CN103375526A - 弹性装置、缓冲器及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弹性装置、缓冲器及轨道车辆。其中，弹性装置包括缸体，缸体具有腔体，腔体中插装有活塞杆，活塞杆具有活塞部和直杆部，活塞部位于腔体内，活塞部能将腔体分隔为第一子腔体和第二子腔体，且于第一子腔体与第二子腔体之间形成通道，直杆部上穿装有缸盖，缸盖与腔体的腔口密封固定配合，直杆部远离活塞部的一端位于腔体的外侧。上述方案的弹性装置，流体阻尼介质在第一子腔体和第二子腔体之间流动形成阻尼力，阻尼介质自身的可压缩性使腔体内产生较大的压强，在活塞部两面的面积差，而形成压力差，从而使活塞杆对外产生较大的压力，该压力与阻尼力合成为弹力，该弹力的力特性较饱满，有效的提高采用该弹性装置的缓冲器的缓冲能力。

Description

弹性装置、缓冲器及轨道车辆

技术领域

本发明涉及缓冲器技术，尤其涉及一种弹性装置、缓冲器及轨道车辆。

背景技术

目前，作为铁路货车缓冲器关键技术的弹性元件，其主要采用钢弹簧、橡胶或弹性体等产品来实现缓冲功能。在既有铁路货车互换性、结构空间等条件的限制下，再进一步提高钢弹簧、橡胶或弹性体等产品的缓冲能力有限。但是，随着铁路货车进一步向高速、重载方向发展，车辆的缓冲能力对于安全性和操控性的影响显著增加，运行中对缓冲能力的要求也就进一步提高，而现有的弹性元件已不能满足需要。可见，研制新的弹性装置来提高缓冲器的缓冲能力是本领域技术人员所要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种弹性装置，用以提高缓冲器的缓冲能力。同时，还提供一种缓冲器及轨道车辆。

本发明提供一种弹性装置，包括缸体，所述缸体具有容纳流体阻尼介质的腔体，所述腔体中插装有活塞杆，所述活塞杆具有顺次设置的活塞部和直杆部，所述活塞部位于所述腔体内，所述活塞部能将所述腔体分隔为第一子腔体和第二子腔体，且于所述第一子腔体与所述第二子腔体之间形成供所述流体阻尼介质流动的通道，所述直杆部上密封滑动穿装有缸盖，所述缸盖与所述腔体的腔口密封固定配合，所述直杆部远离所述活塞部的一端位于所述腔体的外侧。

如上所述的弹性装置，其中，所述缸体的外侧滑动套接有导向套，所述导向套的一端固定设置有端盖，所述直杆部位于所述腔体外侧的一端与所述端盖径向限位顶止配合。

如上所述的弹性装置，其中，所述导向套内侧壁上固定设置有环状的导向带，所述导向带与所述缸体的外侧面间隙配合。

如上所述的弹性装置，其中，所述端盖上具有开口朝向所述直杆部的盲孔，所述直杆部位于所述腔体外侧的一端吻合顶止于所述盲孔内。

如上所述的弹性装置，其中，所述腔体为变径直筒腔体，所述变径直筒腔体的直径从中部向两端逐步增大。

如上所述的弹性装置，其中，所述活塞部设置有通孔，所述通孔的轴线与所述直杆部的轴线平行。

如上所述的弹性装置，其中，所述活塞部上以所述直杆部的轴线为旋转轴在圆周方向上均匀设置有多个所述通孔。

如上所述的弹性装置，其中，所述缸盖具有第一阶梯通孔，所述第一阶梯通孔内设置有主密封件，所述主密封件包括吻合塞装于所述第一阶梯通孔内的密封座，所述密封座的周面与所述第一阶梯通孔之间设置有密封圈，所述密封座具有第二阶梯通孔，所述第二阶梯通孔的大径段设置有密封体，所述密封体具有密封孔，所述直杆部密封滑动插装于所述密封孔中。

如上所述的弹性装置，其中，所述第二阶梯通孔的小径段固定设置有滑套，所述滑套与所述直杆部滑动套装配合。

如上所述的弹性装置，其中，所述第一阶梯通孔具有孔径依次变小的第一孔段、第二孔段和第三孔段，所述主密封件设置于所述第一孔段，所述第二孔段内设置有所述密封体，所述第三孔段内固定设置有滑套，所述滑套与所述直杆部滑动套装配合。

如上所述的弹性装置，其中，所述第一阶梯孔的开口处固定设置有压盖，所述压盖与所述主密封件顶压配合。

本发明还提供一种缓冲器，包括上述任一弹性装置。

本发明还提供一种轨道车辆，包括上述的缓冲器。

本发明提供弹性装置、缓冲器及轨道车辆，其中，弹性装置的活塞杆受到外界的压力而回缩，然后压缩流体阻尼介质在第一子腔体和第二子腔体之间流动以形成阻尼力，阻尼介质自身的可压缩性使密封的腔体内产生较大的压强，在活塞部两面因存在较大的面积差，进而形成压力差，从而使活塞杆对外产生较大的压力，该压力与上述的阻尼力合成为弹力，且该弹力的力特性较饱满，可以有效的提高采用该弹性装置的缓冲器的缓冲能力，进而提高了轨道车辆运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明弹性装置实施例的全剖视图；

图2为本发明弹性装置力特性曲线图；

图3为导向套的全剖视图；

图4为缸体的全剖视图；

图5为活塞杆的主视图；

图6为图5的左视图；

图7为活塞杆与缸盖连接部位的全剖视图。

具体实施方式

图1为本发明弹性装置实施例的全剖视图；如图1所示，本发明弹性装置的实施例，包括缸体1，缸体1具有容纳流体阻尼介质12的腔体，腔体中插装有活塞杆10，活塞杆10具有顺次设置的活塞部11和直杆部7，活塞部11位于腔体内，能将腔体分隔为第一子腔体和第二子腔体，且于第一子腔体与第二子腔体之间形成供流体阻尼介质流动的通道，直杆部7上密封滑动穿装有缸盖4，缸盖4与腔体的腔口密封固定配合，直杆部7远离活塞部11的一端位于腔体的外侧。

上述方案的弹性装置，其活塞杆10受到外界的压力而回缩，然后压缩流体阻尼介质12在第一子腔体和第二子腔体之间流动以形成阻尼力，阻尼介质自身的可压缩性使密封的腔体内产生较大的压强，在活塞部两面因存在较大的面积差，进而形成压力差，从而使活塞杆对外产生较大的压力，该压力与上述的阻尼力合成为弹力，如图2所示，该弹力F随活塞杆10位移X的曲线，由图2可知，弹力F的力特性较饱满，其中，上部曲线为进程曲线，下部曲线为回程曲线(活塞杆向缸体内的运动为进程，反之为回程)。由于该弹性装置的力特性较饱满，因此可以有效的提高采用该弹性装置的缓冲器的缓冲能力，进而提高了轨道车辆运行的可靠性。

该弹性装置使用在铁路货车的缓冲器中，其可以直接替代安装在现有的钢弹簧或橡胶等弹性元件的位置处，也可以根据具体的使用环境通过辅助构件安装在缓冲器内。另外，该弹性装置除了应用于铁路货车外，还可以应用于其它需要弹性元件的设备、环境中。

进一步地，为了防止活塞杆10在伸缩过程中，因受到径向力而出现倾斜，造成活塞杆10运动卡滞，甚至损坏该弹性装置，因此，在缸体1的外侧滑动套接有导向套5，导向套5可以沿着缸体1进行直线的滑动，导向套5的一端固定设置有端盖6，直杆部7位于腔体外侧的一端与端盖6径向限位顶止配合，这里所说的径向限位是指，直杆部7与端盖6在直杆部7的径向上不能产出相对运动。另可参见图3，例如但不限于端盖6上具有开口朝向直杆部7的盲孔13，直杆部7位于腔体外侧的一端吻合顶止于盲孔13内，通过直杆部7的一端与盲孔13的吻合配合实现了直杆部7与端盖6的径向限位，而直杆部7的端面顶在盲孔13的底部实现了直杆部7与端盖6的顶止配合。

进一步地，如图3所示，为了提高导向套5沿缸体1滑动的平顺性及稳定性，在导向套5内侧壁上固定设置有环状的导向带8，导向带8与缸体1的外侧面间隙配合。其中，导向带8采用条状耐磨复合材料经弯折形成一个环状结构，紧密的贴合在导向套5上设置的环槽14内，实现与导向套5的固定连接。

进一步地，为了更好的使该弹性装置的力特性曲线在初始压缩阶段(也即进程阶段)缓慢增加载荷值，压缩至后段时载荷基本保持平缓，则腔体为变径筒状腔体，变径筒状腔体的直径从中部向两端逐步增大。具体地，如图4所示，腔体的中部为第一圆孔17，第一圆孔17的两端均连接锥孔，两锥孔背离第一圆孔17的端部为大径端，两锥孔分别为第一锥孔18和第二锥孔16，第一锥孔18延伸至腔体的底部，第二锥孔16远离第一圆孔17的一端连接第二圆孔15。腔体采用上述结构，在活塞杆10向缸体1内被压缩前，活塞部11的周面与腔体之间的间隙(此间隙即为供流体阻尼介质流动的通道)较大，从而降低了初始压缩时的阻尼载荷，压缩一段后活塞部的周面与腔体之间的间隙变小，之后活塞部11的周面与腔体之间的间隙缓慢增大，直至活塞部11被压缩至最大行程处，从而实现了如图2中回程曲线所示，在初始阶段载荷缓慢增加，后段时载荷基本保持平缓。

进一步地，如图5、图6所示，为了控制流体阻尼介质12在第一子腔体与第二子腔体之间的流动，在活塞部11设置有通孔19，通孔19的轴线与直杆部7的轴线平行。并且，为了提高活塞杆受力的均匀性，活塞部11上以直杆部7的轴线为旋转轴在圆周方向上均匀设置有多个通孔19。

实际应用中，如图7所示，缸盖4具有第一阶梯通孔22，第一阶梯通孔22内设置有主密封件，主密封件包括吻合塞装于第一阶梯通孔22内的密封座20，密封座20的周面与第一阶梯通孔22之间设置有密封圈23，密封座20具有第二阶梯通孔，第二阶梯通孔的大径段设置有密封体21，密封体21由承压性能优良的高分子材料制备而成，能够适应-60℃～150℃的环境条件。密封体21具有密封孔，直杆部7密封滑动插装于密封孔中。本文涉及的密封滑动插配是指，两个部件是通过滑动副滑动配合，且在配合位置处具有密封功能。此处的密封是通过直杆部7与密封孔的过盈配合实现的。

进一步地，为了提高直杆部7与主密封件之间的导向性，在密封座20的第二阶梯通孔的小径段固定设置有滑套25，滑套25与直杆部7滑动套装配合。

实际应用中，第一阶梯通孔22具有孔径依次变小的第一孔段、第二孔段和第三孔段，主密封件设置于第一孔段内，第二孔段内同样设置有密封体21，第三孔段内同样固定设置有滑套25，且滑套25与直杆部7滑动套装配合。

近一步地，为了防止主密封件从第一阶梯孔22内脱出，在第一阶梯孔22的开口处通过内卡簧固定设置有压盖24，压盖24与主密封件顶压配合。

本发明还提供一种缓冲器，该缓冲器包括上述实施例的弹性装置，弹性装置的结构具体参见上述实施例。该缓冲器中，除弹性装置外的其余部件可以与现有缓冲器中的部件相同，这里不对其具体结构进行赘述。

本发明还提供一种轨道车辆，包括上述实施例的缓冲器。该轨道车辆除缓冲器外的其余部件可以与现有轨道车辆的部件相同，这里不对其具体结构进行赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种弹性装置，其特征在于，包括缸体，所述缸体具有容纳流体阻尼介质的腔体，所述腔体中插装有活塞杆，所述活塞杆具有顺次设置的活塞部和直杆部，所述活塞部位于所述腔体内，所述活塞部能将所述腔体分隔为第一子腔体和第二子腔体，且于所述第一子腔体与所述第二子腔体之间形成供所述流体阻尼介质流动的通道，所述直杆部上密封滑动穿装有缸盖，所述缸盖与所述腔体的腔口密封固定配合，所述直杆部远离所述活塞部的一端位于所述腔体的外侧。

2.根据权利要求1所述的弹性装置，其特征在于，所述缸体的外侧滑动套接有导向套，所述导向套的一端固定设置有端盖，所述直杆部位于所述腔体外侧的一端与所述端盖径向限位顶止配合。

3.根据权利要求2所述的弹性装置，其特征在于，所述导向套内侧壁上固定设置有环状的导向带，所述导向带与所述缸体的外侧面间隙配合。

4.根据权利要求2或3所述的弹性装置，其特征在于，所述端盖上具有开口朝向所述直杆部的盲孔，所述直杆部位于所述腔体外侧的一端吻合顶止于所述盲孔内。

5.根据权利要求1或2或3所述的弹性装置，其特征在于，所述腔体为变径筒状腔体，所述变径直筒腔体的直径从中部向两端逐步增大。

6.根据权利要求1或2或3所述的弹性装置，其特征在于，所述活塞部设置有通孔，所述通孔的轴线与所述直杆部的轴线平行。

7.根据权利要求5所述的弹性装置，其特征在于，所述活塞部上以所述直杆部的轴线为旋转轴在圆周方向上均匀设置有多个所述通孔。

8.根据权利要求1或2或3所述的弹性装置，其特征在于，所述缸盖具有第一阶梯通孔，所述第一阶梯通孔内设置有主密封件，所述主密封件包括吻合塞装于所述第一阶梯通孔内的密封座，所述密封座的周面与所述第一阶梯通孔之间设置有密封圈，所述密封座具有第二阶梯通孔，所述第二阶梯通孔的大径段设置有密封体，所述密封体具有密封孔，所述直杆部密封滑动插装于所述密封孔中。

9.根据权利要求8所述的弹性装置，其特征在于，所述第二阶梯通孔的小径段固定设置有滑套，所述滑套与所述直杆部滑动套装配合。

10.根据权利要求8所述的弹性装置，其特征在于，所述第一阶梯通孔具有孔径依次变小的第一孔段、第二孔段和第三孔段，所述主密封件设置于所述第一孔段，所述第二孔段内设置有所述密封体，所述第三孔段内固定设置有滑套，所述滑套与所述直杆部滑动套装配合。

11.根据权利要求8所述的弹性装置，其特征在于，所述第一阶梯孔的开口处固定设置有压盖，所述压盖与所述主密封件顶压配合。

12.一种缓冲器，其特征在于，包括权利要求1-11任一所述的弹性装置。

13.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求12所述的缓冲器。

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