CN105221641A - 轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，在提供垂向减振的同时对横向和纵向的振动也具有一定的减振效果，属于车辆减振技术领域。包括上下盖板式接头、橡胶球铰、销轴、外置圆弹簧、外壳、减振颗粒、耐磨金属隔层、电感线圈。外壳分为上下两个槽，并装入耐磨金属隔层，隔层中装入一定体积的减振颗粒与一定量润滑油，在耐磨金属隔层与槽内装入电感线圈；上接头与外壳一端固结；下接头与外壳另一端焊接；橡胶球铰与销轴装配，按照标准将减振器与转向架连接在一起。本发明通过颗粒之间以及颗粒和外壳壁之间的碰撞而产生的阻尼效应，快速衰减从车轮向构架上振动的传递，并在不同方向上都有良好的减振效果，同时可以根据运行线路的变化改变通电磁场大小，进而改变减振器阻尼值，实现阻尼效果的半自动控制，可靠度高，安全冗余大，适应于各类恶劣环境。

Description

轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器

技术领域

本发明涉及轨道车辆领域，一种轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器。

背景技术

现有的颗粒阻尼减振器尽管具有结构简单、阻尼效果明显的特点，但在其工作过程中金属颗粒相互碰撞容易造成结构和颗粒的磨损，使得其寿命降低。而通过施加直流电磁场的方法，加大颗粒体与壳体的动量交换，提高对结构振动的抑制作用，同时增大铁磁颗粒之间的接触压力，加大摩擦力进而提高阻尼器的摩擦耗能。通过改变电磁场中电流大小，使得阻尼力在很大范围内可以调整。且恶劣环境适应力强，容易与计算机结合实现阻尼力半主动式控制，尤其是在工况恶劣，技术要求高的工业领域。

目前，动车的一系阻尼减振器采用油压减振器，它具有一些不足：1.制造精度高，成本较高；2.阻尼为固定值，无法根据实际路况调整；3.对低幅高频或高幅低频的振动不能有效地控制；部分减振器主要依赖于进口，成本高，无法及时响应市场需求。

针对上述的一些缺点，设计出成本低，环境适应性好，阻尼可控记忆减振效果好的减振器是当前工作的难点。

发明内容

本发明的目标是提供一种结构合理，阻尼效果明显且可实现半自动控制，可靠度高，安全冗余大的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，来代替现有的一系油压阻尼减振器。

本发明提出的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，包括外壳、耐磨金属隔层、电磁线圈、减振颗粒和圆弹簧，所述外壳垂直布置，其内采用分层式结构，自上而下布置有若干耐磨金属隔层，上下相邻的耐磨金属隔层之间设有间隙，所述耐磨金属隔层空腔内布置有减振颗粒，耐磨金属隔层外部安装有电磁线圈，外壳一端通过扣环固结在上接头上，另一端与下接头焊接；外壳的外壁上压制有圆弹簧；通过减振颗粒之间以及减振颗粒与耐磨金属隔层内壁之间的碰撞而产生的阻尼效应，快速衰减从车轮向构架上振动的传递，并在不同方向中都有减振效果，同时根据运行线路的变化改变电磁线圈通电磁场大小，进而改变减振器阻尼值，实现阻尼效果的半自动控制。

本发明中，所述上接头或下接头上设有橡胶球铰，所述橡胶球铰通过预压缩的方式压入上接头或下接头内。

本发明中，控制将电磁线圈的电流大小范围为0.01A-10A，使得阻尼大小可控。

本发明中，所述减振颗粒采用电磁材料，其具体种类、数量和大小等属性可以根据不同车辆实情放置，每个耐金属隔层空腔内，减振颗粒数量占空腔体积的50-80%，其直径大小为0.1mm-25mm，产生不同的阻尼范围，使其具有较大的适用范围。

本发明中，圆弹簧的弹簧参数和一系轴箱弹簧参数配合，不仅可以适度减小一次轴箱弹簧刚度，又可以增加整个转向架的稳定性。

本发明中，上接头采用圆形限位柱，限制外壳径向窜动，使其轴向位移量控制在0-30mm。

本发明中，所述耐磨金属隔层和外壳内壁之间为过盈配合。

本发明中，电磁线圈7嵌于耐磨金属隔层9外壁与外壳6内壁之间。

本发明中，外壳与上接头连接处设有橡胶减振片。

本发明中，外壳为圆柱体结构，耐磨金属隔层为圆柱体结构，所述外壳和耐磨金属隔层同轴布置。

本发明中，所述减振颗粒装入耐磨金属隔层后，耐磨金属隔层开口部位密封处理。

本发明中，耐磨金属隔层9内装入体积比为50-70%的减振颗粒10。

本发明可以实现减振器阻尼力在很大范围内调整，提高恶劣环境适应力，易与计算机结合实现半主动式控制。

附图说明

图1是轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器示意图；

图1中：1、上接头，2、橡胶球铰，3、销轴，4、橡胶减振片，5、扣环，6、外壳，7、电磁线圈，8、圆弹簧，9、耐磨金属隔层，10、减振颗粒，11、下接头；

图2是本发明上接头，橡胶减振片，扣环，外壳和圆弹簧结构关系示意图；

图2中：1、上接头，4、橡胶减振片，5、扣环，6、外壳，8、圆弹簧；

图3是本发明外壳，电磁线圈，圆弹簧，耐磨金属隔层和颗粒结构关系示意图；

图3中：6、外壳，7、电磁线圈，8、圆弹簧，9、耐磨金属隔层，10、减振颗粒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：一种轨道车辆用半主动式颗粒阻尼减振器，如图1、图2和图3所示，包括外壳6，所述外壳6采用复合阻尼钢板制成圆柱形，外壳6内分成上下两个腔体；所述腔体通过耐磨金属隔层9分隔，耐磨金属隔层9安装在外壳6腔体内，两者之间为过盈配合；电磁线圈7嵌入在耐磨金属隔层9与外壳6内壁上的槽内；在耐磨金属隔层9内装入体积比为50-70%的减振颗粒10，其参数的选择要根据实际车辆情况而定，并且车辆振动环境比较剧烈和复杂，并同时可以添加粘弹性材料颗粒或者非金属颗粒，采用其在碰撞过程中的塑形变形消耗能量，之后再盖上钢板，拼焊密封；橡胶减振片4，将外壳6一端与下接头11焊接，外壳6另一端通过扣环5固结在上接头1，橡胶减振片4放置在其中，通过橡胶减振片4避免外壳6与上接头1的直接碰撞，减少冲击；圆弹簧8，采用特种弹簧钢材料制成，通过压制的方式置于上接头1、下接头11的端板中间，其参数的选择需要根据车辆一系轴箱弹簧以及二系弹簧等其他车辆参考综合选择，保证车辆平稳性、稳定性以及安全性的情况下，最大可能的减少车辆的振动，并且在橡胶球铰失效情况下，保证阻尼器的性能；橡胶球铰2通过预压缩的方式压入上下接头内，再通过销轴3分别与轴箱座和构架安装座连接，其橡胶材料配比，要根据车辆实际需要，满足各方向的刚度和刚度要求。

上述仅是本发明的优选方案，本领域技术人员在此基础上的若干改动，也应属于本专利的保护范围。

Claims (9)

1.轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于包括外壳、耐磨金属隔层、电磁线圈、减振颗粒和圆弹簧，所述外壳垂直布置，其内采用分层式结构，自上而下布置有若干耐磨金属隔层，上下相邻的耐磨金属隔层之间设有间隙，所述耐磨金属隔层空腔内布置有减振颗粒，耐磨金属隔层外部安装有电磁线圈，外壳一端通过扣环固结在上接头上，另一端与下接头焊接；外壳的外壁上压制有圆弹簧；通过减振颗粒之间以及减振颗粒与耐磨金属隔层内壁之间的碰撞而产生的阻尼效应，快速衰减从车轮向构架上振动的传递，并在不同方向中都有减振效果，同时根据运行线路的变化改变电磁线圈通电磁场大小，进而改变减振器阻尼值，实现阻尼效果的半自动控制。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于所述上接头或下接头上设有橡胶球铰，所述橡胶球铰通过预压缩的方式压入上接头或下接头内。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于控制将电磁线圈的电流大小范围为0.01A-10A，使得阻尼大小可控。

4.根据权利要求1所述的高速列车用被动式颗粒阻尼减振器，其特征在于所述减振颗粒采用电磁材料，其具体种类、数量和大小等属性可以根据不同车辆实情放置，每个耐金属隔层空腔内，减振颗粒数量占空腔体积的50-80%，其直径大小为0.1mm-25mm，产生不同的阻尼范围，使其具有较大的适用范围。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于圆弹簧的弹簧参数和一系轴箱弹簧参数配合，不仅可适度减小一次轴箱弹簧刚度，又可增加整个转向架的稳定性。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于上接头采用圆形限位柱，限制外壳径向窜动，使其轴向位移量控制在0-30mm。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于所述耐磨金属隔层和外壳内壁之间为过盈配合。

8.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于电磁线圈嵌于耐磨金属隔层外壁与外壳内壁之间。

9.根据权利要求1所述的轨道车辆用半主动式电磁颗粒阻尼减振器，其特征在于外壳与上接头连接处设有橡胶减振片。