CN207916865U - 一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种包括车钩尾框、缓冲器和从板的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，包括钩尾销(1)、钩尾框(2)、从板(3)、中心楔块(4)、缓冲箱体(5)和弹性胶泥芯体(6)，其特征在于，所述钩尾框(2)前端连接钩尾销(1)，从板(3)设置在钩尾框(2)前端，中心楔块(4)设置在从板(3)一侧，缓冲箱体(5)设置在钩尾框(2)内，弹性胶泥芯体(6)设置于缓冲箱体(5)内部。通过采用弹性胶泥芯体非线性阻尼特性结构的设计，使本机车用牵引缓冲装置获得良好的缓冲特性。
Description
技术领域
本发明涉及铁路安全领域，尤其是一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置。
背景技术
铁路机车车辆牵引缓冲装置主要由缓冲装置、车钩和钩尾框等部件组成，其缓冲装置是核心部件，它设置于机车与车辆、或机车与机车之间。在列车运行中，牵引缓冲装置用于传递机车牵引力和制动、连挂时的冲击力，通过吸收或降低机车在制动、加速等非匀速行驶中产生的纵向作用力，降低由纵向冲击力引起的车钩横向分力和车辆脱轨系数，改善列车纵向动力学性能，延长车体寿命，从而提高列车运行的稳定性和平稳性，确保铁路运输安全。
现有的机车技术方案是用纯弹性胶泥阻尼结构，运用胶泥的动态阻尼特性达到缓冲及能量吸收的目的，它的特点是在平直铁道线路作用平稳、低速阻抗力小、缓冲效果好，其缺点是密封结构可靠性差，导致胶泥泄露使缓冲元件失效，寿命周期短，检修成本高；静态阻抗力低，不能满足目前铁路机车长大坡道运用要求；现有的货车技术方案采用的是摩擦胶泥结构，因弹性胶泥芯体与摩擦机构匹配性能差，导致缓冲器阻抗力偏高；弹性胶泥芯体的密封结构有缺陷，使用中胶泥易泄露，导致缓冲能力降低。
发明内容
为克服现有的缺陷，本发明提出一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置。
一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，包括钩尾销、钩尾框、从板、中心楔块、缓冲箱体和弹性胶泥芯体，所述钩尾框前端连接钩尾销，从板设置在钩尾框前端，中心楔块设置在从板一侧，缓冲箱体设置在钩尾框内，弹性胶泥芯体设置于缓冲箱体内部。
其中，缓冲箱体内部中，上部设置弹簧组件；下部设置弹性胶泥芯体，弹簧座设置于弹簧组件和弹性胶泥芯体前部。
其中，弹簧座前方设置动板，动板上方设置外固定板；动板下方设置固定斜板，固定斜板下端设置楔块，楔块后部贴合中心楔块。
其中，中心楔块内倾斜的摩擦面与楔块的摩擦面贴合，楔块的外侧大摩擦面与固定斜板的内侧面贴合，楔块的下部小摩擦面与弹簧座的顶部斜面贴合，固定斜板的外侧摩擦面与动板的内侧面贴合，动板的外侧面与外固定板贴合。此机构由9个耐磨金属锻造成型的摩擦块、3个弹簧座和6个弹簧组成对称的10对可自动复原的摩擦副，将机车运行中的冲击作用能量转化成摩擦热消耗掉。
其中，弹性胶泥芯体位于缓冲箱体内底部中央位置，其底面与缓冲箱体内底面贴合，其顶部与弹簧座的下部贴合并随动。
其中，所述弹性胶泥芯体内部设置缸筒，带单向阀的活塞通过弹性胶泥芯体密封结构安装在缸筒内，缸筒内充满的弹性胶泥，缸筒活塞端外侧设置防尘密封套筒，其中，活塞末端设置泄压腔，泄压腔通过挡块密封，泄压腔内设置钢球。
弹性胶泥芯体密封结构包括缸套，其位于缸筒开口端并密封缸筒。
缸套内部包括密封圈、导向套、尾盖和支撑块，其中，所述密封圈和导向套通过尾盖和支撑块定位，尾盖通过弹簧卡圈固定在缸套内。
密封圈为两个，导向套为三个；密封圈和导向套上分别设置两道O形密封圈。
通过采用弹性胶泥芯体非线性阻尼特性结构的设计，使本机车、车辆用牵引缓冲装置获得良好的缓冲特性。
附图说明
图1为牵引缓冲装置示意图1。
图2为牵引缓冲装置示意图2。
图3为弹性胶泥芯体示意图。
图4为弹性胶泥芯体密封结构示意图。
图5为弹性胶泥芯体阻尼特性示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置进行详细描述。
图1和图2示出一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，包括钩尾销 1、钩尾框2、从板3、中心楔块4、缓冲箱体5和弹性胶泥芯体6，所述钩尾框2前端连接钩尾销1，从板3设置在钩尾框2前端，中心楔块4设置在从板3一侧，缓冲箱体5设置在钩尾框2内，弹性胶泥芯体6设置于缓冲箱体5内部。
缓冲箱体5内部中，上部设置弹簧组件7；下部设置弹性胶泥芯体6，弹簧座8设置于弹簧组件7和弹性胶泥芯体6后部。
弹簧座8前方设置动板10，动板10上方设置外固定板9；动板10 下方设置固定斜板11，固定斜板11下端设置楔块12，楔块12后部贴合中心楔块4。
中心楔块4内倾斜的摩擦面与楔块12的摩擦面贴合，楔块12的外侧大摩擦面与固定斜板11的内侧面贴合，楔块12的下部小摩擦面与弹簧座8的顶部斜面贴合，固定斜板11的外侧摩擦面与动板10的内侧面贴合，动板10的外侧面与外固定板9贴合。
中心楔块4的顶部平面与相对的从板随动，摩擦元件和弹簧座8组成10对摩擦副，在缓冲箱体5底部弹簧组8的支撑作用下，通过摩擦元件的相对移动，摩擦副将机车底架传递给牵引缓冲装置的冲击能量转化成摩擦热消耗。
本发明缓冲箱体5将从板和安装摩擦机构和弹性胶泥芯体的腔体设计结合成一体，解决了摩擦胶泥复合结构的牵引缓冲装置在现有机车 338毫米安装空间受限的问题。
弹性胶泥芯体6位于缓冲箱体5内底部中央位置，其底面与缓冲箱体5内底面贴合，其顶部与弹簧座8的下部贴合并随动。
图3和图4示出弹性胶泥芯体6内部设置缸筒15，带单向阀的活塞13通过弹性胶泥芯体密封结构18安装在缸筒15内，缸筒15 内充满的弹性胶泥，缸筒15活塞端外侧设置防尘密封套筒14。
活塞装配体13压入缸筒15内，将缸筒15内充满的弹性胶泥的体积压缩，使缸筒15内的弹性胶泥的压力按预定设计刚度上升，从而使活塞杆提取的静反力上升，达到能量储存的目的；在有压缩速度的时候，弹性胶泥在通过活塞与缸筒15内壁之间的环形缝隙时，在运动活塞13的前端面形成高压腔，在运动活塞13的后端面形成低压腔，产生压力差。即有压缩速度的时候，由活塞杆同时传递出动压力，此时的动压力随压入速度的升高而增大。密封结构通过尾盖164和支撑块165将双层密封圈162和三组导向套163定位，用弹簧卡圈166将其固定在缸盖161内，两道O型圈167阻断了压力的传递，使两层密封圈162独立工作，增加密封结构的可靠性和疲劳寿命；密封圈162从缸盖开口端装入，不会损伤密封，此结构解决了活塞杆直径与密封的径向厚度比值很小时密封的安装难题。
活塞末端设置泄压腔141，泄压腔141通过挡块密封，泄压腔141内设置钢球143，由于当缸筒15内的弹性胶泥被压缩时将储存能量，促使活塞装配体13有反弹趋势，当压缩动能为零时，活塞装配体13开始反弹。当速度很小时，活塞装配体13的弹力按芯体的静态反弹力曲线回弹(弹性胶泥的压强只是克服系统内的静摩擦力形成的静态反弹力)，当有速度回弹时，活塞13上的单向阀打开，使活塞装配体13 的反弹阻尼尽可能的减小，促使活塞装配体13按静态反弹力曲线回弹，从而加快了芯体的反弹速度，缩短了反弹时间，提高了缓冲器系统的响应系数。在低温情况下，弹性胶泥粘度增大，活塞13压缩弹性胶泥后向左回复时阻力增加，此时钢球143在压差作用下回迅速向右弹开，贴靠在挡块142左侧，单向阀打开，使活塞13右侧迅速卸压，活塞13 带动活塞杆快速向左回位，提高了摩擦胶泥缓冲器的低温复位性能。
同时由于反弹过程排除了阻尼作用，减小了弹性胶泥芯体6本身的能量消耗，降低了温升，对密封的过热保护也发挥了重要的作用。
如图5所示，本发明利用弹性胶泥在不同流速下阻尼特性变化，设计的非线性阻尼特性结构的弹性胶泥芯体6，将摩擦机构的准刚性摩擦耗能过程，转化成柔性缓冲耗能过程，弹性胶泥芯体使牵引缓冲装置的阻抗力在不同牵引和冲击工况下自动响应，从而得到良好的缓冲吸能特性，满足重载机车、车辆的运行使用要求。
牵引缓冲装置传递机车、车辆间的两种运动力，分别是牵引力和冲击力。牵引力传递过程为：
牵引力从车体后部底架的前从板座通过紧贴的从板3传递至缓冲器 5前部的中心楔块4，然后从中心楔块4传递至两楔块12，然后通过弹簧座8传递至弹簧组7和弹性胶泥芯体6、然后传递至缓冲器5箱体底部；当中心楔块4向缓冲器5箱体内运动到从板3与两侧动板10接触，部分牵引力由从板3传递至两侧动板10，然后传递至外固定板9和固定斜板11、然后传递至缓冲器5箱体口部侧壁和侧壁凸台；然后传递至缓冲器5箱体底部；然后传递至钩尾框2的尾部内侧面，然后传递至钩尾框2前部的钩尾销1，通过与钩尾销1连接的车钩，为后部的机车或车辆提供牵引力；
冲击力(或制动力)从车体后部底架的后从板座通过紧的从板3传递至缓冲器5底部，然后传递至紧贴缓冲器5内底面的弹簧组7和弹性胶泥芯体6，然后通过弹簧座8传递至两楔块12，然后传递至中心楔块4，然后通过从板3传递至车钩尾部；在缓冲器5箱体移动到从板 3与两侧动板10接触后，部分冲击力(或制动力)由缓冲器5箱体口部侧壁和侧壁凸台传递至外固定板9和固定斜板11、然后传递至两侧相贴的动板10，然后通过从板3传递至车钩尾部，传递至后部机车或车辆。
弹性胶泥芯体作用过程为：活塞装配体13压入缸筒15内，将缸筒 15内充满的弹性胶泥的体积压缩，使缸筒15内的弹性胶泥的压力按预定设计刚度上升，从而使活塞杆提取的静反力上升，达到能量储存的目的；在有压缩速度的时候，弹性胶泥在通过活塞13与缸筒15内壁之间的环形缝隙时，在运动活塞13的前端面形成高压腔，在运动活塞 13的后端面形成低压腔，产生压力差。即有压缩速度的时候，由活塞杆同时传递出动压力，此时的动压力随压入速度的升高而增大。由于当缸筒15内的弹性胶泥被压缩时将储存能量，促使活塞装配体13有反弹趋势，当压缩动能为零时，活塞装配体13开始反弹。当速度很小时，活塞装配体13的弹力按芯体的静态反弹力曲线回弹(弹性胶泥的压强只是克服系统内的静摩擦力形成的静态反弹力)，当有速度回弹时，活塞13上的单向阀打开，使活塞装配体13的反弹阻尼尽可能的减小，促使活塞装配体13按静态反弹力曲线回复，从而加快了芯体的反弹速度，缩短了反弹时间，提高了缓冲器系统的响应系数。同时由于反弹过程排除了阻尼作用，减小了弹性胶泥芯体本身的能量消耗，降低了温升，对密封的过热保护也发挥了重要的作用。
本发明的弹性胶泥芯体通过缸筒变径设计，使弹性胶泥产生不同的阻尼力，从而形成非线性阻尼力特性曲线，该曲线与缓冲器的摩擦机构匹配满足机车、车辆缓冲性能要求。
弹性胶泥芯体的新型密封结构采用双层密封和三组导向套导向，增加密封结构的可靠性和疲劳寿命；密封从缸盖开口处端装入，解决了活塞杆直径与密封的径向厚度比值很小时密封的安装难题；单向阀结构，在低温情况下，弹性胶泥粘度增大，单向阀打开后，活塞杆可快速回位，提高了摩擦胶泥缓冲器的低温复位性能。
本发明利用弹性胶泥在不同流速下阻尼特性变化，设计的非线性阻尼特性结构的弹性胶泥芯体，将缓冲器摩擦机构的粘滞摩擦耗能过程，转化成粘-柔缓冲耗能过程，弹性胶泥芯体使摩擦缓冲装置的阻抗力在不同工况下自动响应，从而得到良好的缓冲耗能特性，满足机车、车辆的运行使用要求。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
Claims (9)
1.一种铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，包括钩尾销(1)、钩尾框(2)、从板(3)、中心楔块(4)、缓冲箱体(5)和弹性胶泥芯体(6)，其特征在于，所述钩尾框(2)前端连接钩尾销(1)，从板(3)设置在钩尾框(2)前端，中心楔块(4)设置在从板(3)一侧，缓冲箱体(5)设置在钩尾框(2)内，弹性胶泥芯体(6)设置于缓冲箱体(5)内部。
2.根据权利要求1所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述缓冲箱体(5)内部中，上部设置弹簧组件(7)；下部设置弹性胶泥芯体(6)，弹簧座(8)设置于弹簧组件(7)和弹性胶泥芯体(6)前部。
3.根据权利要求1所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，弹簧座(8)前方设置动板(10)，动板(10)上方设置外固定板(9)；动板(10)下方设置固定斜板(11)，固定斜板(11)下端设置楔块(12)，楔块(12)后部贴合中心楔块(4)。
4.根据权利要求1或3所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述中心楔块(4)内倾斜的摩擦面与楔块(12)的摩擦面贴合，楔块(12)的外侧大摩擦面与固定斜板(11)的内侧面贴合，楔块(12) 的下部小摩擦面与弹簧座(8)的顶部斜面贴合，固定斜板(11)的外侧摩擦面与动板(10)的内侧面贴合，动板(10)的外侧面与外固定板(9)贴合。
5.根据权利要求1所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述弹性胶泥芯体(6)位于缓冲箱体(5)内底部中央位置，其底面与缓冲箱体(5)内底面贴合，其顶部与弹簧座(8)的下部贴合并随动。
6.根据权利要求1或5所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述弹性胶泥芯体(6)内部设置缸筒(15)，带单向阀的活塞(13)通过弹性胶泥芯体密封结构(18)安装在缸筒(15)内，缸筒(15)内充满的弹性胶泥，缸筒(15)活塞端外侧设置防尘密封套筒(14)，其中，活塞(13)末端设置泄压腔(141)，泄压腔(141)通过挡块(142)密封，泄压腔(141)内设置钢球(143)。
7.根据权利要求6所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述弹性胶泥芯体密封结构(18)包括缸套(161)，其位于缸筒(15)开口端并密封缸筒(15)。
8.根据权利要求7所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述缸套(161)内部包括密封圈(162)、导向套(163)、尾盖(164)和支撑块(165)，其中，密封圈(162)和导向套(163)通过尾盖(164)和支撑块(165)定位，尾盖(164)通过弹簧卡圈(166)固定在缸套(161)内。
9.根据权利要求8所述的铁路机车、车辆用牵引缓冲装置，其特征在于，所述密封圈(162)为两个，导向套(163)为三个；密封圈(162)上分别镶嵌两道O形密封圈(167)。
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| CN110239581B (zh) * | 2019-07-02 | 2020-05-01 | 南京视莱尔汽车电子有限公司 | 一种铁路机车用具有缓冲功能的牵引装置 |
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