CN105443651B - 一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其吸能部由多孔材料部件填充至薄壁金属部件内而组成，其中薄壁金属部件具备吸能及抗弯的功能，而且是垂向载荷的主要承载构件。本发明中无需设置导向杆，结构简单。由于薄壁金属部件的根部设置有根部折弯，内置板设置在薄壁金属部件内，在组装时螺钉依次穿过安装座、根部折弯及内置板后将内置板固定在所述薄壁金属部件内，避免了现有技术中外罩板与安装板间焊缝在垂向载荷作用下易开裂的问题，提高了缓冲吸能装置的抗弯刚度。

Description

一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置

技术领域

本发明涉及缓冲吸能装置技术领域，尤其涉及的是一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置。

背景技术

随着轨道交通、超高层建筑等行业的快速发展，人民生活更加便捷的同时，因列车撞击、高层电梯失控坠落等突发事故造成的危害也越来越大，在提高主动控制可靠性的同时，被动安全防护也越来越受到重视。为减轻此类事故的损失，通常在列车车厢首尾两端或电梯井底部设置缓冲吸能装置。

在撞击初始阶段，因撞击方向相对吸能装置轴向发生偏斜等原因，相撞物体各自安装的缓冲吸能装置往往承受多方向载荷，冲击载荷垂向分力将通过力矩形式集中加载到缓冲吸能装置的根部部位，导致缓冲吸能装置吸能部过度倾斜变形或彻底倾覆失效，从而使吸能部失去吸能或抗弯等功能，撞击产生的冲击载荷将直接加载到被保护设备上，使被保护设备严重变形，当被保护对象为高速列车时，甚至会出现列车相互骑爬、脱轨等严重事故，对乘员及设备造成巨大伤害。因此，通过设计合理工艺方案，增强缓冲吸能装置根部抗弯性，设计出具有可靠抗弯刚度的缓冲吸能装置有实际且迫切的意义。

现有的缓冲吸能装置中，一般是在缓冲吸能装置内部设置导向杆来承受垂向载荷，外罩板与前、后安装板均采用组焊形式连接。该形式由于设置了导向杆，因而轴向安装尺寸较大；此外，由于薄壁金属结构与安装板二者间厚度值差距很大，在焊接时极易出现外罩板焊接部位熔化而安装板未熔化的现象，导致焊接不牢靠，在垂向载荷作用下易开裂，抗弯刚度较差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，解决了现有技术中在缓冲吸能装置中的薄壁金属结构与安装板易焊接不牢靠，在垂向载荷作用下易开裂，抗弯刚度较差的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，包括：

安装座；

薄壁金属部件，所述薄壁金属部件的根部设置有根部折弯；

内置板，所述内置板设置在所述薄壁金属部件内，且螺钉依次穿过安装座、根部折弯及内置板后将内置板固定在所述薄壁金属部件内。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，还包括：

多孔材料部件，所述多孔材料部件容纳于所述薄壁金属部件内，用于吸收碰撞能量。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述安装座包括：

安装座本体；

沉头螺钉孔，所述沉头螺钉孔设置在所述安装座本体上，用于安装沉头螺钉将安装座本体与薄壁金属部件及内置板连接；

安装螺钉孔，所述安装螺钉孔设置在所述安装座本体上，用于安装固定螺钉将安装座本体固定在待安装位置。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述薄壁金属部件包括：

薄壁金属部件本体；

根部折弯，所述根部折弯设置在所述薄壁金属部件本体的根部，并朝向内缘弯折；

通孔，所述通孔设置在所述根部折弯上，且与所述沉头螺钉孔相对应。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述薄壁金属部件本体的四侧壁的根部均设置有至少一个根部折弯，相邻两侧壁上的根部折弯之间设置有间隙。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述根部折弯包括：

折弯部，所述折弯部垂直设置在所述薄壁金属部件的根部上；

水平部，所述水平部设置在所述折弯部上，且与所述薄壁金属部件本体的夹角为90度；

所述薄壁金属部件本体，所述折弯部及所述水平部一体成型。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述通孔设置在所述水平部上。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述内置板包括：

内置板本体；

内置板螺纹孔，所述内置板螺纹孔设置在所述内置板本体上，并与所述通孔相对应。

所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其中，所述安装座本体的厚度为30-50mm。

本发明所提供的具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其吸能部由多孔材料部件填充至薄壁金属部件内而组成，其中薄壁金属部件具备吸能及抗弯的功能，而且是垂向载荷的主要承载构件。本发明中无需设置导向杆，结构简单。由于薄壁金属部件的根部设置有根部折弯，内置板设置在薄壁金属部件内，在组装时螺钉依次穿过安装座、根部折弯及内置板后将内置板固定在所述薄壁金属部件内，避免了现有技术中外罩板与安装板间焊缝在垂向载荷作用下易开裂的问题，提高了缓冲吸能装置的抗弯刚度。

附图说明

图1是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置的爆炸示意图。

图2是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中安装座的结构示意图。

图3a是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中薄壁金属部件的结构示意图。

图3b是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中薄壁金属部件的主视图。

图4是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中内置板的结构示意图。

图5是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置整体装配后局部剖视的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1和图5，其中图1是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置的爆炸示意图，图5是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置整体装配后局部剖视的示意图。如图1和图5所示，本发明提供的具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，包括：安装座100；薄壁金属部件200，所述薄壁金属部件200的根部设置有根部折弯210；内置板300，所述内置板300设置在所述薄壁金属部件内，且螺钉依次穿过安装座100、根部折弯210及内置板300后将内置板300固定在所述薄壁金属部件200内。进一步的，所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置还包括：多孔材料部件400，所述多孔材料部件400容纳于所述薄壁金属部件200内，用于吸收碰撞能量。

本发明的实施例中，薄壁金属部件200具备吸能及抗弯的功能，而且是垂向载荷的主要承载构件。且无需设置导向杆，结构简单。由于薄壁金属部件200的根部设置有根部折弯210，内置板设置在薄壁金属部件200内，在组装时螺钉依次穿过安装座100、根部折弯210及内置板300后将内置板固定300在所述薄壁金属部件200内。这避免了现有技术中外罩板与安装板需焊接，外罩板与安装板之间焊缝在垂向载荷作用下易开裂的问题，提高了缓冲吸能装置的抗弯刚度。

较佳的，请同时参阅图1和图2，其中图2为本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中安装座的结构示意图。所述安装座100包括：安装座本体110；沉头螺钉孔120，所述沉头螺钉孔120设置在所述安装座本体110上，用于安装沉头螺钉将安装座本体110与薄壁金属部件200及内置板300连接；安装螺钉孔130，所述安装螺钉孔130设置在所述安装座本体110上，用于安装固定螺钉将安装座本体110固定在待安装位置。具体实施时，所述安装座本体110的厚度为30-50mm。其中，沉头螺钉孔120的数量等于内置板300上螺纹孔的数量，而安装螺钉孔130的数量根据所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置安装位置处的安装接口确定。

请同时参阅图1、图3a和3b，其中图3a是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中薄壁金属部件的结构示意图，图3b是本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中薄壁金属部件的主视图，所述薄壁金属部件200包括：薄壁金属部件本体210；根部折弯220，所述根部折弯220设置在所述薄壁金属部件本体210的根部，并朝向内缘弯折；通孔230，所述通孔230设置在所述根部折弯220上，且与所述沉头螺钉孔120相对应。具体的，所述薄壁金属部件本体210的四侧壁的根部均设置有至少一个根部折弯220，相邻两侧壁上的根部折弯220之间设置有间隙240。

在薄壁金属部件200上设置根部折弯220及通孔230，根部折弯220的主要工艺参数包括折弯长度、切角大小等，其中切角的作用是使两相邻边的根部折弯220不发生接触干涉，留出的间隙240用于布置焊道以利于薄壁金属部件200与内置板300焊接成一体，以上各参数的具体值根据所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置的截面尺寸、高度、结构形式等确定。所述通孔230可通过机加工、激光切割或者模具冲压等方式成形。薄壁金属部件200可由壁厚为1-10 mm的Q235、不锈钢304等材料薄板折弯后焊接而成，也可直接使用无缝钢管、型材等。

进一步的，如图3a和图3b所示，所述根部折弯220包括：折弯部221，所述折弯部221设置在所述薄壁金属部件的根部上；水平部222，所述水平部设置在所述折弯部上，且与所述薄壁金属部件本体的夹角为90度；所述薄壁金属部件本体210，所述折弯部221及所述水平部222一体成型。具体的，所述通孔230设置在所述水平部222上。

较佳的，请同时参阅图1和图4，其中图4为本发明所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置中内置板的结构示意图。所述内置板300包括：内置板本体310；内置板螺纹孔320，所述内置板螺纹孔320设置在所述内置板本体310上，并与所述通孔230相对应。内置板300的厚度需要保证有足够的内置板螺纹孔320与螺钉连接紧固，内置板300的材料可选用Q235等，成形方式为直接机加工而成。

综上所述，本发明所提供的具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其吸能部由多孔材料部件填充至薄壁金属部件内而组成，其中薄壁金属部件具备吸能及抗弯的功能，而且是垂向载荷的主要承载构件。本发明中无需设置导向杆，结构简单。由于薄壁金属部件的根部设置有根部折弯，内置板设置在薄壁金属部件内，在组装时螺钉依次穿过安装座、根部折弯及内置板后将内置板固定在所述薄壁金属部件内，避免了现有技术中外罩板与安装板间焊缝在垂向载荷作用下易开裂的问题，提高了缓冲吸能装置的抗弯刚度。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，包括：

安装座；

薄壁金属部件，所述薄壁金属部件的根部设置有根部折弯；

内置板，所述内置板设置在所述薄壁金属部件内，且螺钉依次穿过安装座、根部折弯及内置板后将内置板固定在所述薄壁金属部件内；

所述薄壁金属部件由壁厚为1-10 mm的Q235材料或不锈钢304材料折弯后焊接而成。

2.根据权利要求1所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，还包括：

多孔材料部件，所述多孔材料部件容纳于所述薄壁金属部件内，用于吸收碰撞能量。

3.根据权利要求1所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述安装座包括：

安装座本体；

沉头螺钉孔，所述沉头螺钉孔设置在所述安装座本体上，用于安装沉头螺钉将安装座本体与薄壁金属部件及内置板连接；

安装螺钉孔，所述安装螺钉孔设置在所述安装座本体上，用于安装固定螺钉将安装座本体固定在待安装位置。

4.根据权利要求3所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述薄壁金属部件包括：

薄壁金属部件本体；

根部折弯，所述根部折弯设置在所述薄壁金属部件本体的根部，并朝向内缘弯折；

通孔，所述通孔设置在所述根部折弯上，且与所述沉头螺钉孔相对应。

5.根据权利要求4所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述薄壁金属部件本体的四侧壁的根部均设置有至少一个根部折弯，相邻两侧壁上的根部折弯之间设置有间隙。

6.根据权利要求5所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述根部折弯包括：

折弯部，所述折弯部垂直设置在所述薄壁金属部件的根部上；

水平部，所述水平部设置在所述折弯部上，且与所述薄壁金属部件本体的夹角为90度；

所述薄壁金属部件本体，所述折弯部及所述水平部一体成型。

7.根据权利要求6所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述通孔设置在所述水平部上。

8.根据权利要求6所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述内置板包括：

内置板本体；

内置板螺纹孔，所述内置板螺纹孔设置在所述内置板本体上，并与所述通孔相对应。

9.根据权利要求3所述具有抗弯刚度的缓冲吸能装置，其特征在于，所述安装座本体的厚度为30-50mm。