CN116788300A - 一种轨道车辆吸能防爬装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆吸能防爬装置，包括防爬板、导向杆、底座、安装板，底座上设置有与导向杆直径相对应的切削孔，导向杆一端固定在所述防爬板上，另一端嵌入切削孔内，导向杆上沿轴向方向间隔设置有直径呈梯度递增的切削环，导向杆设置为空心管，空心管内填充有缓冲液并嵌插有活塞杆。该吸能防爬装置具有碰撞触发峰值力低、吸能缓冲效果好的优点。

Description

一种轨道车辆吸能防爬装置

技术领域

本发明涉及轨道交通碰撞吸能技术领域，尤其涉及一种轨道车辆吸能防爬装置。

背景技术

轨道车辆作为大众交通工具，其发生碰撞时的被动安全性一直是人们关注的重点。近年来，随着轨道交通技术的蓬勃发展，轨道车辆的运行速度不断增加，人员与物品的安全面临更大的威胁。因此，在复杂且高速的碰撞条件下，亟需进一步开展铁道车辆被动安全性的研究。

为了降低轨道车辆碰撞事故的危害，通常在车辆端部可变形区内安装吸能结构，以消耗轨道车辆碰撞时的冲击动能。一个良好的吸能结构需要满足吸能效率高、变形可控、重量轻且载荷峰值力低等要求。传统的吸能结构种类繁多，但普遍存在残余变形大、有效变形行程比低，结构吸能能力有限等问题。此外，传统的吸能结构很难同时兼顾高缓冲能力(初始刚度低)和高能量吸收(结构刚度高)的特点。

因此，设计一种触发峰值力低、吸能效率高、变形稳定可控的碰撞吸能装置，对轨道车辆被动安全性的研究具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种触发峰值力低、缓冲吸能效果好的轨道车辆吸能防爬装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种轨道车辆吸能防爬装置，包括防爬板、导向杆、底座、安装板，所述底座上设置有与所述导向杆直径相对应的切削孔，所述导向杆一端固定在所述防爬板上，另一端嵌入所述切削孔内，所述导向杆上沿轴向方向间隔设置有直径呈梯度递增的切削环，所述导向杆设置为空心管，所述空心管内填充有缓冲液并嵌插有活塞杆。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述防爬板与所述底座之间套设有将所述切削环包裹在内的撕裂管，所述撕裂管于端部开设有裂缝。

所述底座采用硬质合金。

一种轨道车辆吸能防爬装置，包括防爬板、导向杆、底座、安装板，所述底座上设置有与所述导向杆直径相对应的切削孔，所述导向杆一端固定在所述防爬板上，另一端嵌入所述切削孔内，所述导向杆上沿轴向方向设置有多个纵向截面形状为梯形或锥形的切削环，所述导向杆设置为空心管，所述空心管内填充有缓冲液并嵌插有活塞杆。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述防爬板与所述底座之间套设有将所述切削环包裹在内的撕裂管，所述撕裂管于端部开设有裂缝。

所述底座采用硬质合金。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的轨道车辆吸能防爬装置采用液压缓冲、切削吸能及撕裂变形吸能相结合的组合式吸能方式，降低了碰撞峰值力，吸能高效可靠。

2、本发明的轨道车辆吸能防爬装置通过导向杆进行导向以及活塞杆配合导向，提供了一定的纵向支撑力，提高了吸能防爬装置的抗偏载能力，避免大撞击力情况下吸能防爬结构失稳。

3、本发明的轨道车辆吸能防爬装置采用直径呈梯度递增的切削环，保证吸能平稳持续。

4、本发明的轨道车辆吸能防爬装置采用纵向截面为梯形或梭形的切削环，在切削吸能的同时，依靠切削环自身挤压产生塑性变形耗能，进一步提高了吸能能力。

附图说明

图1是本发明实施例1的外观图。

图2是本发明实施例1的内部结构示意图。

图3是本发明实施例1的剖视图。

图4是本发明实施例1的底座结构示意图。

图5是本发明实施例2的内部结构示意图。

图6是本发明实施例3的内部结构示意图。

图7是本发明的矩形截面、梯形截面、梭形截面的切削环切削吸能的撞击力-位移示意图。

图中各标号表示：

1、防爬板；2、导向杆；3、底座；31、切削孔；4、安装板；5、切削环；6、缓冲液；7、活塞杆；8、撕裂管；81、裂缝。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图4所示，本发明的轨道车辆吸能防爬装置的第一种实施例，包括防爬板1、导向杆2、底座3、安装板4，底座3上设置有与导向杆2直径相对应的切削孔31，导向杆2一端固定在防爬板1上，另一端嵌入切削孔31内，导向杆2上沿轴向方向间隔设置有直径呈梯度递增的切削环5，导向杆2设置为空心管，空心管内填充有缓冲液6并嵌插有活塞杆7。该吸能防爬装置中，底座3与安装板4通过螺栓连接固定，安装板4通过螺栓固定安装在轨道车辆气密隔墙上，活塞杆7末端固定在轨道车辆骨架上，当轨道车辆发生碰撞时，防爬板1首先接触，通过防爬板1上的防爬齿互相咬合，起到防爬作用，活塞杆7在水平撞击力的作用下，挤压缓冲液6，通过液压缓冲吸能，降低碰撞峰值力，该结构中，活塞杆7与空心管间隙配合，空心管内的缓冲液6在活塞杆7挤压过程中溢出以保证该吸能防爬装置的有效吸能行程，在液压缓冲的同时，导向杆2上的切削环5被切削孔31所切削，以此进行轨道车辆撞击动能的耗散，该切削吸能过程中，导向杆2起到导向作用，在引导切削环5可持续切削变形的同时，提供一定的横向支撑力，在此过程中，活塞杆7伸入导向杆2内部，也起到导向作用，提高了该吸能防爬装置的抗偏载能力，使轨道车辆无需增设额外的抗偏补强机构，进一步地，切削环5直径逐步递增设置，其吸能能力逐步增强，保证切削吸能平稳连续。

本实施例中，防爬板1与底座3之间套设有将切削环5包裹在内的撕裂管8，撕裂管8于端部开设有裂缝81。该结构中，通过撕裂管8的撕裂变形，进一步提高了整体结构的吸能能力，设置裂缝81引导撕裂管8产生稳定可靠的撕裂变形。

本实施例中，底座3采用硬质合金。

本实施例中，切削环5的纵截面形状为矩形。其结构简单、易于成型，该结构中，切削环5与导向杆2可通过线切割、激光切割、3D打印等工艺整体制作成型。

实施例2：

如图5所示，本发明的轨道车辆吸能防爬装置的第二种实施例，其与实施例1基本相同，区别仅在于：

本实施例中，导向杆2上沿轴向方向设置有多个纵向截面形状为梯形的切削环5。与截面形状为矩形的切削环5不同，矩形截面的切削环5被切削后产生裂缝崩开，而梯形截面的切削环5在被切削耗能的同时，在切削力的影响下，前后切削环5之间产生挤压塑性变形吸能，进一步提高了整体结构的吸能能力。

实施例3：

如图6所示，本发明的轨道车辆吸能防爬装置的第三种实施例，其与实施例2基本相同，区别仅在于：

本实施例中，导向杆2上沿轴向方向设置有多个纵向截面形状为梭形的切削环5。与截面形状为矩形的切削环5不同，矩形截面的切削环5被切削后产生裂缝崩开，而梭形截面的切削环5在被切削耗能的同时，在切削力的影响下，前后切削环5之间产生挤压塑性变形吸能，进一步提高了整体结构的吸能能力。

如图7所示，可知，切削环5的截面形状对吸能特性影响显著，相较于矩形截面的切削环5而言，梯形截面、梭形截面的切削环5的吸能能力更强。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种轨道车辆吸能防爬装置，其特征在于：包括防爬板(1)、导向杆(2)、底座(3)、安装板(4)，所述底座(3)上设置有与所述导向杆(2)直径相对应的切削孔(31)，所述导向杆(2)一端固定在所述防爬板(1)上，另一端嵌入所述切削孔(31)内，所述导向杆(2)上沿轴向方向间隔设置有直径呈梯度递增的切削环(5)，所述导向杆(2)设置为空心管，所述空心管内填充有缓冲液(6)并嵌插有活塞杆(7)。

2.根据权利要求2所述的轨道车辆吸能防爬装置，其特征在于：所述防爬板(1)与所述底座(3)之间套设有将所述切削环(5)包裹在内的撕裂管(8)，所述撕裂管(8)于端部开设有裂缝(81)。

3.根据权利要求3所述的轨道车辆吸能防爬装置，其特征在于：所述底座(3)采用硬质合金。

4.一种轨道车辆吸能防爬装置，其特征在于：包括防爬板(1)、导向杆(2)、底座(3)、安装板(4)，所述底座(3)上设置有与所述导向杆(2)直径相对应的切削孔(31)，所述导向杆(2)一端固定在所述防爬板(1)上，另一端嵌入所述切削孔(31)内，所述导向杆(2)上沿轴向方向设置有多个纵向截面形状为梯形或锥形的切削环(5)，所述导向杆(2)设置为空心管，所述空心管内填充有缓冲液(6)并嵌插有活塞杆(7)。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆吸能防爬装置，其特征在于：所述防爬板(1)与所述底座(3)之间套设有将所述切削环(5)包裹在内的撕裂管(8)，所述撕裂管(8)于端部开设有裂缝(81)。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆吸能防爬装置，其特征在于：所述底座(3)采用硬质合金。