1.本发明涉及轨道机车领域，尤其是涉及轨道机车车辆转向架，更进一步涉及轨道机车车辆转向架一系弹簧悬挂装置。


背景技术：

2.轨道机车是轨道交通领域的主要设备，其包括车体、车轮、构架、转向架等装置；转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，主要用于支撑车体，承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。转向架轴箱和构架之间通常安装有弹簧悬挂装置，安装在转向架轴箱或均衡梁和构架之间的称为轴箱悬挂装置，又称第一系悬挂装置；安装在转向架构架和摇枕之间的称为摇枕弹簧装置或中央弹簧装置，又称第二系悬挂装置；仅有第一系或第二系悬挂装置的转向架，称为一系悬挂装置转向架。
3.相关技术的一系弹簧悬挂装置包括弹簧、弹簧上座和弹簧下座，弹簧上座中部下凸，并且上部与构架连接，弹簧下座与轴箱连接，轴箱通过轴箱拉杆装置与构架连接以传递牵引/制动力。弹簧在工作状态，端圈与有效圈存在接触区域，轨道机车车辆在运行时轮轨存在振动冲击、轴箱相对于构架存在扭转偏移等相对运动，弹簧端圈与有效圈接触部位也随之发生冲击、扭转及横移，极易造成弹簧接触区磨损形成裂纹源导致弹簧断裂，降低弹簧使用寿命，并严重影响机车车辆运行安全。
4.参阅图1至图2所示，现有技术中的轨道机车车辆转向架一系弹簧悬挂装置100，包括弹簧101，弹簧上座102，弹簧下座103，弹簧上座102与构架104连接，弹簧下座103与轴箱106连接，轴箱106通过轴箱拉杆装置105与构架104连接以传递牵引力或者制动力。如图2所示，弹簧的端圈采用并紧形式，在工作状态时，端圈与有效圈存在接触区域201，接触区域201会随着机车车辆轮轨的振动、轴箱相对于构架的扭转偏移等，发生磨损形成裂纹源导致弹簧断裂。


技术实现要素：

5.本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种轨道机车车辆转向架一系弹簧悬挂装置，能够避免弹簧端圈与有效圈接触而造成断裂，提高运行安全性并可以延长弹簧寿命。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.根据本发明的一个方面，提供一种弹簧悬挂装置，用于轨道机车，包括：弹簧、弹簧上座和弹簧下座。弹簧具有第一端圈和第二端圈，所述第一端圈和第二端圈均采用不并紧端圈；弹簧上座，设置于所述弹簧的上端，并具有与所述弹簧安装配合的第一表面，第一表面上设置有第一螺旋槽，用于容置弹簧的第一不并紧端圈；弹簧下座，设置于所述弹簧的下端，并具有与所述弹簧安装配合的第二表面，第二表面上设置有第二螺旋槽，用于容置弹簧的第二不并紧端圈；所述弹簧上座、所述弹簧、所述弹簧下座的中心线在一条直线上。
8.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧上座由弹性材料部与金属材料部制成。
9.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧上座由橡胶与金属材料经硫化制成。
10.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧上座与所述弹簧接触的一端由金属材料部制成，所述弹簧上座远离弹簧的一端由金属材料部制成，弹性材料部夹设于上述金属材料部之间。
11.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧下座由弹性材料部与金属材料部制成。
12.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧下座由橡胶与金属材料经硫化制成。
13.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧下座与所述弹簧接触的一端由金属材料部制成，所述弹簧下座远离弹簧的一端由金属材料部制成，弹性材料部夹设于上述金属材料部之间。
14.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧上座设置有向所述弹簧内部延伸第一凸台，所述第一凸台的内部设置有第一空腔，所述第一空腔内设置有向弹簧内部延伸的套筒，所述套筒的靠近弹簧下座一端设置有凸块，所述凸块与所述套筒以及所述弹簧上座的中心线在一条直线上，所述凸块的中心位置处设置有连接孔。
15.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧下座设置有向弹簧内部延伸的第二凸台，所述第二凸台的内部设置有第二空腔，所述第二空腔与所述第二凸台以及所述弹簧下座的中心线在一条直线上。
16.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧悬挂装置还包括一连接件，所述连接件穿设于所述第二空腔内部，并与所述凸块的所述连接孔可拆卸地连接。
17.根据本发明的其中一个实施例，所述弹簧悬挂装置还包括一转向架，所述转向架包括构架、轴箱，所述弹簧上座与所述构架连接，所述弹簧下座与所述轴箱连接。
18.根据本发明的其中一个实施例，所述转向架上还设置有垂向止挡块，用于避免弹簧簧圈接触而发生刚性冲击。
19.由上述技术方案可知，本发明提出的弹簧悬挂装置的优点和积极效果在于：
20.本发明提出的弹簧悬挂装置包括弹簧、弹簧上座、弹簧下座，所述弹簧采用不并紧端圈，所述弹簧上座和所述弹簧下座上均设置有用于所述弹簧的不并紧端圈旋入的螺旋槽。通过上述设计，本发明提出的弹簧悬挂装置能够避免弹簧端圈与有效圈接触而造成断裂，提高运行安全性并可以延长弹簧寿命，从而降低维护成本。
附图说明
21.通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
22.图1是现有技术中轨道机车一系弹簧悬挂装置的结构示意图；
23.图2是现有技术中轨道机车一系弹簧悬挂装置弹簧端圈形式示意图；
24.图3是本发明一系弹簧悬挂装置的结构示意图；
25.图4是本发明一系弹簧悬挂装置中的弹簧的结构示意图；
26.图5a是本发明弹簧上座的结构示意图；
27.图5b是本发明弹簧上座的剖面图；
28.图6a是本发明弹簧下座的结构示意图；
29.图6b是本发明弹簧下座的剖面图；
30.图7是本发明弹簧预压缩后的示意图。
31.附图标记说明如下：
32.100.现有技术中的弹簧悬挂装置；
33.101.弹簧；
34.102.弹簧上座；
35.103.弹簧下座；
36.104.构架；
37.105.轴箱拉杆装置；
38.106.轴箱；
39.107.转向架；
40.201.接触区；
41.300.本发明的弹簧悬挂装置
42.301.弹簧；
43.3011.第一端圈(第一不并紧端圈)；
44.3012.第二端圈(第二不并紧端圈)；
45.302.弹簧上座；
46.303.弹簧下座；
47.304.构架；
48.305.轴箱拉杆装置；
49.306.轴箱；
50.307.转向架；
51.308.垂向止挡块；
52.501.第一螺旋槽；
53.502.第一凸台；
54.503.套筒；
55.504.凸块；
56.505.螺纹孔；
57.601.第二螺旋槽；
58.602.第二凸台；
59.603.弹簧下座与弹簧接触的一端；
60.604.弹性材料部；
61.605.弹簧下座远离弹簧的一端；
62.701.连接件。
具体实施方式
63.体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及
附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。
64.在对本发明的不同示例性实施例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。
65.如图3至图6所示，本发明提出的轨道机车车辆转向架一系弹簧悬挂装置300，包括弹簧301、弹簧上座302和弹簧下座302。弹簧301具有第一端圈3011和第二端圈3012，第一端圈3011和第二端圈3012均采用不并紧端圈(如图4所示)；弹簧上座302，设置于弹簧301的上端，并具有与弹簧301安装配合的第一表面，第一表面上设置有第一螺旋槽501，用于容置弹簧301的第一不并紧端圈3011；弹簧下座303，设置于弹簧301的下端，并具有与弹簧301安装配合的第二表面，第二表面上设置有第二螺旋槽601，用于容置弹簧301的第二不并紧端圈3012；弹簧上座302、弹簧301、弹簧下座303的中心线在一条直线上。不并紧端圈是指弹簧端圈没有采用并紧工艺压制，端圈呈现不并紧状态。
66.可选的，弹簧悬挂装置还包括一转向架307，转向架307包括构架304、轴箱306，弹簧上座302与构架304连接，弹簧下座303与轴箱306连接，轴箱306通过轴箱拉杆装置305与构架304连接。转向架307上还设置有垂向止挡块308，用于避免弹簧簧圈接触而发生刚性冲击。
67.如图3至图6所示，在本实施例中，轨道机车车辆转向架一系弹簧悬挂装置300中的弹簧上座302由金属材料制成，弹簧悬挂装置300中的弹簧下座303由弹性材料部与金属部制成；弹性材料可以为聚氨酯或者橡胶，优选为橡胶，并采用橡胶与金属材料硫化制成。在其他一些实施例中，也可以弹簧上座302和弹簧下座303均由弹性材料部与金属部制成。
68.在本实施例中，如图5a、图5b所示，弹簧悬挂装置300的弹簧上座302设置有向弹簧301内部延伸第一凸台502，第一凸台502的内部设置有第一空腔，第一空腔内设置有向弹簧内部延伸的套筒503，套筒503的靠近弹簧下座一端设置有凸块504，凸块504与套筒503以及弹簧上座302的中心线在一条直线上，凸块504的中心位置处设置有连接孔505。
69.在本实施例中，如图6a、6b所示，弹簧悬挂装置300的弹簧下座303与弹簧301接触的一端603由金属材料部制成，弹簧下座303远离弹簧301的一端605由金属材料部制成，弹性材料部604夹设于上述金属材料部之间。在本实施例中，弹簧上座302采用由金属材料制成。
70.在另外的实施例中，弹簧上座302也可以采用与弹簧下座303相同的材料结构制成。需要说明的是，只要保证弹簧上座和弹簧下座与弹簧接触端是刚性接触，并且弹簧上座和弹簧下座与各自外接设备的接触端是刚性接触即可。
71.在本实施例中，如图6a、6b所示，弹簧悬挂装置300的弹簧下座303设置有向弹簧301内部延伸的第二凸台602，第二凸台602的内部设置有第二空腔，第二空腔与第二凸台602以及弹簧下座303的中心线在一条直线上。
72.在本实施例中，如图7所示，弹簧悬挂装置300还包括一连接件701，连接件701穿设
于第二空腔内部，并与凸块504的连接孔505可拆卸地连接。
73.在另外的实施例中，连接件可以为螺栓、螺钉等，需要说明的是，只要能够实现所述弹簧上座和所述弹簧下座可拆卸地连接并能够压缩弹簧即可。
74.本发明的弹簧参数可以根据实际运用工况进行选择，具体在本实施例中弹簧参数的选择如表1所示：
75.表1弹簧参数
76.名称符号数值旋向 右旋额定载荷fa(kn)48簧丝直径d(mm)41.3弹簧在载荷fa下工作高度la(mm)237工作挠度s(mm)42.8有效圈数n3.5弹簧自由高度l0(mm)279.8垂向刚度ks(n/mm)1122.3横向刚度kt(n/mm)1193.7间隙系数α0.35(≥0.3)
77.本发明的弹簧下座的弹性材料参数根据实际运用工况选择，具体在本实施例中，弹性材料选用橡胶时，橡胶性能参数如表2所示：
78.表2弹簧下座橡胶参数
79.名称符号数值额定载荷kn48工作高mm51垂向刚度kn/mm8横向刚度kn/mm3静挠度mm6
80.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的弹簧悬挂装置300仅仅是能够采用本发明原理的许多种弹簧悬挂装置中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的弹簧悬挂装置300的任何细节或弹簧悬挂装置的任何部件。
81.以上详细地描述和/或图示了本发明提出的弹簧悬挂装置的示例性实施例。但本发明的实施例不限于这里所描述的特定实施例，相反，每个实施例的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施例的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一”、“第一”和“第二”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
82.本技术的实施例不限于这里所描述的特定实施例，相反，每个实施例的组成部分可与这里所描述的其它组成部分独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分也可与其它
实施例的其它组成部分结合使用。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
83.虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的弹簧悬挂装置进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。