CN110281969A - 一种摩擦式轨道车辆吸能防爬器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摩擦式轨道车辆吸能防爬器，包括摩擦杆、防爬齿板和导向基座，摩擦杆的一端与防爬齿板连接，另一端与导向基座的导向孔滑接，还包括摩擦吸能组件，摩擦吸能组件上设置有摩擦套接孔，摩擦杆以紧配合的方式插接在摩擦套接孔内，该摩擦吸能组件通过导向基座的端面限位。本发明通过摩擦杆与摩擦瓦摩擦吸能的方式，将冲击动能转变为热能耗散，保证车辆和人员的安全，防止发生爬车和侧翻。本发明具有结构简单实用、吸能效率高、碰撞后制动力平稳、可多次反复使用等优点；同时，吸能量可调节性好，通过选用不同规格的蝶形弹簧或调控蝶形弹簧不同的压缩量，可满足不同速度等级下的轨道车辆碰撞工况，提高了轨道车辆的耐撞性能。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通缓冲吸能领域，尤其涉及一种摩擦式轨道车辆吸能防爬器。
背景技术
目前，随着轨道交通行业的快速发展，轨道车辆的被动安全性能也越来越被重视。当列车碰撞发生碰撞时，容易导致列车发生拱起、爬车、翻转等严重的破坏现象，一方面相撞车辆发生较大变形，另一方面也严重威胁乘客的生命安全。为减小列车碰撞事故对车体的破坏及乘员的伤害，通常在列车的两端防爬器，以达到缓冲吸能的效果。
目前已有的列车防爬器通常有以下几种形式：
1、切削、刨削、拉削式防爬器：该防爬器对加工工艺要求严格，且刀具的融化、折断现象严重，可靠性较差。
2、泡沫铝吸能防爬器：该泡沫结构材料制备工艺复杂、成本高，且泡沫材料的胞元形状和大小不统一、排列不规则，其压缩的可控性差。
3、金属型材+内置导向结构：该结构的压缩变形可控性差，且在压缩形成褶皱的过程中，撞击力波动较大，吸能效率较低。
4、薄壁结构+内置复合材料抽屉式结构：该结构的重量较大，且抗偏载性能差，防爬器在列车的碰撞初始阶段易发生偏载失效。
因此，开发一种结构简单实用、制动力平稳、可靠性高的吸能防爬器具有重要的现实意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种摩擦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，本发明公开了一种摩擦式轨道车辆吸能防爬器，包括摩擦杆、防爬齿板和导向基座，所述摩擦杆的一端与所述防爬齿板连接，另一端与所述导向基座的导向孔滑接，还包括摩擦吸能组件，所述摩擦吸能组件上设置有摩擦套接孔，所述摩擦杆以紧配合的方式插接在所述摩擦套接孔内，该摩擦吸能组件通过所述导向基座的端面限位。
进一步的，所述摩擦套接孔内可拆式安装有摩擦瓦，所述摩擦瓦一侧与所述摩擦杆的外壁贴合，另一侧与所述摩擦套接孔的内壁贴合。
进一步的，所述摩擦吸能组件包括相对设置的上半轴套和下半轴套，所述上半轴套和下半轴套均设置有套接槽，任一所述套接槽内设置有所述摩擦瓦，相对设置的所述套接槽形成所述摩擦套接孔。
进一步的，所述套接槽沿着所述摩擦杆轴向的两侧设置的限位台阶，所述摩擦瓦通过所述限位台阶轴向限位。
进一步的，所述上半轴套和下半轴套均为一体式的“Ω”形弹性结构，包括中间的弧形板和两侧的翼板，所述弧形板的壁厚均匀设置，所述翼板上设置有用于连接的翼板通孔。
进一步的，还包括挡板、调节螺栓和弹簧，所述挡板上设置有与所述翼板通孔对应的挡板通孔，所述调节螺栓穿过所述挡板通孔和翼板通孔而将所述上半轴套和下半轴套连接一体，所述弹簧套接在所述调节螺栓上且位于所述挡板和翼板之间。
进一步的，所述弹簧为套接在所述调节螺栓上的碟形弹簧。
进一步的，所述摩擦瓦为碳陶摩擦片或者橡胶摩擦片，所述摩擦瓦与所述摩擦杆之间的摩擦系数为0.3-0.4。
进一步的，所述弧形板的外侧固接有可与所述导向基座的端面接触的支撑肋，所述支撑肋上设置有用于安装的支撑肋通孔。
进一步的，所述支撑肋通孔为腰型孔，所述腰型孔沿着所述导向孔的径向延伸。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过摩擦杆与摩擦瓦摩擦吸能的方式，将冲击动能转变为热能耗散，保证车辆和人员的安全，防止发生爬车和侧翻。本发明具有结构简单实用、吸能效率高、碰撞后制动力平稳等优点，尤其可多次反复使用，极大地节约了使用的成本；同时，吸能量可调节性好，通过选用不同规格的蝶形弹簧或调控蝶形弹簧不同的压缩量，即可调节上半轴套和下半轴套的正压力，进而可满足不同速度等级下的轨道车辆碰撞工况，扩大了使用范围，提高了轨道车辆的耐撞性能。而且，摩擦制动平稳，峰值力小。
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是本发明优选实施例公开的摩擦式轨道车辆吸能防爬器的第一轴测示意图；
图2是本发明优选实施例公开的摩擦式轨道车辆吸能防爬器的分解示意图；
图3是本发明优选实施例公开的摩擦式轨道车辆吸能防爬器的第三轴测示意图；
图4是上半轴套与轴瓦的配合轴测示意图。
图例说明：
1、摩擦杆；2、防爬齿板；3、导向基座；4、导向孔；5、摩擦吸能组件；6、摩擦套接孔；7、摩擦瓦；8、上半轴套；9、下半轴套；10、套接槽；11、限位台阶；12、弧形板；13、翼板；14、翼板通孔；15、挡板；16、调节螺栓；17、弹簧；18、挡板通孔；19、支撑肋；20、支撑肋通孔；21、沉头螺钉。
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1-4所示，本发明公开了一种摩擦式轨道车辆吸能防爬器，包括摩擦杆1、防爬齿板2和导向基座3，导向基座3包括一端与车体安装的安装端面以及另一端的限位端面，均类似法兰结构，摩擦杆1的一端与防爬齿板2连接，另一端与导向基座3的导向孔4滑接，导向孔4保证碰撞时不会失稳，其中，防爬器还包括摩擦吸能组件5，摩擦吸能组件5上设置有摩擦套接孔6，摩擦杆1以紧配合的方式插接在摩擦套接孔6内，从而形成摩擦副，该摩擦吸能组件5通过导向基座3的端面限位，一旦碰撞发生，摩擦杆1即可与摩擦套接孔6的内壁剧烈摩擦，将冲击动能转变为热能耗散，保证车辆和人员的安全，防止发生爬车和侧翻。
在本实施例中，为了保证防爬器可重复利用，降低使用成本，摩擦套接孔6内可拆式安装有摩擦瓦7，摩擦瓦7为碳陶摩擦片或者橡胶摩擦片，碳陶摩擦片或者橡胶摩擦片与摩擦杆1之间的摩擦系数为0.3-0.4，摩擦瓦7一侧与摩擦杆1的外壁贴合，另一侧与摩擦套接孔6的内壁贴合，当碰撞发生后，摩擦瓦7失效，此时，只需要更换易损件摩擦瓦7，即可实现防爬器的重复利用。进一步，为了更好的拆装摩擦吸能组件5，摩擦吸能组件5设计为分体式结构，具体包括相对设置、完全对称的上半轴套8和下半轴套9，上半轴套8和下半轴套9均设置有套接槽10，任一套接槽10内设置有摩擦瓦7，摩擦瓦7通过沉头螺钉21紧固在其中，相对设置的套接槽10形成摩擦套接孔6。其中，在本实施例中，为了防止碰撞时，摩擦瓦7切断沉头螺钉21，套接槽10沿着摩擦杆1轴向的两侧设置的限位台阶11，摩擦瓦7通过限位台阶轴11向限位，从而将摩擦瓦7所受的轴向力转移到限位台阶11上，从而保护沉头螺钉21。
在本实施例中，上半轴套8和下半轴套9均为一体式的“Ω”形结构，采用具有较好弹性的弹簧钢，包括中间的弧形板12和两侧的翼板13，弧形板12的壁厚均匀设置，具体设置时，翼板13的厚度大于弧形板12，从而保证弧形板12优先翼板13变形，翼板13上设置有用于螺栓连接的翼板通孔14，由于弧形板12均匀的壁厚以及弹簧钢的设置，上半轴套8和下半轴套9受到调节螺栓16压紧后，弧形板12能够形成贴合包裹摩擦杆1的趋势，弧形板12的整个内壁都能够均匀的压紧在摩擦瓦7上，避免摩擦瓦7顶端的应力集中现象，进而提高了吸能的效果。
在本实施例中，还包括挡板15、调节螺栓16和弹簧17，挡板15上设置有与翼板通孔14对应的挡板通孔18，调节螺栓16穿过挡板通孔14和翼板通孔18而将上半轴套8和下半轴套9连接一体，弹簧17套接在调节螺栓16上且位于挡板15和翼板13之间，通过弹簧17的预压作用，即使振动存在，上半轴套8和下半轴套9也始终能保持压紧，防止调节螺栓16的松动。弹簧17为套接在调节螺栓16上的碟形弹簧，碟形弹簧吸能量可调节性好，通过选用不同规格的蝶形弹簧或调控蝶形弹簧不同的压缩量，可以精确设置摩擦瓦7与摩擦杆1之间的正压力，可满足不同速度等级下的轨道车辆碰撞工况，比如，本申请的同一防爬器既可以使用在高速的高铁上，也可以使用在中低速的城轨列车或者地体列车上，进而具有更广阔的通用性能。一方面提高了轨道车辆的耐撞性能。同时，当摩擦瓦7与摩擦杆1完成一次摩擦缓冲吸能过程后，通过拧松调节螺栓16，回退摩擦杆1，继续拧紧调节螺栓16，即可实现摩擦瓦7的多次使用，直至摩擦瓦7磨损耗尽，从而提高了同一防爬器的使用次数，降低了防爬器的使用成本。
在本实施例中，弧形板12的外侧固接有可与导向基座3的端面接触的支撑肋19，从而，摩擦吸能组件的四个方向都可以作用到导向基座3上，从而能更好的避免失稳，支撑肋19上设置有用于安装的支撑肋通孔20。而支撑肋通孔20为腰型孔，腰型孔沿着翼板通孔14的轴向延伸。这是因为腰型孔的设置可以便于上半轴套8和下半轴套9在调节螺栓16拧紧的过程能够具有一定量的相对移动，而在装配时，也是先组装好摩擦吸能组件5，然后再将其安装到导向基座3上。
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 (10)
1.一种摩擦式轨道车辆吸能防爬器，包括摩擦杆(1)、防爬齿板(2)和导向基座(3)，所述摩擦杆(1)的一端与所述防爬齿板(2)连接，另一端与所述导向基座(3)的导向孔(4)滑接，其特征在于，还包括摩擦吸能组件(5)，所述摩擦吸能组件(5)上设置有摩擦套接孔(6)，所述摩擦杆(1)以紧配合的方式插接在所述摩擦套接孔(6)内以形成摩擦副，该摩擦吸能组件(5)通过所述导向基座(3)的端面限位。
2.根据权利要求1所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述摩擦套接孔(6)内可拆式安装有摩擦瓦(7)，所述摩擦瓦(7)一侧与所述摩擦杆(1)的外壁贴合以形成所述摩擦副，另一侧与所述摩擦套接孔(6)的内壁固接。
3.根据权利要求2所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述摩擦吸能组件(5)包括相对设置的上半轴套(8)和下半轴套(9)，所述上半轴套(8)和下半轴套(9)均设置有套接槽(10)，任一所述套接槽(10)内设置有所述摩擦瓦(7)，相对设置的所述套接槽(10)形成所述摩擦套接孔(6)。
4.根据权利要求3所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述套接槽(10)沿着所述摩擦杆(1)轴向的两侧设置的限位台阶(11)，所述摩擦瓦(7)通过所述限位台阶(11)轴向限位。
5.根据权利要求4所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述上半轴套(8)和下半轴套(9)均为一体式的“Ω”形弹性结构，包括中间的弧形板(12)和两侧的翼板(13)，所述弧形板(12)的壁厚均匀设置，所述翼板(13)上设置有用于连接的翼板通孔(14)。
6.根据权利要求5所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，还包括挡板(15)、调节螺栓(16)和弹簧(17)，所述挡板(15)上设置有与所述翼板通孔(14)对应的挡板通孔(18)，所述调节螺栓(16)穿过所述挡板通孔(18)和翼板通孔(14)而将所述上半轴套(8)和下半轴套(9)连接一体，所述弹簧(17)套接在所述调节螺栓(16)上且位于所述挡板(15)和翼板(13)之间。
7.根据权利要求6所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述弹簧(17)为套接在所述调节螺栓(16)上的碟形弹簧。
8.根据权利要求2-7任一所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述摩擦瓦(7)为碳陶摩擦片或者橡胶摩擦片，所述摩擦瓦(7)与所述摩擦杆(1)之间的摩擦系数为0.3-0.4。
9.根据权利要求5-7任一所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述弧形板(12)的外侧固接有可与所述导向基座(3)的端面接触的支撑肋(19)，所述支撑肋(19)上设置有用于安装的支撑肋通孔(20)。
10.根据权利要求9所述的摩擦式轨道车辆吸能防爬器，其特征在于，所述支撑肋通孔(20)为腰型孔，所述腰型孔沿着所述导向孔(4)的径向延伸。
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