CN201902492U - 一种摩擦磁流变弹性体缓冲器 - Google Patents

一种摩擦磁流变弹性体缓冲器 Download PDF

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于得江
关雪梅
王武建
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Abstract

本实用新型涉及一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：它包括一箱体，箱体一端分别从上侧壁和下侧壁向中心依次对称设置有两外固定板、两动板、两固定斜板和两楔块；两楔块之间的前端设置有一中心楔块，后端设置有一支撑座，且两楔块内侧的中心楔块和支撑座之间设置有一复原弹簧；支撑座后端的箱体内设置有一中心弹簧，中心弹簧另一端设置在箱体的后侧壁上，中心弹簧内设置有磁流变弹性体；支撑座的后端，中心弹簧的上、下方分别设置有一角弹簧座，每一角弹簧座的两端各设置有一角弹簧；上部两个角弹簧后端和下部两个角弹簧后端分别设置有一永磁铁，两永磁铁的另一端均设置在箱体的后侧壁上。本实用新型结构简单、性能可靠稳定，可广泛用于铁路车辆受冲击力的缓冲系统中。

Description

一种摩擦磁流变弹性体缓冲器
技术领域
本实用新型涉及一种缓冲器，特别是关于一种用于铁路车辆的摩擦磁流变弹性体缓冲器。
背景技术
目前，铁路货车车辆中应用最多的是摩擦式钢性弹簧缓冲器，由于本身的结构特点，进一步提高它的容量和冲击速度受到了限制，不能适应中国铁路提速重载的要求。而全橡胶缓冲器和全弹性体缓冲器吸收率低，受环境温度影响较大；摩擦胶泥缓冲器、全胶泥缓冲器存在密封泄露问题。因此，目前亟需研究一种既能利用摩擦吸能，又能利用弹性元件增强吸能的组合式缓冲器。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能量吸收率高、性能稳定的摩擦磁流变弹性体缓冲器。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：它包括一箱体，所述箱体一端分别从上侧壁和下侧壁向中心依次对称设置有两外固定板、两动板、两固定斜板和两楔块；所述两楔块之间的前端设置有一中心楔块，所述两楔块之间的后端的所述箱体内设置有一支撑座，且所述两楔块内侧的所述中心楔块和支撑座之间设置有一复原弹簧；所述支撑座后端的箱体内设置有一中心弹簧，所述中心弹簧的另一端设置在所述箱体的后侧壁上，所述中心弹簧内设置有磁流变弹性体；所述支撑座的后端、所述中心弹簧的上方和下方分别设置有一角弹簧座，每一角弹簧座的两端各设置有一角弹簧；上部两个所述角弹簧后端，以及下部两个所述角弹簧后端分别设置有一永磁铁，两所述永磁铁的另一端均设置在所述箱体的后侧壁上。
所述两楔块上，与相应一侧所述固定斜板的接触处分别设置有一凹槽，两所述凹槽内分别设置有一铜条。
所述中心楔块与所述箱体侧壁的两接触处的所述中心楔块和箱体上分别设置有一预缩短销孔。
所述支撑座与所述中心弹簧的上、下接触端，分别设置有突出的两级台阶，所述两级台阶分别对应接触中心弹簧和磁流变弹性体。
所述箱体内部设置有用于约束所述永磁体移动的凸台。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型中由于设置有由固定部件和移动部件组成的摩擦副，以及由中心弹簧、磁流变弹性体和永磁铁组成的摩擦磁流变组合结构，因此，可在金属摩擦吸能的基础上，增加磁流变弹性体的吸能，进一步提高了缓冲器的吸能效果，且经过理论计算，本实用新型可以满足TB/T1961-2006《机车车辆缓冲器》中规定冲击试验方法，达到冲击速度值10km/h。2、本实用新型在支撑座后端的中心弹簧内设置有磁流变弹性体，磁流变弹性体本身具有吸能作用，因此，不仅提高了弹性元件的刚度，而且又提高了本实用新型摩擦系统的能量吸收率和容量。本实用新型结构简单、性高可靠、稳定，既可提高冲击速度，同时又具有吸能率高等优点，因此，可广泛用于铁路车辆受冲击力的缓冲系统中。
附图说明
图1是本实用新型的垂直剖面示意图
图2是本实用新型的水平剖面示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型包括一方形箱体1，箱体1一端设置有由固定部件和移动部件组成的摩擦副，该摩擦副包括分别从箱体1的上侧壁和下侧壁向中心依次对称设置的两外固定板2、两动板3、两固定斜板4、两楔块5。其中，两外固定板2和两固定斜板4分别设置在箱体1上。两楔块5内侧之间的前端设置有一中心楔块6，两楔块5后端的箱体1内设置有一支撑座7，支撑座7与两楔块5接触形成摩擦副。两楔块5内侧，中心楔块6和支撑座之间设置有复原弹簧8，复原弹簧8用于完成中心楔块6压缩后的恢复。支撑座7后端的箱体1内设置有一中心弹簧9，中心弹簧9另一端设置在箱体1的后侧壁上，中心弹簧9内设置有磁流变弹性体10。支撑座7的后端、中心弹簧9的上方和下方分别设置有一角弹簧座11，每一角弹簧座11的两端各设置有一角弹簧12。上部两个角弹簧12后端，以及下部两个角弹簧12后端均设置有一永磁铁13，两永磁铁13的另一端均设置在箱体1的后侧壁上。
如图1所示，在两楔块5上，与相应一端固定斜板4的接触处分别设置有一凹槽，两凹槽内分别设置有一铜条14，两铜条14用于对两楔块5与两固定斜板4的摩擦副起润滑作用，提高摩擦的稳定性。
如图2所示，在中心楔块6与箱体1侧壁的两接触处的中心楔块6和箱体1上分别设置有一预缩短销孔。在本实用新型装车前，将中心楔块6压向箱体1内，通过向中心楔块6与箱体1接触处的预缩短销孔内插设预缩短销15，将中心楔块6与箱体1组装固定，整个实用新型进行预缩短；当本实用新型装车后，车辆间连挂，可以通过切断预缩短销15，使本实用新型自由释放。
如图1所示，上述实施例中，支撑座7一端与两动板3、两楔块5接触；另一端与中心弹簧9、磁流变弹性体10、角弹簧座10接触。
如图1所示，上述实施例中，支撑座7与中心弹簧9的上、下接触处分别设置有突出的两级台阶16，两级台阶16分别对应接触中心弹簧9和磁流变弹性体10。
如图1所示，上述实施例中，箱体1内部设置有用于约束永磁体12移动的凸台17。
本实用新型的工作原理是：借助于压缩弹性元件来缓和冲击力，同时在压缩弹性元件过程中利用摩擦和阻尼吸收冲击能量。当本实用新型受到冲击时，中心楔块6向两楔块5移动，带动两楔块5分别沿着两固定斜板4向箱体1内滑动，此时两动板3分别对应被上、下两侧的外固定板2和固定斜板4加紧。当中心楔块向箱体1内移动到一定距离后，两动板3也随中心楔块6一起向箱体1内移动，压缩中心弹簧9、磁流变弹性体10和四个角弹簧12。此时，中心楔块6与两楔块5之间，两楔块5与两固定斜板4之间，两动板3分别与固定斜板4和外固定板2之间，以及两楔块5与支撑座7之间等，形成摩擦副吸收冲击动能。中心弹簧9和四个角弹簧12在压缩过程中将一部分冲击动能转化为弹性势能。中心弹簧9内的磁流变弹性体10将一部分冲击动能转化为内能和弹性势能。综上所述，本实用新型可将冲击动能以各种形式能量贮存起来，一部分吸收，一部分作为本实用新型复位的能量释放。
磁流变弹性体10是磁流变材料的一个分支，它是将微米尺度的软磁性颗粒混合于液态或粘塑性体高分子聚合物中，形成特殊有序结构后固化而成，这样的材料在磁场中，其力学性能都随所加磁场强度而变化。磁流变弹性体10兼有磁流变材料和弹性体的优点。磁流变弹性体10克服了弹性体材料压缩永久变形、高低温性能差、吸收率低等缺点；克服了磁流变液沉降的缺点。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：它包括一箱体，所述箱体一端分别从上侧壁和下侧壁向中心依次对称设置有两外固定板、两动板、两固定斜板和两楔块；所述两楔块之间的前端设置有一中心楔块，所述两楔块之间的后端的所述箱体内设置有一支撑座，且所述两楔块内侧的所述中心楔块和支撑座之间设置有一复原弹簧；所述支撑座后端的箱体内设置有一中心弹簧，所述中心弹簧的另一端设置在所述箱体的后侧壁上，所述中心弹簧内设置有磁流变弹性体；所述支撑座的后端、所述中心弹簧的上方和下方分别设置有一角弹簧座，每一角弹簧座的两端各设置有一角弹簧；上部两个所述角弹簧后端，以及下部两个所述角弹簧后端分别设置有一永磁铁，两所述永磁铁的另一端均设置在所述箱体的后侧壁上。
2.如权利要求1所述的一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：所述两楔块上，与相应一侧所述固定斜板的接触处分别设置有一凹槽，两所述凹槽内分别设置有一铜条。
3.如权利要求1所述的一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：所述中心楔块与所述箱体侧壁的两接触处的所述中心楔块和箱体上分别设置有一预缩短销孔。
4.如权利要求2所述的一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：所述中心楔块与所述箱体侧壁的两接触处的所述中心楔块和箱体上分别设置有一预缩短销孔。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：所述支撑座与所述中心弹簧的上、下接触端，分别设置有突出的两级台阶，所述两级台阶分别对应接触中心弹簧和磁流变弹性体。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：所述箱体内部设置有用于约束所述永磁体移动的凸台。
7.如权利要求5所述的一种摩擦磁流变弹性体缓冲器，其特征在于：所述箱体内部设置有用于约束所述永磁体移动的凸台。
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