CN109367561B - 一种切削式轨道车辆吸能防爬器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切削式轨道车辆吸能防爬器，包括活塞杆、缸体、内套筒、法兰和冷却管，内套筒设置在缸体内，内套筒和缸体内设有冷却液，该内套筒和缸体的一端均与法兰的一侧连接，该法兰上设置有与活塞杆滑接且与内套筒对齐的导向孔，法兰的另一侧安装有切削刀具，切削刀具延伸到活塞杆上的导向槽内，冷却管从缸体内单向导通至切削刀具的安装位置，内套筒远离法兰的端部设置有与缸体连通的阻尼孔。本发明通过冷却液冷却刀具的方式，减小了切削过程中刀具融化的几率，提高了切削刀具的可靠性，同时由于切削过后的切削部推动活塞挤压缸体内的冷却液，使得列车发生碰撞时的部分动能转化为冷却液的动能及压力能，减小了刀具的断裂几率。

Description

一种切削式轨道车辆吸能防爬器

技术领域

本发明涉及轨道交通缓冲吸能领域，尤其涉及一种切削式轨道车辆吸能防爬器。

背景技术

随着轨道交通行业的快速发展，在提高列车主动安全性的同时，轨道车辆的被动安全性能也越来越被重视。当列车碰撞的速度较高时会产生极大的加速度脉冲，导致列车发生拱起、爬车、翻转等严重的破坏现象，使相撞车辆发生较大变形，乘客生存空间大大减小。为减小列车碰撞事故对车体的破坏及乘员的伤害，通常在列车两端有限的空间内安装大吸能量、高效率的防爬器。

目前常用的切削、刨削、拉削式吸能防爬器存在以下不足：(1)对加工工艺要求严格，被切削件对刀具的要求较高；(2)刀具切削被切削件时温度较高，导致刀具融化现象严重，刀具可靠性较差；(3)初始切削过程撞击力较大，刀具容易折断；(4)平稳切削过程存在一定的波动现象，防爬器抗偏载性能差。

发明内容

本发明目的在于提供一种切削式轨道车辆吸能防爬器，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种切削式轨道车辆吸能防爬器，包括活塞杆、缸体、内套筒、法兰和冷却管，所述内套筒设置在所述缸体内，所述内套筒和缸体内设有冷却液，该内套筒和缸体的一端均与所述法兰的一侧连接，该法兰上设置有与所述活塞杆滑接且与所述内套筒对齐的导向孔，所述法兰的另一侧安装有切削所述活塞杆的切削刀具，所述冷却管从所述缸体内单向导通至所述切削刀具的安装位置，所述内套筒远离所述法兰的端部设置有与缸体连通的阻尼孔。

进一步的，所述缸体的壁面上安装有单向阀，所述冷却管的一端与所述单向阀连接，另一端朝向所述切削刀具的刀尖设置。

进一步的，所述活塞杆的一端设置有与所述缸体密封滑接的活塞，所述冷却管与所述缸体的连接位置在缸体的另一端。

进一步的，所述冷却管与所述缸体的连接位置靠近所述法兰设置。

进一步的，所述活塞杆上设置有导向槽，所述切削刀具延伸到所述导向槽内，沿着所述切削刀具的切削方向上，所述切削刀具的刀尖与所述活塞杆的待切削位置间隔一段距离，以使所述切削刀具在所述冷却液喷出后开始切削。

进一步的，所述活塞杆远离活塞的另一端设置有防爬齿。

进一步的，所述活塞杆为内部中空的空心杆件结构。

进一步的，所述内套筒和缸体同轴固接在一安装底座上，所述安装底座上设置有安装孔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过冷却液冷却刀具的方式，减小了切削过程中刀具融化的几率，提高了切削刀具的可靠性，同时由于切削过后的切削部推动活塞挤压缸体内的冷却液，使得列车发生碰撞时的部分动能转化为冷却液的动能及压力能，降低了初始切削过程的冲击载荷，保证了切削过程的平稳进行，减小了刀具的断裂几率。同时切削后的金属部件变成了活塞杆进入缸体内部，提高了切削式吸能装置的抗偏载性，保证了轨道车辆的耐撞性能。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例公开的切削式轨道车辆吸能防爬器的结构示意图；

图2是本发明实施例公开的切削式轨道车辆吸能防爬器的分解结构示意图；

图3是本发明实施例公开的防爬齿部件结构示意图；

图4是本发明实施例公开的防爬齿部件剖视图；

图5是本发明实施例公开的法兰组件第一结构示意图；

图6是本发明实施例公开的法兰组件第二结构示意图；

图7是本发明实施例公开的缸体部件的结构示意图。

图例说明：

1、防爬齿部件；11、防爬齿；12、活塞杆；13、导向槽；14、活塞；15、凹槽缝；

2、法兰组件；21、法兰；22、切削刀具；23、缩颈部；24、刀具安装槽；25、导向孔；

3、冷却管；

4、缸体部件；41、缸体；42、内套筒；43、阻尼孔；44、单向阀；

5、安装底座；51、安装底板；52、安装孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1-图7所示，本发明公开了一种切削式轨道车辆吸能防爬器，主要由防爬齿部件1、法兰组件2、冷却管3、缸体部件4和安装底座5，其中，防爬齿部件1包括防爬齿11、活塞杆12和活塞14组成，安装底座5的安装底板51上圆周均布有四个用于安装螺栓的安装孔52，整个防爬器通过安装孔52与车辆底架连接在一起。其中，防爬齿11和活塞14设置在活塞杆12的两端，防爬齿11设在金属板上，防爬齿11为并列的4个，在本实施例中，为了减轻整个防爬器的重量，活塞杆12设计为内部中空的空心杆件结构。活塞杆12同时为待切削部件，该活塞杆12的壁面上设置有导向槽13。安装底座5和法兰组件2密封安装在缸体部件4的两端，其中，缸体部件4包括同轴固接在安装底座5上的缸体41和内套筒42，缸体41和内套筒42之间、内套筒42的内部均连续充满了冷却液，内套筒42设置在缸体41的内部，缸体41和内套筒42的一端通过安装底座5密封，另一端通过法兰组件2密封，缸体41和内套筒42之间仅仅通过内套筒42上的阻尼孔43连通，在本实施例中，阻尼孔43设置在靠近安装底座5的一端，即内套筒42的底部，法兰组件2包括法兰21和切削刀具22，法兰21的中心设置有一导向孔25，法兰21通过边缘的缩颈部23与缸体41过盈配合(而内套筒42与导向孔25的内壁对齐连接，从而实现缸体部件4与法兰21的密封连接)，法兰21的半径尺寸同缸体41的半径尺寸一样。其中，法兰21、安装底座5与缸体41的外壁言其周向上可以设置加强筋，增加抗偏载性能，导向孔25与活塞14的尺寸相同。当列车发生碰撞事故时，导向孔25可保证活塞14稳定的向安装底座5方向运动，使得切削吸能过程更加平稳，提高了防爬器装置的稳定性及抗偏载性。

在本实施例中，法兰21沿着导向孔25的周向边缘设置有四个刀具安装槽24，刀具安装槽24内用螺钉紧固安装有切削刀具22，切削刀具22的刀尖向导向孔25的中心延伸，在具体配合时，活塞杆12与导向孔25密封滑接，切削刀具22的刀尖均插入到导向槽13内，而活塞14则滑接在内套筒42内，其中导向槽13位于活塞14的上方，同时，缸体41靠近法兰21的端部安装有单向阀44，单向阀44沿着缸体41的周向均布，与切削刀具22一一对应，冷却管3的一端与缸体41壁面上的单向阀44连接，另一端延伸到切削刀具22的刀尖位置，其中单向阀44只允许从缸体41的内部向外部导通。当列车发生碰撞时，两车辆间的防爬齿11相互咬合、接触，活塞杆12末端的活塞14响应开始挤压内套筒42中的冷却液，内套筒42中的冷却液受到挤压将从筒壁上的阻尼孔43流向外部的缸体41，由于缸体41和内套筒42之间本身就充满了冷却液，在压力的作用下将使得缸体41的侧壁上的单向阀44打开，使得冷却液迅速从冷却管3中喷向切削刀具22，然后，切削刀具22能够稳定地切削活塞杆12上的金属，切削过后活塞杆12继续向内套筒42的底部运动，从而降低了切削刀具22在切削缓冲吸能过程中的温度，减小切削刀具22的融刀几率(几乎可杜绝融刀的发生)。导向槽13端部的尺寸与切削刀具22相匹配，具体设置时，切削刀具22在刀具安装槽24上突出导向孔25的长度等于导向槽13的深度，切削刀具22的宽度等于或稍小于导向槽13的宽度，即切削刀具22和导向槽13之间采用过渡或较小的过盈配合，可保证切削刀具22切削活塞杆12时，稳定地沿纵向切削，提高了装置的稳定性。导向槽13的设置可防止切削刀具22突然受力过大而断裂，保证了切削过程的切削方向及四把切削刀具22的受力平衡，降低了防爬器在切削过程中的振动，提高了装置的稳定性。

与此同时，由于列车发生碰撞时，活塞14的挤压作用，内套筒42中的冷却液受到挤压将从筒壁上的阻尼孔43流向外部的缸体41，进而经过冷却管3喷向切削刀具22的过程中，碰撞的机械能一部分转化为切削刀具22切削活塞杆12产生的切削能和热能，另一部分则转化为了冷却液的动能及压力能，共同作用，相辅相成，在提高缓冲吸能的功效时，也保护了切削刀具22，而缸体部件4不仅起到液压缓冲吸能的效果，同时还能完成对切削刀具22的有效冷却，在将液压缓冲吸能和切削吸能合二为一、增大系能效率的同时，还能及时对切削吸能位置冷却，实现了“1+1>2”的显著效果。

在本实施例中，由于列车正常运行时存在一定的振动，单向阀44可保证列车正常运行时，冷却液不会从缸体41中溢出到冷却管3。只有当列车发生碰撞事故时，单向阀44在液压作用下达到压力阈值时才会打开，使得冷却液从冷却管3中喷向切削刀具22，此时压力阈和冷却管3同时也起到阻尼孔缓冲吸能的效用。

同时，为了降低初始切削过程的冲击载荷，保证切削过程的平稳进行，沿着切削刀具22的切削方向上，切削刀具22的刀尖与活塞杆12的待切削位置间隔一段距离，即活塞杆12要向安装底座5运行一段距离后，切削刀具22的刀尖才会碰到活塞杆12上带切削的金属，从而使切削刀具22在冷却液喷出后开始切削工作，这样即降低了初始切削过程的冲击载荷，同时也更好的保护了切削刀具22。

在本实施例中，导向槽13的两侧设置有凹槽缝15，凹槽缝15沿着切削刀具22的切削方向延伸，即凹槽缝15沿着导向槽13的两侧面向活塞杆12的周向延伸，从而可保证刀具切削时，沿指定的路径切削指定的金属，即只切削两个相对凹槽缝15之间的金属，从而使切削过程更加可控。

而由于冷却管3与缸体41的连接位置靠近法兰21设置，冷却液在被挤压的过程中的流动路径更为曲折漫长，吸收的能量更多，缓冲效果更好，同时，缸体41和内套筒42之间可设置多个相互套接的中间套筒，中间套筒上均布多个阻尼孔43，可进一步增加阻尼吸能的效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，包括活塞杆(12)、缸体(41)、内套筒(42)、法兰(21)和冷却管(3)，所述内套筒(42)设置在所述缸体(41)内，所述内套筒(42)和缸体(41)内设有冷却液，该内套筒(42)和缸体(41)的一端均与所述法兰(21)的一侧连接，该法兰(21)上设置有与所述活塞杆(12)滑接且与所述内套筒(42)对齐的导向孔(25)，所述法兰(21)的另一侧安装有切削所述活塞杆(12)的切削刀具(22)，所述冷却管(3)从所述缸体(41)内单向导通至所述切削刀具(22)的安装位置，所述内套筒(42)远离所述法兰(21)的端部设置有与缸体(41)连通的阻尼孔(43)。

2.根据权利要求1所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述缸体(41)的壁面上安装有单向阀(44)，所述冷却管(3)的一端与所述单向阀(44)连接，另一端朝向所述切削刀具(22)的刀尖设置。

3.根据权利要求1所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述活塞杆(12)的一端设置有与所述缸体(41)密封滑接的活塞(14)，所述冷却管(3)与所述缸体(41)的连接位置在缸体(41)的另一端。

4.根据权利要求1所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述冷却管(3)与所述缸体(41)的连接位置靠近所述法兰(21)设置。

5.根据权利要求1-4任一所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述活塞杆(12)上设置有导向槽(13)，所述切削刀具(22)延伸到所述导向槽(13)内，且沿着所述切削刀具(22)的切削方向上，所述切削刀具(22)的刀尖与所述活塞杆(12)的待切削位置间隔一段距离，以使所述切削刀具(22)在所述冷却液喷出后开始切削。

6.根据权利要求5所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述活塞杆(12)远离活塞(14)的另一端设置有防爬齿(11)。

7.根据权利要求6所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述活塞杆(12)为内部中空的空心杆件结构。

8.根据权利要求7所述的切削式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述内套筒(42)和缸体(41)同轴固接在一安装底座(5)上，所述安装底座(5)上设置有安装孔(52)。