專利名稱：排障吸能裝置及動車組頭車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道車輛技術(shù)，尤其涉及一種排障吸能裝置及動車組頭車。
技術(shù)背景
排障裝置是軌道列車排除線路上可能存在的障礙物以避免發(fā)生脫軌等運行事故的安全防護(hù)裝置。
如圖1所示，早期用于機(jī)車上的排障裝置由壓型彎板1與筋板焊接而成，在壓型彎板1的兩端分別焊接一個排障裝置支撐梁2，排障裝置支撐梁2遠(yuǎn)離壓型彎板的一端具有安裝板3，采用穿于安裝板的螺栓將該排障裝置安裝在機(jī)車牽引梁的下部，此種結(jié)構(gòu)的排障裝置不具有緩沖和吸能的作用，則，該排障裝置與障礙物發(fā)生撞擊時，沖擊力將直接傳遞到車體上，會對行車平穩(wěn)性與安全性造成較大不利影響。
隨著列車運行速度的提高，為了減小排障裝置與障礙物發(fā)生撞擊時車體受到的沖擊力，則，出現(xiàn)了如圖2所示的帶有緩沖結(jié)構(gòu)的排障裝置。該裝置在排障板后面安裝了由多層鋁板通過墊塊相間隔而疊成的緩沖板群4，在排障板5和緩沖板群4之間留有一定的間隙，當(dāng)碰撞受力較小時，緩沖板群4不起作用；當(dāng)碰撞受力較大時，排障板5發(fā)生變形與緩沖板群4接觸后，緩沖板群4中的鋁板通過其彈性變形吸收部分沖擊能量。這種結(jié)構(gòu)在保證排障能力的同時，能在一定程度上緩和對車體的沖擊，但其緩沖特性有限，仍難以保證行車平穩(wěn)性與安全性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種排障吸能裝置及動車組頭車，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的排障裝置緩沖特性有限，不能保證行車平穩(wěn)性及安全性的問題。
本發(fā)明提供一種排障吸能裝置，具有相向設(shè)置的排障梁和緩沖橫梁，所述排障梁和所述緩沖橫梁之間固定連接有吸能管組件，所述吸能管組件具有吸能管，所述吸能管的一端固定連接安裝座、另一端穿裝有壓潰支座，所述壓潰支座具有變徑通孔，所述變徑通孔內(nèi)具有壓潰凸出部，所述吸能管穿入所述壓潰支座的端部設(shè)置有與所述壓潰凸出部吻合的凹陷部，所述安裝座與所述排障梁固定連接，所述壓潰支座與所述緩沖橫梁固定連接。
如上所述的排障吸能裝置，其中，該排障吸能裝置還設(shè)有吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置，所述吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置具有能相互滑動配合的滑塊和導(dǎo)向軌，所述滑塊與所述排障梁固定連接，所述導(dǎo)向軌的導(dǎo)向方向與所述吸能管的軸線方向一致。
如上所述的排障吸能裝置，其中，所述緩沖橫梁具有吸能管二級吸能腔，所述吸能管二級吸能腔靠近所述吸能管的腔壁上設(shè)置有供所述吸能管穿行的通孔，所述吸能管二級吸能腔遠(yuǎn)離所述吸能管的腔壁上設(shè)置有正對所述吸能管的吸能管二次變形作用面。
如上所述的排障吸能裝置，其中，所述緩沖橫梁上還具有安裝板，所述安裝板具有軸向與所述吸能管的軸向相同的安裝通孔。
如上所述的排障吸能裝置，其中，所述吸能管為圓管。
如上所述的排障吸能裝置，其中，所述吸能管內(nèi)填充有泡沫鋁。
如上所述的排障吸能裝置，其中，所述排障梁的兩端均固定連接有轉(zhuǎn)軸座，所述轉(zhuǎn)軸座與所述緩沖橫梁轉(zhuǎn)動連接。
如上所述的排障吸能裝置，其中，所述排障梁具有排障直梁，所述排障直梁的兩端固定連接排障彎梁，所述轉(zhuǎn)軸座與所述排障彎梁固定連接。
本發(fā)明還提供一種動車組頭車，具有車體，還具有任一上述的排障吸能裝置，所述排障吸能裝置的緩沖橫梁固定連接于所述車體的前端，且所述排障吸能裝置的排障梁朝向頭車前行方向設(shè)置。
如上所述的動車組頭車，其中，在所述排障吸能裝置具有吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置時，所述吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向軌與所述車體固定連接。
本發(fā)明提供的排障吸能裝置及動車組頭車，由于設(shè)置了吸能管組件，在排障吸能裝置撞擊到障礙物產(chǎn)生較大沖擊時，吸能管組件中的吸能管產(chǎn)生壓潰變形來吸收大部分沖擊能量，使得車體受到的沖擊較小，進(jìn)而保證了行車的平穩(wěn)性及安全性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中排障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種排障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明排障吸能裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3的A-A剖視圖5為圖3的立體圖6為吸能管組件的全剖結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明排障吸能裝置實施例中吸能管第一階段吸能變形后的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明排障吸能裝置實施例中吸能管第二階段吸能變形后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖3為本發(fā)明排障吸能裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A剖視圖；圖5 為圖3的立體圖；圖6為吸能管9組件的全剖結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3、圖4、圖5及圖6所示，本發(fā)明排障吸能裝置的實施例，具有相向設(shè)置的排障梁6和緩沖橫梁15，排障梁6和緩沖橫梁 15之間固定連接有吸能管組件，吸能管組件具有吸能管9，吸能管9的一端固定連接安裝座 8、另一端穿裝有壓潰支座13，壓潰支座13具有變徑通孔，變徑通孔內(nèi)具有壓潰凸出部20， 吸能管9穿入所述壓潰支座13的端部設(shè)置有與壓潰凸出部20吻合的凹陷部21，安裝座8 與排障梁6固定連接，壓潰支座13與緩沖橫梁15固定連接。
上述方案，由于設(shè)置了吸能管組件，在排障吸能裝置撞擊到障礙物產(chǎn)生較大沖擊時，吸能管組件中的吸能管9產(chǎn)生壓潰變形來吸收大部分沖擊能量，使得車體受到的沖擊較小，進(jìn)而保證了行車的平穩(wěn)性及安全性。
本發(fā)明排障吸能裝置的實施例，具有相向設(shè)置的排障梁6和緩沖橫梁15，其中，排障梁6具有排障直梁7，排障直梁7的兩端分別焊接一根排障彎梁，兩排障彎梁以排障直梁 7呈對稱設(shè)置。在各排障彎梁遠(yuǎn)離排障直梁7的一端均通過螺栓固定連接一個轉(zhuǎn)軸座16， 且轉(zhuǎn)軸座16還通過銷軸螺栓與緩沖橫梁15相連接，且，銷軸螺栓作為轉(zhuǎn)軸座16的轉(zhuǎn)動軸，使得轉(zhuǎn)軸座16可以相對于緩沖橫梁15發(fā)生轉(zhuǎn)動。在排障梁6和緩沖橫梁15之間固定連接有吸能管9組件，吸能管組件具有吸能管9，吸能管9沿前后方向延伸。在吸能管9的一端通過螺接的方式固定連接安裝座8、另一端穿裝有壓潰支座13，其中，壓潰支座13具有變徑通孔，該變徑通孔內(nèi)具有壓潰凸出部20，在吸能管9穿入所述壓潰支座13的端部設(shè)置有與壓潰凸出部20吻合的凹陷部21，安裝座8與排障梁6通過螺栓固定連接，壓潰支座13與緩沖橫梁15通過螺栓固定連接。
進(jìn)一步地，基于上述實施例，為了使吸能管9在壓潰變形時，沿著前后方向進(jìn)行變形，以達(dá)到最大的吸能效果，則該排障吸能裝置還具有吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置，該吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置具有能相互滑動配合的滑塊11和導(dǎo)向軌12。其中，在排障梁6的各排障彎梁靠近排障直梁7的一端分別焊接一個滑塊安裝座10，滑塊11通過螺栓固定連接在滑塊安裝座10上，以實現(xiàn)滑塊11與排障梁6的固定連接，滑塊11可以是T形滑塊、燕尾形滑塊等結(jié)構(gòu)的滑塊，本實施例中采用T形滑塊，在導(dǎo)向軌12中設(shè)置有T形的滑槽17，該滑槽17 與T形滑塊吻合配合以實現(xiàn)導(dǎo)向，且導(dǎo)向軌12的導(dǎo)向方向與吸能管9的軸線方向一致，也即導(dǎo)向方向為前后方向。在使用時，導(dǎo)向軌12可以通過焊接的方式固定于機(jī)車的車體上。
進(jìn)一步地，基于上述實施例，為了使車體19在碰撞開始階段受到較小、較平緩的沖擊，該排障吸能裝置可采用兩級壓潰吸能的方式，即，第一級壓潰吸能時，也即第一階段吸能變形，吸能管9在吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置的引導(dǎo)下，通過變徑通孔內(nèi)的壓潰凸出部 20發(fā)生塑性形變，使吸能管的管徑變小并向后移動，此時，吸能管9依靠縮徑變形中的彈塑性變形和摩擦發(fā)熱來吸收能量。為實現(xiàn)上述兩級壓潰吸能方式，緩沖橫梁15具有吸能管二級吸能腔23，吸能管二級吸能腔23靠近吸能管9的腔壁上設(shè)置有供吸能管9穿行的通孔， 吸能管9經(jīng)壓潰支座13的壓潰凸出部擠壓后直徑變小的管段M從通孔穿入到吸能管二級吸能腔23中，參見圖7。在吸能管二級吸能腔23遠(yuǎn)離吸能管9的腔壁上設(shè)置有正對吸能管9的吸能管二次變形作用面25。在吸能管直徑變小的管段M接觸到吸能管二次變形作用面25時，吸能管二次變形作用面25阻止吸能管9直徑變小的管段M繼續(xù)向后移動，則， 此時，即第二階段吸能變形，吸能管9直徑變小的管段M及原直徑的管段同時被壓潰，參見圖8，以實現(xiàn)塑性折彎變形，通過該塑性折彎變形來吸收碰撞能量，在第二級壓潰吸能階段， 吸能管9抵抗的壓縮力增大，吸能的效率提高。
進(jìn)一步地，基于上述實施例，在緩沖橫梁15的前側(cè)還具有安裝板18，該安裝板18 具有軸向與吸能管9的軸向相同的安裝通孔，通過穿裝在安裝通孔內(nèi)的螺栓將該排障吸能裝置可拆固定連接在機(jī)車的車體19前端的下部。
進(jìn)一步地，基于上述實施例，上述吸能管9為圓管，圓管平均壓潰力大、吸能多、結(jié)構(gòu)簡單，在軸向沖擊和準(zhǔn)靜態(tài)載荷的作用下，圓管的軸對稱疊縮壓潰模式能最大限度的吸收和消耗碰撞的能力，有利于提高機(jī)車運行的平穩(wěn)性及安全性。
進(jìn)一步地，基于上述實施例，為了使吸能管9在軸向壓縮力的作用下更易發(fā)生有規(guī)律的圓環(huán)屈曲變形，因此，在吸能管9中填充了泡沫鋁[泡沫鋁是一種人造多孔材料，由金屬骨架與孔隙(金屬框架或平面交錯結(jié)構(gòu)形成的泡狀氣孔)組成，具有輕質(zhì)、強(qiáng)度高和吸能性能優(yōu)異等特點]，使其在吸能管9內(nèi)起到了一定的支撐作用，縮短了吸能管9的屈曲波長，使得吸能管9在單位長度上產(chǎn)生了更多褶皺，明顯改善圓管受壓時的不規(guī)則變形，增強(qiáng)了吸能效果。
本發(fā)明還提供一種動車組頭車，具有車體，還具有上述任一的排障吸能裝置，所述排障吸能裝置的緩沖橫梁15固定連接于所述車體19前端的下部，且所述排障吸能裝置的排障梁6朝向頭車前行方向設(shè)置。排障吸能裝置的具體結(jié)構(gòu)及效果參見上述實施例，這里不再贅述。
另外，在所述排障吸能裝置具有吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置時，所述吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向軌12通過焊接的方式與機(jī)車的車體19固定連接。
最后應(yīng)說明的是以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種排障吸能裝置，其特征在于，具有相向設(shè)置的排障梁和緩沖橫梁，所述排障梁和所述緩沖橫梁之間固定連接有吸能管組件，所述吸能管組件具有吸能管，所述吸能管的一端固定連接安裝座、另一端穿裝有壓潰支座，所述壓潰支座具有變徑通孔，所述變徑通孔內(nèi)具有壓潰凸出部，吸能管穿入所述壓潰支座的端部設(shè)置有與所述壓潰凸出部吻合的凹陷部，所述安裝座與所述排障梁固定連接，所述壓潰支座與所述緩沖橫梁固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排障吸能裝置，其特征在于，該排障吸能裝置還設(shè)有吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置，所述吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置具有能相互滑動配合的滑塊和導(dǎo)向軌， 所述滑塊與所述排障梁固定連接，所述導(dǎo)向軌的導(dǎo)向方向與所述吸能管的軸線方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排障吸能裝置，其特征在于，所述緩沖橫梁具有吸能管二級吸能腔，所述吸能管二級吸能腔靠近所述吸能管的腔壁上設(shè)置有供所述吸能管穿行的通孔，所述吸能管二級吸能腔遠(yuǎn)離所述吸能管的腔壁上設(shè)置有正對所述吸能管的吸能管二次變形作用面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排障吸能裝置，其特征在于，所述緩沖橫梁上還具有安裝板，所述安裝板具有軸向與所述吸能管的軸向相同的安裝通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排障吸能裝置，其特征在于，所述吸能管為圓管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排障吸能裝置，其特征在于，所述吸能管內(nèi)填充有泡沫ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排障吸能裝置，其特征在于，所述排障梁的兩端均固定連接有轉(zhuǎn)軸座，所述轉(zhuǎn)軸座與所述緩沖橫梁轉(zhuǎn)動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排障吸能裝置，其特征在于，所述排障梁具有排障直梁，所述排障直梁的兩端固定連接排障彎梁，所述轉(zhuǎn)軸座與所述排障彎梁固定連接。
9.一種動車組頭車，具有車體，其特征在于，還具有權(quán)利要求1-8任一所述的排障吸能裝置，所述排障吸能裝置的緩沖橫梁固定連接于所述車體前端的下部，且所述排障吸能裝置的排障梁朝向頭車前行方向設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動車組頭車，其特征在于，在所述排障吸能裝置具有吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置時，所述吸能管壓潰形變導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向軌與所述車體固定連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種排障吸能裝置及動車組頭車，其中，排障吸能裝置具有相向設(shè)置的排障梁和緩沖橫梁，排障梁和緩沖橫梁之間固定連接有吸能管組件，吸能管組件具有吸能管，吸能管的一端固定連接安裝座、另一端穿裝有壓潰支座，壓潰支座具有變徑通孔，變徑通孔內(nèi)具有壓潰凸出部，吸能管穿入壓潰支座的端部設(shè)置有與壓潰突出部吻合的凹陷部，安裝座與排障梁固定連接，壓潰支座與緩沖橫梁固定連接。上述方案，由于設(shè)置了吸能管組件，在排障吸能裝置撞擊到障礙物產(chǎn)生較大沖擊時，吸能管組件中的吸能管產(chǎn)生壓潰變形來吸收大部分沖擊能量，使得車體受到的沖擊較小，進(jìn)而保證了行車的平穩(wěn)性及安全性。
文檔編號B61F19/06GK102514588SQ20111042404
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者張錦華, 管全梅, 范樂天, 陳永盛, 高軍 申請人:唐山軌道客車有限責(zé)任公司