CN111071281B - 一种轨道车辆防爬吸能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轨道车辆多级吸能装置，属于轨道交通车辆被动安全技术领域。包括防爬器和圆筒式外壳，防爬器的背面与推杆的前端固结。推杆的后端设有圆形推板，圆形推板的后端面与气囊的前端接触，前端面与设置在圆筒式外壳内部的挡板接触；圆筒式外壳的底部内侧设有锥刃，锥刃外设有压缩弹簧，压缩弹簧的尾端与圆筒式外壳的底部内侧固定，前端与气囊的尾端固定；推杆的中部设有法兰盘，圆筒式外壳内的法兰盘与挡板之间形成密闭空间且设有铝屑。所述法兰盘与圆筒式外壳间隙配合，推板与圆筒式外壳为间隙配合。所述圆筒式外壳的前端板与挡板的中心均设有与推杆间隙配合通孔。所述弹簧与锥刃尾端过盈配合。气囊位于圆筒式外壳内部后部。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通车辆被动安全技术领域，涉及列车端部的被动安全技术。
背景技术
轨道客车快速发展是社会科技进步的体现，但其安全值得设计人员和管理者的深思。当列车的主动安全失控时，被动安全便是保护乘客和列车安全的最后一道屏障。列车相互碰撞时,由于垂向载荷的作用可能会发生严重的爬车事故,为避免该情况的发生,在列车最前端安装吸能防爬装置，可以吸收撞击动能,从而达到了缓冲吸能效果，最大程度保护司乘人员和车上设备的安全，尽可能地减少碰撞事故带来的损失。
现有的轨道车辆防爬吸能装置是主要有切削式吸能、压溃式吸能和膨胀式吸能三种。
压溃式吸能装置工作原理是当作用于车辆的纵向冲击力达到压溃元件的压溃触发力后,压溃装置便会发生塑性变形,从而吸收大量的能量。
膨胀式吸能装置主要有管材的扩胀和气体膨胀，在碰撞发生时很难有效地控制其吸收的能量范围，无法克服阻抗力水平低，吸能容量小的缺点。
切削式吸能的工作原理是利用金属在切削过程中所产生的摩擦、塑性变形和撕裂来耗散能量。
目前吸能装置主要是压溃式与膨胀式结构，随着对吸能装置的不断创新，利用金属切削原理的切削式吸能装置是较为新颖的研究。本发明供的一种轨道车辆防爬吸能装置综合考虑了切削吸能、压溃吸能和膨胀吸能三种吸能方式，利用气囊在吸收能量时膨胀；利用法兰盘在吸收能量时与圆筒式外壳壁互相切削；利用弹簧在压缩时变形吸收能量，达到三种方式之间优劣互补。除此之外，装置还设有铝屑，在受到冲击式，铝屑受到挤压达到吸能缓冲的效果。整个装置通过先前后设置后并排设置，形成三级吸能结构。同时在受到过于猛烈的冲击时，气囊挤压弹簧触及到锥刃而爆裂，释放出大量能量抵抗冲击，大大降低了司乘人员和车上设备的瞬时纵向冲击，对解决现存问题很有价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道车辆防爬吸能装置，它能有效地解决碰撞能量及的逐级吸收的技术问题。
本发明的目是通过以下技术方案来实现的：一种轨道车辆防爬吸能装置，包括防爬器和圆筒式外壳，防爬器的背面与推杆的前端固结，推杆的后端设有圆形推板，圆形推板的后端面与气囊的前端接触，前端面与设置在圆筒式外壳内部的挡板接触；圆筒式外壳的底部内侧设有锥刃，锥刃外设有压缩弹簧，压缩弹簧的尾端与圆筒式外壳的底部内侧固定，前端与气囊的尾端固定；推杆的中部设有法兰盘，圆筒式外壳内的法兰盘与挡板之间形成密闭空间且设有铝屑。
所述法兰盘与圆筒式外壳间隙配合，推板与圆筒式外壳为间隙配合。
所述圆筒式外壳的前端板与挡板的中心均设有与推杆间隙配合通孔。
所述压缩弹簧的尾端套设在锥刃的外围。
所述气囊位于圆筒式外壳内部后部。
法兰盘与推板和推杆固结。法兰盘外缘与圆筒式外壳过渡配合，其余部位与圆筒式外壳间隙配合。推板另一端前后设置由四个形状相同的圆形气囊成的气囊组。气囊顶在并排设置的四个压缩弹簧上，压缩弹簧内设有锥刃。锥刃固结在圆筒式外壳内的底板上，压缩弹簧与锥刃过盈配合在圆筒式外壳壁，法兰盘及挡板形成密闭空间，其间充盈铝屑。圆筒式外壳前端及隔板设有推杆孔，推杆孔与推杆过渡配合，整个吸能装置形成先前后设置后并排前后设置的三级吸能结构。
与现有技术相比的优点和效果：综合考虑了切削吸能、压溃吸能和膨胀吸能三种吸能方式，利用气囊在吸收能量时膨胀；利用法兰盘在吸收能量时与圆筒式外壳壁互相切削；利用压缩弹簧在压缩时变形吸收能量，达到三种方式之间优劣互补。除此之外，装置还设有铝屑，在受到冲击式，铝屑受到挤压达到吸能缓冲的效果。整个装置通过先前后设置后并排设置，形成三级吸能结构。同时在受到过于猛烈的冲击时，气囊挤压压缩弹簧触及到锥刃而爆裂，释放出大量能量抵抗冲击，大大降低了司乘人员和车上设备的瞬时纵向冲击，对解决现存问题很有价值。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的气囊与弹簧结构示意图；
图3为本发明的防爬器与铝屑结构示意图；
图4为本发明的圆筒式外壳与锥刃结构示意图；
具体实施方式
如图1所示，一种轨道车辆防爬吸能装置，包括防爬器1和圆筒式外壳5，防爬器1的背面与推杆2的前端固结，推杆2的后端设有圆形推板4，圆形推板4的后端面与气囊9的前端接触，前端面与设置在圆筒式外壳5内部的挡板7接触；圆筒式外壳5的底部内侧设有锥刃6，锥刃6外设有压缩弹簧10，压缩弹簧10的尾端与圆筒式外壳5的底部内侧固定，前端与气囊9的尾端固定；推杆2的中部设有法兰盘3，圆筒式外壳5内的法兰盘3与挡板7之间形成密闭空间且设有铝屑8。
进一步地，所述法兰盘3与圆筒式外壳5间隙配合，推板4与圆筒式外壳5为间隙配合。所述圆筒式外壳5的前端板与挡板7的中心均设有与推杆2间隙配合通孔。
进一步地，所述压缩弹簧10的尾端套设在锥刃6的外围。所述气囊9位于圆筒式外壳5内部后部。
这种轨道车辆防爬吸能装置综合考虑了切削吸能、压溃吸能和膨胀吸能三种吸能方式，利用气囊在吸收能量时膨胀；利用法兰盘在吸收能量时与圆筒式外壳壁互相切削；利用压缩弹簧在压缩时变形吸收能量，达到三种方式之间优劣互补。除此之外，装置还设有铝屑，在受到冲击式，铝屑受到挤压达到吸能缓冲的效果。整个装置通过先前后设置后并排设置，形成三级吸能结构。同时在受到过于猛烈的冲击时，气囊挤压压缩弹簧触及到锥刃而爆裂，释放出大量能量抵抗冲击，大大降低了司乘人员和车上设备的瞬时纵向冲击。当机车车辆发生碰撞时首先撞击带齿槽的防爬器，有效地防止了爬车；冲击力通过防爬器传递给推杆，推杆再传递给法兰盘和推板。法兰盘与推板向后移动，法兰盘挤压铝屑，推板挤压气囊与压缩弹簧。铝屑，气囊以及弹簧开始压缩吸能。铝屑，气囊以及弹簧形成先前后设置后并排设置的吸能结构。当推杆进一步移动时，气囊进一步压缩触及到压缩弹簧内的锥刃，锥刃刺破气囊，气囊释放出大量气体，连同压缩弹簧回弹释放出的弹性势能在瞬间释放出大量能量。当推杆继续移动时，铝屑继续被挤压，气囊的其他气囊继续重复压缩吸能到刺破释放大量能量的过程，在此过程中法兰盘与圆筒式外壳壁持续摩擦吸能，直到铝屑被完全挤压，气囊被全部刺破，吸能过程结束。
本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种轨道车辆防爬吸能装置，包括防爬器（1）和圆筒式外壳（5），防爬器（1）的背面与推杆（2）的前端固结，其特征在于：推杆（2）的后端设有圆形推板（4），圆形推板（4）的后端面与气囊（9）的前端接触，前端面与设置在圆筒式外壳（5）内部的挡板（7）接触；圆筒式外壳（5）的底部内侧设有锥刃（6），锥刃（6）外设有压缩弹簧（10），压缩弹簧（10）的尾端与圆筒式外壳（5）的底部内侧固定，前端与气囊（9）的尾端固定；推杆（2）的中部设有法兰盘（3），圆筒式外壳（5）内的法兰盘（3）与挡板（7）之间形成密闭空间且设有铝屑（8），法兰盘外缘与圆筒式外壳（5）过渡配合，法兰盘（3）在吸收能量时与圆筒式外壳（5）内壁互相切削；所述气囊（9）为四个形状相同的圆形气囊构成的气囊组。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆防爬吸能装置，其特征在于：所述法兰盘（3）与圆筒式外壳（5）间隙配合，推板（4）与圆筒式外壳（5）为间隙配合；所述圆筒式外壳（5）的前端板与挡板（7）的中心均设有与推杆（2）间隙配合通孔；所述压缩弹簧（10）的尾端套设在锥刃（6）的外围；所述气囊（9）位于圆筒式外壳（5）内部后部。
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