CN206766034U - 一种吸能防爬装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种吸能防爬装置，属于轨道列车被动安全技术领域，吸能管的前端与防爬器内侧固定，安装基座中心设有十字形导向杆孔；瓦状刀具安装座的底部与安装基座固定，通过螺栓与半环形刀具的后部固定连接；吸能管的前端与防爬器内侧固定，后段内径的半燕尾结构与半环形刀具的刀锋配合，内径尾端与扩胀引导环前端表面的斜面紧贴，吸能管内壁设有诱导槽和导向杆槽；防爬器内侧中心处与导向杆的一端固定，导向杆的另一端穿过导向杆孔。主要用于轨道列车被动安全场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道列车被动安全技术领域。
背景技术
随着我国高速铁路事业的大力发展，列车运行的速度和密度也在不断的提高，列车碰撞安全问题受到了广泛的关注，列车的被动安全性能研究已成为热门课题之一。吸能防爬装置是轨道列车被动安全性当中重要的一环，专用吸能防爬装置能够吸收列车在碰撞过程中大部分的能量，因此可大幅度提高列车被动安全性能，其工作原理是吸能元件在碰撞过程中发生不可逆的塑性变形或破坏来吸收碰撞能量。
现有用于轨道列车的吸能装置多采用压溃式吸能结构，如吸能材料为薄壁金属管的折叠压溃变形，该种结构在碰撞过程中阻抗力波动大，会造成乘客区受到的减速度过大，且压溃管的材料利用率不高；或是吸能材料为蜂窝铝或其他缓冲吸能材料，这种吸能结构阻抗力较为平稳，但是结构体积大，成本较高，且吸能容量较小，不利于轨道列车的推广使用。
中国专利申请号CN201420738264.2公开了一种挤压式吸能装置，主要包括是安装板、法兰和吸能管。法兰内部为变直径通孔，吸能管为均匀壁厚的圆管，一端为变直径通孔，吸能管变直径通孔与法兰内部通孔过盈配合，在受到压力时，吸能管通过法兰孔挤压变形来吸收能量；该挤压式吸能结构阻抗力较为稳定，但是单个吸能管吸能容量小，多个吸能管一起组合时，整体安装体积就会很大，不利于车体端部空间设计。又如中国专利申请号CN201410093629.5中提出了“用于轨道交通车辆的吸能防爬装置”，该吸能防爬装置包括安装座、抗弯导杆、挤胀压溃管、引导板、防爬器、切削套和切削片。该吸能防爬装置中的挤胀压溃管是悬空在切削结构的外面，在防爬器后退的过程中，挤胀压溃管的中部达不到完全向内翻角，部分结构会以压溃的形式变形，进而使得阻抗力波动很大，影响乘客区加速度的大小，危害乘客安全；所设置的切削套很薄，因是分层结构受到抗弯导杆的挤压与摩擦之后会出现褶皱、破裂，切削片对准的是双层结构中间的缝隙，受力时只会对该套产生挤胀效果，而无法达到切削效果。
所以对于轨道列车的专用吸能防爬装置，需要一种阻抗力变化平稳，吸能效率高，体积小，结构紧凑，便于安装拆卸等功能的吸能防爬器。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种吸能防爬装置，它能有效地解决列车发生碰撞时通过自身结构有效吸收撞击能量且阻抗力变化稳定的问题。
本实用新型目的通过以下技术方案来实现的：一种吸能防爬装置，包括安装基座、吸能管和防爬器，安装基座周边设有第一螺栓孔，吸能管的前端与防爬器内侧固定，安装基座中心设有十字形导向杆孔；瓦状刀具安装座的底部与安装基座固定，通过螺栓与半环形刀具的后部固定连接；吸能管的前端与防爬器内侧固定，后段内径的半燕尾结构与半环形刀具的刀锋配合，内径尾端与扩胀引导环前端表面的斜面紧贴，吸能管内壁设有诱导槽和导向杆槽；防爬器内侧中心处与导向杆的一端固定，导向杆的另一端穿过导向杆孔。
所述吸能管后部为两层结构，外层为扩胀层，内层为切削层。
所述扩胀引导环倾斜角度为渐变式递增，与吸能管尾端的内径相适配。
所述半环形刀具后部设有第二螺栓孔，与瓦状刀具安装座通过螺栓固定。
所述扩胀引导环为整体环形，瓦状刀具安装座和半环形刀具沿导向杆对称分布在两侧；所述吸能管内层的诱导槽为六条，导向杆槽为二条。
所述导向杆截面形状为十字型，且上、下方向的两端为圆弧形，与吸能管内壁的导向杆槽相适配。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
导向杆为十字型结构，吸能管内部预留空间大，便于容纳切屑。扩胀引导环倾斜角度为渐变式递增，引导吸能管扩胀变形然后翻转直至卷曲撕裂，材料利用率高。
结构紧凑，体积小，在碰撞过程中阻抗力波动小，吸能效率高。
可以通过改变刀具和吸能管的几何参数来调整列车碰撞吸能参数，方便快捷，可满足多种状态要求。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图
图2为本实用新型的三维轴侧局剖图
图3为本实用新型的局部剖视图
图4为本实用新型的结构示意图
图5为本实用新型的吸能管示意图
图6为本实用新型的内部结构示意图
图7为本实用新型的刀具示意图
具体实施方式
为了本领域的人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步详细的说明。
本实用新型装置包括安装基座1、扩胀引导环3、瓦状刀具安装座4、半环形刀具5、吸能管7、防爬器10和导向杆11。所述安装基座1通过第一螺栓孔2与头车前端连接，其上焊接固定有扩胀引导环3、瓦状刀具安装座4，中心还设置有导向杆孔12；所述半环形刀具5通过第二螺栓孔6用螺栓固定在瓦状刀具安装座4上，所述导向杆11为十字型，一端焊接固定在防爬器10的内侧端，一端穿过导向杆孔12；所述吸能管7分为内外两层，外层为扩胀层，内层为切削层；前段扩胀层与扩胀引导环3相适配，吸能管后端直接焊接固定在防爬器10端部，内层的半燕尾结构的环槽与半环形刀具5的刀锋相适配，且内部开有诱导槽8和导向杆槽9。
所述扩胀引导环3倾斜角度逐步增大，吸能管7外层扩胀层与之相适配，所述吸能管7内层均匀等厚圆管，且开有诱导槽8，内层被扩胀引导环3切削之后，外层逐步进入扩胀引导环，并逐步扩胀变形，然后翻转直至卷曲撕裂，；内层沿扩胀引导环3内侧翻转变形卷曲。
所述导向杆11的尺寸略小于导向杆孔12，且截面形状为十字型导向杆，抗弯能力强，占用空间也小，预留空间能有效容纳切屑；较长梁的端部为圆弧形，与吸能管7内部导向杆槽9相适配，引导吸能管7有序变形，防止在切削扩胀过程中出现折叠压溃变形。瓦状刀具安装座4对称分布在导向杆11两侧，其内部有第二螺栓孔6，半环形刀具5通过螺栓连接固定在瓦状刀具安装座4上。
当碰撞发生后受到撞击力的作用时，首先防爬器10相互啮合，防止垂向偏移。由于纵向力的传递，在导向杆11的引导下防爬器10带动吸能管7平动。吸能管7平动后内层与半环形刀具5接触，刀具开始沿轴向切削，与此同时，被切削后的吸能管7外层在扩胀引导环的引导下逐步扩胀变形，直至翻卷曲撕裂，内层沿扩胀引导环3内侧翻转变形卷曲，整个过程以金属切削和扩胀卷曲撕裂变形来吸收碰撞所产生的能量。
以上已将本实用新型做一详细说明，与传统吸能防爬装置相比，本实用新型装置整体结构紧凑，体积小，为车体端部设计节约空间；吸能管的材料利用率高，吸收能量大，整体吸能效率高；碰撞过程中阻抗力变化平缓，变形模式较为稳定，能最大程度降低碰撞中乘客区的加速度，提升被动安全系数，保护司机和乘客的安全。
Claims (6)
1.一种吸能防爬装置，包括安装基座(1)、吸能管(7)和防爬器(10)，安装基座(1)周边设有第一螺栓孔(2)，吸能管(7)的前端与防爬器(10)内侧固定，其特征在于：安装基座(1)中心设有十字形导向杆孔(12)；瓦状刀具安装座(4)的底部与安装基座(1)固定，通过螺栓与半环形刀具(5)的后部固定连接；吸能管(7)的前端与防爬器(10)内侧固定，后段内径的半燕尾结构与半环形刀具(5)的刀锋配合，内径尾端与扩胀引导环(3)前端表面的斜面紧贴，吸能管(7)内壁设有诱导槽(8)和导向杆槽(9)；防爬器(10)内侧中心处与导向杆(11)的一端固定，十字形导向杆(11)的另一端穿过导向杆孔(12)。
2.根据权利要求1所述的一种吸能防爬装置，其特征在于：所述吸能管(7)后部为两层结构，外层为扩胀层，内层为切削层。
3.根据权利要求1所述的一种吸能防爬装置，其特征在于：所述扩胀引导环(3)倾斜角度为渐变式递增，与吸能管(7)尾端的内径相适配。
4.根据权利要求3所述的一种吸能防爬装置，其特征在于：所述半环形的刀具(5)后部设有第二螺栓孔(6)，与瓦状刀具安装座(4)通过螺栓固定。
5.根据权利要求1所述的一种吸能防爬装置，其特征在于：所述扩胀引导环(3)为整体环形，瓦状刀具安装座(4)和半环形刀具(5)沿导向杆(11)对称分布在两侧；所述吸能管(7)内层的诱导槽(8)为六条，导向杆槽(9)为二条。
6.根据权利要求1所述的一种吸能防爬装置，其特征在于：所述导向杆(11)截面形状为十字型，且上、下方向的两端为圆弧形，与吸能管(7)内壁的导向杆槽(9)相适配。
Priority Applications (1)
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| CN201720481101.4U CN206766034U (zh) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | 一种吸能防爬装置 |
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| CN201720481101.4U CN206766034U (zh) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | 一种吸能防爬装置 |
Publications (1)
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| CN206766034U true CN206766034U (zh) | 2017-12-19 |
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| CN201720481101.4U Expired - Fee Related CN206766034U (zh) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | 一种吸能防爬装置 |
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| CN (1) | CN206766034U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106956685A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-18 | 西南交通大学 | 一种吸能防爬装置 |
| CN109398403A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-01 | 中南大学 | 薄壁管径向隆起变形吸能装置及应用方法、具有其的列车车辆 |
| CN111806503A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 中南大学 | 一种膨胀切削式轨道车辆吸能防爬器 |
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2017
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