可以解决各国铁路的轨距不同对跨国间的铁路运输造成阻碍的问题，即通过调节车轮300内侧距，来适应其他国家铁路的轨距。

现有变轨距机车轮对一般只能适应于轴重和牵引力均较小的动车组或客运机车上，由于大功率、大轴重机车各个方向的载荷非常大，无法满足大功率、大轴重机车由于其各向载荷非常大，现有变轨距机车轮对无法满足强度要求。

为了解决这个问题，如图8所示，本实施例提供的轴箱总装100包括轴箱梁1、轴箱前盖4、轴箱体2及滑移机构3，轴箱梁1内壁设置有多个沿车轴200的轴向方向设置的锁紧锥槽101。轴箱前盖4设置于车轴200的轴端外部并连接于轴箱梁1。轴箱体2设置于轴箱梁1内，轴箱体2的外壁设置有锁紧锥台21，轴箱体2和轴箱前盖4的彼此靠近的一侧其中一个设置有限位挡边41，另一个设置有限位部22，限位挡边41用于限位部22的限位。滑移机构3分别穿设于轴箱体2和车轮300。其中，滑移机构3配置为带动车轮300和轴箱体2沿车轴200的轴向方向移动，使锁紧锥台21选择性卡接于其中一个锁紧锥槽101，以在解锁模式和锁紧模式切换，用于车轮300变换轨距。

本实施例提供的用于变轨距转向架轮对，通过设置轴箱梁1内设置有锁紧锥槽101，轴箱体2设置于轴箱梁1内，轴箱体2的外壁设置有锁紧锥台21，相当于在轴向梁和轴箱体2彼此靠近的一侧通过锁紧锥台21和锁紧锥槽101锁紧，起到沿车轴200轴向方向定位和锁止。由于轴箱梁1能够与轴箱体2和滑移机构3配合传递沿车轴200轴向方向的作用力，能够承担载荷比较大，可以满足大功率、大轴重机车的强度使用需求。

在机车或者车辆运行过程时，锁紧锥台21卡接于锁紧锥槽101，用于传递沿车轴200轴向方向的作用力，保证车轮300的承载效果；在机车或者车辆轨距切换时，滑移机构3能够带动车轮300沿车轴200的轴向方向移动，实现车轮300解锁。此时，锁紧锥台21不再卡接于锁紧锥槽101，锁紧锥台21脱离锁紧锥槽101，不能实现传递沿车轴200轴向方向的作用力，实现车轮300的卸载效果，实现在不停车更换转向架的情况下适应轨距变化的需求，降低跨国联运时更换转向架造成的人力、物力成本，提高运营效率。

可以理解的是，锁紧锥槽101的数量与轨距的数量相匹配和适应。具体地，如果轨距的数量为两个，则锁紧锥槽101的数量也为两个。其中，两个轨距可以分别称之为宽轨距和窄轨距，当在宽轨距时，锁紧锥台21和位于外侧的锁紧锥槽101相卡接；在窄轨距时，锁紧锥台21和位于内侧的锁紧锥槽101相卡接。

由于现有的变轨距机构中，一般均设置复杂的解锁或锁紧装置，在通过地面变轨装置时，与地面变轨装置上的解锁和锁紧轨道相配合才能完成解锁和锁紧，结构复杂，变轨流程繁琐，可靠性差，经常出现无法锁紧和解锁的情况，对地面变轨装置的要求较高，成为了阻碍变轨距列车发展的制约因素。

因此，本实施例提供的轴箱总装100将变轨过程简化为车轮300卸载解锁、轨距切换、车轮300承载锁紧三个过程，相当于车轮300解锁与车轮300卸载过程同步进行、同步完成，车轮300锁紧与车轮300承载过程同步进行、同步完成，在整个变轨过程不需要地面轴箱总装100布置解锁轨和锁紧轨，且取消了变轨距过程中复杂的解锁和锁紧程序，简化了变轨过程，节省了地面轴箱总装100的设计和制造成本。

由于在变轨距过程中，可能会出现车轮300横移量过大而引起车轮300滑脱或锁紧困难的问题。为了解决这个问题，如图8所示，本实施例提供的轴箱总装100还包括轴箱前盖4，轴箱前盖4设置于车轴200的轴端外部并连接于轴箱梁1，轴箱体2和轴箱前盖4的彼此靠近的一侧其中一个设置有限位挡边41，另一个设置有限位部22，限位挡边41用于限位部22的限位。

通过轴箱前盖4设置于车轴200的轴端外部，轴箱前盖4起到对车轴200端部进行封装的作用，通过轴箱前盖4连接于轴箱梁1，轴箱梁1起到对轴箱前盖4固定的作用，通过轴箱体2和轴箱前盖4中限位挡边41和限位部22的配合，当车轮300内侧距过大时，即在向宽轨距变换时，限位挡边41和限位部22相互接触实现限位，避免变轨距过程中因车轮300横移量过大而引起车轮300滑脱或锁紧的情况，保证变轨距前后的可靠性和稳定性。

需要特别说明的是，在轴箱前盖4靠近轴箱体2的一侧设置有限位挡边41，在轴箱体2靠近轴箱前盖4的一侧设置有端盖螺栓，端盖螺栓即为限位部22。其中，限位挡边41和限位部22的设置位置和具体结构可以根据实际生产情况进行调整，只要能够实现沿车轴200轴向方向的限位均在本实施例的保护范围之内。

在一个实施例中，如图8和图9所示，轴箱梁1为用于变轨距转向架轮对主要的承载部件之一，主要承担机车载荷以及进行横向力传递。在轴箱梁1的内圈设置有锁紧锥槽101，锁紧锥槽101卡接于轴箱体2的锁紧锥台21，实现轴箱梁1和轴箱体2之间的锁紧固定。

其中，锁紧锥槽101和锁紧锥台21为锥形结构，在锁紧锥槽101和锁紧锥台21的配合作用下，实现轴箱梁1和轴箱体2之间沿车轴200轴向方向定位作用，并在机车或车辆运行过程中传递轴向作用力。

需要特别说明的是，在轴箱梁1的外部设置有第一安装接口104和第二安装接口105，第一安装接口104用于安装一系悬挂装置，第二安装接口105用于安装轴箱拉杆。其中，第一安装接口104可根据机车或车辆的整车参数、应用需求进行调整，可布置双侧弹簧座，也可将弹簧座布置于轴箱梁1顶部，形成转臂式轴箱。也可以在轴箱梁1的外部设置有第三安装接口106，第三安装接口106用于安装一系垂向减振器，也可将一系垂向减振器布置于轴箱前盖4，结构调整灵活多样，目前市场上的多种轴箱型式均可替代。

在一个实施例中，如图8和图9所示，轴箱梁1设置有轴孔102，锁紧锥槽101设置于轴孔102的内壁。其中，沿车轴200的径向方向，轴孔102和轴箱体2之间设置有活动间隙。

通过在轴箱梁1设置有轴孔102，轴孔102用于容纳轴箱体2，以为轴箱体2提供安装位置。通过轴孔102和轴箱体2之间在沿车轴200的径向方向设置有活动间隙，以为轴箱体2提供可移动的活动空间。具体地，当轴箱体2沿车轴200的径向方向并朝远离锁紧锥槽101的方向运动，使锁紧锥台21和锁紧锥槽101相互脱离，以实现车轮300卸载过程；当轴箱体2沿车轴200的径向方向并朝靠近锁紧锥槽101的方向运动，使锁紧锥台21和锁紧锥槽101相互卡接，以实现车轮300承载过程。

在一个实施例中，如图8和图8所示，轴孔102设置有竖直部103，竖直部103用于限制轴箱体2转动。

通过轴孔102设置有竖直部103，轴孔102并不是圆孔结构，轴孔102类似于长圆孔或者腰形孔结构。竖直部103也可以称之为竖直挡位边或者传力限位止挡边，主要有以下作用：第一，竖直部103起到限位的作用，避免轴箱梁1与轴箱体2之间发生相对转动；第二，在车轮300解锁后，确保轴箱体2不发生转动，使锁紧锥台21与相对应的锁紧锥槽101不会因发生相位变化而导致轴箱总装100失效，以保证轴箱总装100的可靠性；第三，在机车或车辆运行过程中，利用竖直部103传递沿车轴200径向方向的作用力。

在一个实施例中，如图8和图10所示，轴箱体2为用于变轨距转向架轮对主要的承载部件，主要承担机车载荷以及进行横向力传递的关键零件，在轴箱体2外部的上部设置锁紧锥台21，锁紧锥台21和轴箱梁1的锁紧锥槽101相互配合传递沿车轴200轴向方向的作用力。在轴箱体2的外部有与轴箱梁1的竖直部103相配合的抵挡部，用于传递沿车轴200径向方向的作用力。

需要特别说明的是，在轴箱体2的外壁还设置有竖直限位边23，竖直限位边23与轴箱梁1内侧的竖直部103配合，防止变轨过程的失效，以保证变轨过程的可靠性。

在一个实施例中，如图8和图11-图12所示，该用于变轨距转向架轮对还包括限位轴承5和轴端压盖6，限位轴承5套设于车轴200的轴端外部并设置于车轴200和轴箱前盖4之间，轴端压盖6设置于车轴200的端部，轴端压盖6和轴箱前盖4分别抵接于限位轴承5沿车轴200轴向方向的两端。

其中，限位轴承5具体为圆锥滚子轴承，限位轴承5的数量为两个，即两个圆锥滚子轴承安装于车轴200的轴端。通过设置限位轴承5设置于车轴200和轴箱前盖4之间，轴箱前盖4起到安装限位轴承5的作用，通过轴端压盖6和轴箱前盖4分别抵接于限位轴承5沿车轴200轴向方向的两端。在轴端压盖6和轴箱前盖4的压紧作用下，实现对限位轴承5的限位，使其中一侧轴箱总装100沿车轴200轴向方向的作用力通过车轴200传递至另一侧的轴箱总装100，从而保证机车在运行过程中轮对内侧距保持不变。利用这种机械结构保证变轨位置准确，从而实现变轨过程的精准性和可靠性。

需要特别说明的是，轴端压盖6和车轴200之间可以通过螺栓相连接，即螺栓分别穿设于轴端压盖6和车轴200。

在一个实施例中，如图8和图13所示，轴箱前盖4内设置有轴承安装座42，轴承安装座42为长圆孔结构，轴承安装座42用于安装限位轴承5，限位轴承5被配置为在轴承安装座42内沿车轴200的径向方向移动。

通过轴箱前盖4内设置有轴承安装座42，轴承安装座42起到安装限位轴承5的作用。由于锁紧锥台21和锁紧锥槽101在解锁和锁紧过程中车轴200需要带动限位轴承5移动，通过轴承安装座42为长圆孔结构，长圆孔结构为限位轴承5提供沿车轴200径向方向的活动空间。

在一个实施例中，轴承安装座42内壁设置有竖直挡边421，竖直挡边421抵接于限位轴承5的外圈，用于限位限位轴承5。在限位轴承5沿车轴200径向方向上下移动时，轴承安装座42内壁的竖直挡边421始终与限位轴承5的外圈接触，起到限位和止挡的作用。

在一个实施例中，如图8和图14所示，该用于变轨距转向架轮对还包括端盖10，端盖10罩设于车轴200的端部外部并连接于轴箱前盖4，起到防护的作用。其中，端盖10和轴箱前盖4可以通过螺栓相连接。

需要特别说明的是，在端盖10的端面设置有第一端盖安装接口，第一端盖安装接口用于安装接地装置或者轴端速度传感器。

在一个实施例中，如图8和图15-图17所示，滑移机构3包括滑移套筒31、花键毂32及花键33，滑移套筒31，分别穿设于轴箱体2和车轮300，花键毂32设置于滑移套筒31内，花键毂32套设于车轴200的外部并与其相连接，花键33设置于花键毂32上并设置于花键毂32和滑移套筒31之间。

其中，滑移套筒31为主要的滑移和传扭机构，通过滑移套筒31穿设于车轮300，滑移套筒31能够带动车轮300沿车轴200的轴向方向移动，实现车轮300变轨过程。具体地，在滑移套筒31的外部设置有车轮安装接口311，车轮安装接口311用于安装车轮300，通过花键毂32套设于车轴200的外部并设置于滑移套筒31内，花键毂32起到承载花键33的作用，花键毂32与车轴200过盈配合，以保证花键毂32和车轴200之间的固定效果，在花键毂32的内部设置有花键槽313，花键槽313用于容纳花键33，通过花键33设置于花键毂32和滑移套筒31之间，花键33起到在正常工作过程中传递扭矩的同时，还保证在变轨过程中滑动的顺畅性。

需要特别说明的是，花键毂32需要经过特殊的工艺处理，使花键毂32满足强度需求，此时车轴200无需进行特殊强化，加工工艺与现有机车车轴200的加工工艺完全相同，且花键毂32可视使用情况及时进行更换，更换成本较低，无需更换车轴200，车轴200可满足全寿命周期内使用。

需要特别说明的是，花键33可用渐开线花键、矩形花键等多种花键形式代替，且可以根据需要与滑移套筒31为整体结构，并与花键毂32配合传扭，也可以花键33与花键毂32做成一体，与滑移套筒31配合传递扭矩。

在一个实施例中，花键毂32的端面用于滑移套筒31的限位；或，花键33的端面用于滑移套筒31的限位。

需要特别说明的是，当车轮300内侧距减小量过大时，滑移套筒31与花键毂32端面相接触，以实现限位功能，或者滑移套筒31与花键33的端面相接触，以实现限位功能。采用这种机械限位方式，避免变轨距过程中车轮300轨距变化量较小的情况，使变轨过程更加精准、可靠。

在一个实施例中，如图8和图18所示，滑移机构3还包括滚针组件34，滚针组件34包括滚针保持架341和滚针体342，滚针保持架341设置于车轴200和滑移套筒31之间。滚针体342设置于滚针保持架341上并设置于滚针保持架341和滑移套筒31之间。

可以理解的是，滚针保持架341和滚针体342是车轮300与车轴200之间承受沿车轴200径向方向载荷的主要部件，例如各个悬挂系统的质量、轮轨垂向冲击力等。通过滚针保持架341设置于车轴200和滑移套筒31之间，滚针保持架341为滚针体342提供承载位置，相应地，在滑移套筒31的内部设置有滚道314，以为滚针体342提供容纳空间。在滚针保持架341和滚针体342的相互配合作用下，在轨距切换时能够随车轮300沿车轴200的轴向方向移动，保证滚针保持架341的中心始终与车轮300踏面滚动圆重合，使整个滚针组件34不偏载，且在车轮300滑移时无卡滞，进一步保证滑移机构3在变轨过程中的顺畅性。

需要特别说明的是，滚针组件34承受沿车轴200径向方向的载荷，与滑动轴承相比，承载能力强，占用空间小，在变轨过程中车轮300卡滞风险减小，提高变轨的可靠性，但根据技术方案需要，在一些其他实施例中，也可以将滚针组件34替换为滑动轴承。

需要特别说明的是，在一些其他实施例中，滚针组件34还可以用滚针轴承或滑动轴承来代替。

在一个实施例中，如图8和图19所示，该滚针组件34还包括限位座343，限位座343套设于车轴200的外部并设置于车轴200和滚针保持架341之间，限位座343主要用来承担滚针组件34传递的沿车轴200径向方向的载荷，限位座343的一侧端面能在轨距变换时起到限位作用，另一侧端面可用于对机车的抱轴箱500密封环进行限位。

在一个实施例中，如图8和图20所示，该用于变轨距转向架轮对还包括轴箱轴承7，在轴箱体2的内部设置有安装孔，轴箱轴承7设置于安装孔内，安装孔为轴箱轴承7提供安装位置，轴箱轴承7套设于滑移套筒31的外部并设置于滑移套筒31和轴箱体2之间，轴箱轴承7保证在机车正常工作过程中车轴200转动的顺畅性。

需要特别说明的是，轴箱轴承7采用整体免维护的全密封圆锥滚子轴承，也可以是双列圆柱滚子轴承，或者其他起到相同承载作用的轴承。

需要特别说明的是，在滑移套筒31的外部设置有轴承安装接口312，轴承安装接口312用于安装轴箱轴承7，轴箱轴承7过盈压装在滑移套筒31的轴承安装接口312上，用于传递沿车轴200轴向方向的作用力和沿车轴200径向方向的作用力，保证轴箱体2不随车轴200转动而转动。

需要特别说明的是，轴箱总装100在轨距变换时轴箱轴承7的位置固定不变，且轴箱轴承7的中心线始终与轴箱体2和轴箱梁1的承载中心重合，在多种轨距下均不偏载，保证轴箱轴承7的寿命和可靠性。另外，轴箱轴承7的选型相对容易，可选用现有机车或车辆的轴箱轴承7，无需重新开发，就地取材，节省生产成本。

在一个实施例中，如图8和图21所示，该变轨距转向架轮对还包括轴承压盖8，轴承压盖8设置于滑移套筒31靠近轴箱前盖4的一端，轴承压盖8能够抵接于轴箱轴承7，用于轴箱轴承7的限位。利用轴承压盖8实现对轴箱轴承7端部压装和限位作用的同时，还保证轴箱轴承7能够随滑移套筒31的移动而移动。

在一个实施例中，该用于变轨距转向架轮对还包括承载靴，承载靴设置于轴箱梁1的下部，承载靴与轴箱梁1通过螺栓连接紧固在一起，承载靴主要作用是在机车或车辆变轨距时，承担沿车轴200径向方向的载荷。

需要特别说明的是，承载靴可以根据地面变轨装置的接口要求进行结构调整和替换。

本实施例提供的用于变轨距转向架轮对的工作过程如下：

1、机车或车辆进入地面变轨装置的卸载区域后，设置于轴箱梁1下部的承载靴与地面变轨装置的承载轨接触，车轮300沿着地面变轨装置的下沉轨逐渐下沉，除轴箱梁1外用于变轨距转向架轮对的所有部件随车轮300一起下沉。此时，轴箱梁1的锁紧锥槽101与轴箱体2的锁紧锥台21逐渐脱开，直到轴箱体2与轴箱梁1内圈的下半圆弧接触，即卸载完成，此时轴箱梁1下部的承载靴承担所有车上载荷，车轮300完全卸载，轴箱梁1的锁紧锥槽101与轴箱体2的锁紧锥台21完全脱开，即车轮300卸载的同时完成车轮300解锁。

2、当机车或车辆到达变轨区域时，车轮300受到导向轨的作用横向移动至固定轨距，滑移套筒31带动轴箱轴承7、轴箱体2及车轮300同步移动，轴箱体2的锁紧锥台21移动至轴箱梁1中与轨距相对应的锁紧锥槽101处；

为了防止轨距变换过程因车轮300横移量过大而引起车轮300滑脱或锁紧困难，本发明具有机械限位功能，即当车轮300内侧距增加量过大时，轴箱体2的限位部22和轴箱前盖4的限位挡边41相接触，实现限位；当车轮300内侧距减小量过大时，花键毂32的端面和滑移套筒31相接触，或花键33的端面和滑移套筒31相接触，实现限位。

3、当机车或车辆到达加载区域时，车轮300踏面开始沿着地面变轨装置的上升轨上行，当机车惰性至承载靴与承载轨脱开后，车轮300上升并逐渐承载，直至轴箱体2的锁紧锥台21完全嵌入轴箱梁1中与轨距相对应的锁紧锥槽101内，在完成车轮300承载的同时车轮300锁紧也同步完成。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的用于变轨距转向架轮对仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于变轨距转向架轮对，包括车轴(200)、车轮(300)及轴箱总装(100)，所述车轴(200)穿设于所述车轮(300)和所述轴箱总装(100)，其特征在于，所述轴箱总装(100)包括：

轴箱梁(1)，所述轴箱梁(1)内壁设置有多个沿所述车轴(200)的轴向方向设置的锁紧锥槽(101)；

轴箱前盖(4)，设置于所述车轴(200)的轴端外部并连接于所述轴箱梁(1)；

轴箱体(2)，设置于所述轴箱梁(1)内，所述轴箱体(2)的外壁设置有锁紧锥台(21)，所述轴箱体(2)和所述轴箱前盖(4)的彼此靠近的一侧其中一个设置有限位挡边(41)，另一个设置有限位部(22)，所述限位挡边(41)用于所述限位部(22)的限位；

滑移机构(3)，分别穿设于所述轴箱体(2)和所述车轮(300)；

其中，所述滑移机构(3)配置为带动所述车轮(300)和所述轴箱体(2)沿所述车轴(200)的轴向方向移动，使所述锁紧锥台(21)选择性卡接于其中一个所述锁紧锥槽(101)，以实现解锁模式和锁紧模式切换，用于所述车轮(300)变换轨距。

2.根据权利要求1所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，还包括：

限位轴承(5)，套设于所述车轴(200)的轴端外部并设置于所述车轴(200)和所述轴箱前盖(4)之间；

轴端压盖(6)，设置于所述车轴(200)的端部，所述轴端压盖(6)和所述轴箱前盖(4)分别抵接于所述限位轴承(5)沿所述车轴(200)轴向方向的两端。

3.根据权利要求2所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，所述轴箱前盖(4)内设置有轴承安装座(42)，所述轴承安装座(42)为长圆孔结构，所述轴承安装座(42)用于安装所述限位轴承(5)，所述限位轴承(5)被配置为在所述轴承安装座(42)内沿所述车轴(200)的径向方向移动。

4.根据权利要求3所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，所述轴承安装座(42)内壁设置有竖直挡边(421)，所述竖直挡边(421)抵接于所述限位轴承(5)的外圈，用于限位所述限位轴承(5)。

5.根据权利要求1所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，所述滑移机构(3)包括：

滑移套筒(31)，分别穿设于所述轴箱体(2)和所述车轮(300)；

花键毂(32)，设置于所述滑移套筒(31)内，所述花键毂(32)套设于所述车轴(200)的外部并与其相连接；

花键(33)，设置于所述花键毂(32)上并设置于所述花键毂(32)和所述滑移套筒(31)之间。

6.根据权利要求5所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，所述花键毂(32)的端面用于所述滑移套筒(31)的限位；或，

所述花键(33)的端面用于所述滑移套筒(31)的限位。

7.根据权利要求5所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，还包括：

轴箱轴承(7)，套设于所述滑移套筒(31)的外部并设置于所述滑移套筒(31)和所述轴箱体(2)之间；

轴承压盖(8)，设置于所述滑移套筒(31)靠近所述轴箱前盖(4)的一端，所述轴承压盖(8)能够抵接于所述轴箱轴承(7)，用于所述轴箱轴承(7)的限位。

8.根据权利要求7所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，所述滑移机构(3)包括滚针组件(34)，所述滚针组件(34)包括：

滚针保持架(341)，设置于所述车轴(200)和所述滑移套筒(31)之间；

滚针体(342)，设置于所述滚针保持架(341)上并设置于所述滚针保持架(341)和所述滑移套筒(31)之间；

限位座(343)，所述限位座(343)套设于车轴(200)的外部并设置于车轴(200)和所述滚针保持架(341)之间。

9.根据权利要求1所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，还包括：

从动齿轮(400)，套设于所述车轴(200)上并位于两个彼此正对设置的所述车轮(300)之间；

驱动机构，包括抱轴箱(500)和驱动源，所述抱轴箱(500)套设于所述车轴(200)上，所述驱动源设置于所述抱轴箱(500)上，所述驱动源的输出端设置有主动齿轮，所述主动齿轮啮合于所述从动齿轮(400)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的用于变轨距转向架轮对，其特征在于，所述轴箱梁(1)设置有轴孔(102)，所述锁紧锥槽(101)设置于所述轴孔(102)的内壁；

其中，沿所述车轴(200)的径向方向，所述轴孔(102)和所述轴箱体(2)之间设置有活动间隙，所述轴孔(102)设置有竖直部(103)，所述竖直部(103)用于限制所述轴箱体(2)转动。

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