CN2808679Y

CN2808679Y - 一种可调控弹性缓冲吸能装置

Info

Publication number: CN2808679Y
Application number: CN 200520031147
Authority: CN
Inventors: 罗方毓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2015-07-04

Abstract

一种可调控弹性缓冲吸能装置，它包括通过连接件安装在电动式车辆减速器安装座(18)一端立面上的承力梁(16)，安装在承力梁上的弹性缓冲单元；所述弹性缓冲单元包括弹性元件和通过限位件与弹性元件相结合的缓冲拉杆(23)，该缓冲拉杆通过连接件与电动式车辆减速器后连杆上设置的拖牵孔座相结合。本实用新型不仅能降低整个运动机构在缓解末尾阶段的移动速度，而且能准确找到连杆撞击电动器主轴的临界位置，可有效避免“急停”的存在，从而达到削减或避免撞击，有效保护电动器主轴，减少电动器故障，增强其工作可靠性能的目的。

Description

一种可调控弹性缓冲吸能装置

技术领域

本实用新型涉及适用于铁路驼峰编组站的车辆减速设备，具体说是涉及一种用于减少电动式车辆减速器缓解时电动器冲击力的可调控弹性缓冲吸能装置。

背景技术

驼峰编组站安装车辆减速器的主要作用是可以大大提高解编列车能力，减轻劳动强度，保证作业和人身安全。

随着铁路运输的不断发展，科学技术的进步，继气动式(TJK型)和液压式(TJY型)车辆减速器之后，电动式车辆减速器也于1999年通过铁道部技术鉴定，并已在多个铁路编组站投入运用。

电动式车辆减速器是利用被制动车辆的重量，通过能浮动的基本轨及制动钳的传递，使安装在制动钳上的制动轨对车轮两侧水平方向产生侧压力，对车辆进行制动以达到减速的目的。因此，这种减速器是一种重力式减速器，它的制动力和被制动车辆的重量成正比。其具体工作方式如下：

1、由缓解位置到制动位置

当电动器接到制动命令时，转子逆时针方向旋转，连杆带大曲拐，四连杆机构，推动内外制动钳绕制动轴向上旋转，使制动轨之间的距离缩小，此时电动器断电。这个过程，电动器通电做的功主要转变为制动钳、制动轨等位置上移增加的势能，少部分则转变为机构运动部件的动能(包括电动器转子及轴、连杆、大小曲拐、前后拉杆等的动能)。这些运动部件的动能，在连杆撞击到曲柄(电动器轴)产生“自锁”的瞬间消散。

2、由制动位置到缓解位置

当电动器接到缓解命令时，转子顺时针方向旋转，制动钳与制动轨下落，浮动轨回到原位，减速器处于缓解位置，从而解除减速器对车辆的制动。

通过实践检验证明，电动式车辆减速器相比已有技术具有制动能力大，控制精度高，制动、缓解时间短，耗电量小，结构简单，施工方便，适应性强，能与自动和半自动控制系统联机等方面的优点。但也存在一些需进一步改进之处，如该电动式车辆减速器的电动器易发生旷动、卡磨扫膛、电机壳体及基座裂纹破损等现象，并频发电动器轴折断故障。究其原因如下：

在由制动位置到缓解位置过程中，一方面电机通电做功产生动能，(包括电机转子及轴、连杆、大小曲拐、前后拉杆等的动能)；另一方面制动钳、制动轨以及钢轨上正在减速的车辆等因位置降低，势能转化为整个运动机构的动能，这个“动能”是给电动式车辆减速器带来破坏作用的主要能量；这两方面产生的动能均在电动器带动的曲柄、连杆旋转到“自锁急停”位置时，连杆撞击到曲柄(电动器轴)的瞬间消散，在冲击中动能转化为声能、摩擦热能、金属变形所需的能量以及导致电动器故障的能量等。

减速器的缓解、制动位置是由电动器带动曲柄、连杆机构完成的。为了控制缓解、制动位置时曲拐滚轮所处的准确位置，电动器带动的曲柄、连杆设计具有“自锁急停”功能，(缓解末尾位置时，曲柄的安装电动器轴端与连杆接触，限制连杆的转动；制动末尾位置时，连杆头部的突起，突然限制了曲柄与连杆的相对转动，造成急停)电动器旋转工作角度仅为180°，因为有“自锁急停”的存在，曲柄与连杆间产生巨大的冲击力，并将冲击力传递到电动器的主轴上，在这种瞬间的冲击中消耗掉减速器各部件存在的动能。

电动器是使整个减速器运动机构“急停”的外力唯一来源；电动器中的电动器轴、轴承、机壳、机座等均超负荷承载受力，这是造成电动器各种故障的根源。

根据减速器的结构及工作原理分析，电动器转子及轴因质量大储存着减速器运动机构的绝大多数动能，在曲柄、连杆旋转到“自锁急停”位置时，曲柄、连杆自锁产生的外力矩需做功消耗掉电动器转子及轴的转动动能，在转子及轴的转动动能1/2Iω²一定的情况下，外力矩的大小M和外力矩的角位移Δθ成反比，有：1/2Iω²＝MΔθ；因曲柄、连杆、曲拐等部件间均为通过金属销轴套刚性联接，“自锁急停”时外力矩的角位移Δθ非常小，在转子及轴的转动动能1/2Iω²一定的情况下，外力矩M就会很大。

曲柄与连杆间冲撞产生巨大的冲击，并将冲击力传递到电动器的主轴上，这个冲击力同时对电动器轴产生剪切应力和弯矩应力。电动器轴所受的总应力为：迫使急停所需的反向力矩M产生的扭转应力、冲击力产生的弯矩及剪切应力这三者的应力叠加，当这些应力的叠加超过电动器轴金属材质应力的许用极限时，将对电动器主轴金属键结构造成破坏；缓解、制动的不断交替进行，电动器主轴承受交变应力的作用，多种力的因素组合使电动器轴易发生折断。

为了解决电动器断轴的问题，电动式车辆减速器设计部门采取了很多办法，如采取加大轴径、改变材质等措施，但收到的效果不甚明显。如：将电动器轴由φ50mm增至φ60mm后，并没有明显的延长电动器轴的使用寿命；又有用户对电动器断轴的原因进行了研究分析后认为：断轴的主要原因来自于减速器缓解时产生的巨大惯性力无处释放而长期作用于电动器主轴上，使其产生疲劳，再加上主轴在设计加工时几何形状不尽合理，容易形成应力集中而造成的，于是在减速器的维修工作中做了这样的尝试，即：在大支座、中间支座、小支座下面加垫厚5毫米的生胶皮，利用胶皮的弹性吸收减速器在缓解时所产生的惯性力，减小惯性对主轴的冲击，由原来减速器缓解时的“硬着陆”变为现在的“软着陆”，但此举经过运用并未收到良好的效果。几年来，设计人员从电动器的设计和动力传递机构的改进上入手，进行过多种试验，但到目前为止仍没有满意的方案，可以供推广实施。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述电动式车辆减速器所存在的问题而提供一种与其配套使用的用于减少电动式车辆减速器缓解时电动器冲击力的可调控弹性缓冲吸能装置。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的可调控弹性缓冲吸能装置包括通过连接件安装在电动式车辆减速器安装座一端立面上的承力梁，安装在承力梁上的弹性缓冲单元；所述弹性缓冲单元包括弹性元件和通过限位件与弹性元件相结合的缓冲拉杆，该缓冲拉杆通过连接件与电动式车辆减速器后连杆上设置的拖牵孔座相结合。

本实用新型中所述弹性元件包括设置在承力梁外立面上的弹性元件盛体，依次间隔填装在弹性元件盛体内的弹性材料环和隔层环垫；所述缓冲拉杆依次穿过弹性材料环、隔层环垫、承力梁上设置的轴孔并通过内外限位螺母与弹性元件相结合。

本实用新型中所述承力梁通过连接螺栓和弹性缓冲垫与电动式车辆减速器安装座的一端立面相结合。所述缓冲拉杆的内端通过铰轴和铰链环索与设置在后连杆上的拖牵孔座相结合。

本实用新型的工作原理及优点如下：

本实用新型的装置可直接加装在现有技术的电动式车辆减速器上，而不需对现有电动式车辆减速器进行大的技术改造。制动时，后连杆随动力机构摆移，位于后连杆上的拖牵孔座和缓冲拉杆端头的环眼铰座间的位置距离缩短，环链收缩折弯，对制动过程中电动器的动力作用过程没有阻碍的作用。

缓解时，电动器带动曲柄连杆机构转动，后连杆摆移，拖牵孔座和缓冲拉杆端头的环眼铰座间位置距离增大，环链伸展拉直，限位螺母开始受力，压缩弹性缓冲材料，将减速器运动机构的惯性力传递到承力梁，承力梁再将力传递到电动式车辆减速器安装座(轨枕板)的立面。

本实用新型中缓冲拉杆的调控方式如下：

通过调整外侧限位螺母，可增大或减小缓冲拉杆和环链的总长，调整该长度，拖牵并限制后连杆缓解时的位移范围，和逐渐降低运动机构在缓解末尾阶段的移动速度，从而减轻或消除电动器连杆对电动器主轴的冲击；缓解系统释放的冲量动能，使其大部分冲量动能由弹性缓冲单元受力—变形—缓冲—传导至电动式车辆减速器安装座(轨枕板)的立面，达到减轻或消除冲量动能对电动器主轴所造成的冲击。

通过调整内侧限位螺母，可起到预先调整弹性缓冲单元内弹性材料受力后的压缩量，达到调节弹性元件产生反作用力时的变形量和持续时间，以及确定缓解作用停止后曲柄连杆机构停滞位置的作用。

本实用新型不仅能降低整个运动机构在缓解末尾阶段的移动速度，而且能准确找到连杆撞击电动器主轴的临界位置；因弹性元件通过环链、后连杆、前连杆、大曲拐、连杆、曲柄传导过来的反向外力及外力矩的持续作用，电动器在停止转动前，转子速度是一个逐渐减速为零的过程，避免了“急停”的存在，从而达到削减或避免撞击，有效保护电动器主轴，减少电动器故障，增强其工作可靠性能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型与现有技术的电动式车辆减速器连接关系图。

图中1是可调控弹性缓冲吸能装置，2是小曲拐，3是后连杆，4是制动钳，5是制动轨，6是前连杆，7是大曲拐，8是连杆，9是曲柄，10是电动器，11是大支座，12是压环，13是弹性材料环，14弹性元件盛体，15是隔层环垫，16是承力梁，17是弹性缓冲垫；18是安装座(轨枕板)；19是铰轴；20是铰链环索；21是拖牵孔座(后连杆)；22是承力梁连接螺栓，23是缓冲拉杆，24是外限位螺母，25是内限位螺母。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

如图1、2所示，本实用新型的可调控弹性缓冲吸能装置包括通过连接螺栓22和弹性缓冲垫17安装在电动式车辆减速器安装座18一端立面上的承力梁16，安装在承力梁上的弹性缓冲单元；所述弹性缓冲单元包括弹性元件和通过限位件与弹性元件相结合的缓冲拉杆23；所述弹性缓冲单元中的弹性元件包括设置在承力梁16外立面上的弹性元件盛体14，依次间隔填装在弹性元件盛体14内的弹性材料环13和隔层环垫15，以及设置在最外层的压环12；所述弹性缓冲单元中的缓冲拉杆23依次穿过压环12、弹性材料环13、隔层环垫15、承力梁16上设置的轴孔并通过内、外限位螺母25、24与弹性元件相结合；该缓冲拉杆的内端通过铰轴19和铰链环索20与设置在后连杆上的拖牵孔座21相结合。

Claims

1、一种可调控弹性缓冲吸能装置，其特征在于：它包括通过连接件安装在电动式车辆减速器安装座(18)一端立面上的承力梁(16)，安装在承力梁上的弹性缓冲单元；所述弹性缓冲单元包括弹性元件和通过限位件与弹性元件相结合的缓冲拉杆(23)，该缓冲拉杆通过连接件与电动式车辆减速器后连杆上设置的拖牵孔座(21)相结合。

2、根据权利要求1所述的可调控弹性缓冲吸能装置，其特征在于：所述弹性元件包括设置在承力梁(16)外立面上的弹性元件盛体(14)，依次间隔填装在弹性元件盛体内的弹性材料环(13)和隔层环垫(15)；所述缓冲拉杆(23)依次穿过弹性材料环、隔层环垫、承力梁上设置的轴孔并通过内外限位螺母与弹性元件相结合。

3、根据权利要求1所述的可调控弹性缓冲吸能装置，其特征在于：所述承力梁(16)通过连接螺栓和弹性缓冲垫(17)与电动式车辆减速器安装座(18)的一端立面相结合。

4、根据权利要求1所述的可调控弹性缓冲吸能装置，其特征在于：所述缓冲拉杆(23)的内端通过铰轴(19)和铰链环索(20)与设置在后连杆上的拖牵孔座(21)相结合。