軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置及具有該裝置的軌道車(chē)輛的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置，包括防爬導(dǎo)向組件和吸能組件，防爬導(dǎo)向組件前端設(shè)有防爬齒，防爬導(dǎo)向組件包括前擋板、兩件固定于前擋板兩側(cè)的縱向?qū)蚣?、兩件固定于?chē)體底架以導(dǎo)向和橫向承載的縱向?qū)к壱约绊敳抗潭ㄓ谲?chē)體底架以垂向承載的后擋板，防爬齒設(shè)于前擋板的前部，后擋板平行設(shè)置于前擋板后方，導(dǎo)軌前端穿過(guò)后擋板并固接，導(dǎo)向件后端無(wú)縫插設(shè)于相應(yīng)導(dǎo)軌內(nèi)，前擋板、后擋板以及兩件導(dǎo)向件之間圍成一空腔，吸能組件嵌設(shè)于空腔內(nèi)，其兩端分別固定于前擋板和后擋板上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，具有垂向和橫向承載能力，縱向沖擊方向能發(fā)生有序可控的塑性變形。本發(fā)明的軌道車(chē)輛車(chē)體底架前端設(shè)有兩個(gè)上述的防爬吸能裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置及具有該裝置的軌道車(chē)輛
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及軌道車(chē)輛的被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種軌道車(chē)輛的導(dǎo)向式防爬吸能裝置及具有該裝置的軌道車(chē)輛?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著鐵路事業(yè)的迅猛發(fā)展，軌道交通的速度也是越來(lái)越快，同時(shí)，軌道車(chē)輛的安全也就越來(lái)越受到人們的重視。如果車(chē)輛一旦發(fā)生事故，車(chē)輛自身的被動(dòng)安全保護(hù)措施就變得尤為重要。
[0003]軌道車(chē)輛在專(zhuān)有的軌道上運(yùn)行，因此它具有良好的導(dǎo)向性，可以避免像其他交通工具一樣與其他車(chē)輛發(fā)生諸如剮蹭之類(lèi)的交通事故。再加上鐵路系統(tǒng)配備有先進(jìn)的調(diào)度系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，使得鐵路系統(tǒng)發(fā)生事故的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于其他交通工具。但是，由于軌道車(chē)輛編組車(chē)輛多，載客量大，特別是長(zhǎng)大貨運(yùn)列車(chē)，載貨量更是非常大，一旦發(fā)生事故，由于其自身的強(qiáng)大慣性，列車(chē)在短時(shí)間內(nèi)很難停下來(lái)，就會(huì)造成非常大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。特別是一旦發(fā)生爬車(chē)事故，將造成無(wú)法估量的二次傷害。所以，軌道車(chē)輛的被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為近年來(lái)的研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。[〇〇〇4]鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是大編組、高運(yùn)輸量。此為，由于列車(chē)具有復(fù)雜的連掛系統(tǒng)和很大的長(zhǎng)細(xì)比，導(dǎo)致列車(chē)發(fā)生事故后在撞擊過(guò)程中具有多變性。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外事故的分析，可以發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、拱起爬車(chē)、車(chē)體摺曲較軌道上的加速或減速造成的傷害要大的多，尤其是拱起爬車(chē)，由于車(chē)輛發(fā)生交疊和穿透，使得車(chē)輛發(fā)生嚴(yán)重的變形，使得乘員的生存空間變得更小，所造成的傷害更大。因此，我們必須加大對(duì)列車(chē)前端防爬的研究，以期可以將這種碰撞爬車(chē)造成的危害降到最低。
[0005]在車(chē)輛碰撞過(guò)程中，由于安全防護(hù)的需要，碰撞動(dòng)能要完全被吸收或耗散，因此需要采用專(zhuān)門(mén)的元件作為能量吸收結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足車(chē)輛結(jié)構(gòu)的耐撞性要求。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的耐撞性結(jié)構(gòu)必須以可控制的方式吸收或耗散全部撞擊動(dòng)能，在這些能量吸收機(jī)制的材料和結(jié)構(gòu)中，金屬薄壁結(jié)構(gòu)和鋁蜂窩結(jié)構(gòu)作為一種低成本、高強(qiáng)重比、高吸能效率的吸能結(jié)構(gòu)，得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用。
[0006]通常，普通的防爬吸能裝置，一般是在吸能結(jié)構(gòu)的前端設(shè)置防爬齒，我們一般要求吸能結(jié)構(gòu)在縱向方向發(fā)生有序可控的塑性變形來(lái)耗散沖擊動(dòng)能，這樣就難以兼顧整個(gè)裝置達(dá)到良好的垂向和橫向承載能力。所以在保證整個(gè)結(jié)構(gòu)具有很好的能量吸收特性的同時(shí)， 并沒(méi)有保證整個(gè)結(jié)構(gòu)具有很好的防爬特性。而根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)良好的防爬裝置在保證防爬效果的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該具體一定的垂向和橫向承載能力。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便， 既能在縱向沖擊方向?qū)崿F(xiàn)很好的導(dǎo)向以發(fā)生有序可控的塑性變形、又能提高整個(gè)裝置的垂向和橫向承載能力的軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置;還提供一種具有該裝置的軌道車(chē)輛。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置，包括防爬導(dǎo)向組件和吸能組件，所述防爬導(dǎo)向組件的前端設(shè)有防爬齒，所述防爬導(dǎo)向組件包括前擋板、兩件固定于前擋板兩側(cè)的縱向?qū)蚣?、兩件固定于?chē)體底架用于導(dǎo)向和橫向承載的縱向?qū)к壱约肮潭ㄓ谲?chē)體底架用于垂向承載的后擋板，所述防爬齒設(shè)于前擋板的前部，所述后擋板平行設(shè)置于前擋板后方，所述導(dǎo)軌穿過(guò)后擋板并固接為一體，所述導(dǎo)向件無(wú)縫插設(shè)于相應(yīng)導(dǎo)軌內(nèi)，前擋板、后擋板以及兩件導(dǎo)向件之間圍成一空腔結(jié)構(gòu)，所述吸能組件嵌設(shè)于所述空腔內(nèi)，其兩端分別固定于前擋板和后擋板上。
[0009]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):優(yōu)選的，兩件所述導(dǎo)向件為兩塊平行設(shè)置的長(zhǎng)方形導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板的內(nèi)側(cè)壁上、下端均設(shè)有一臺(tái)階形成T形導(dǎo)向板，所述導(dǎo)軌為長(zhǎng)方形，其導(dǎo)向槽為與所述T形導(dǎo)向板無(wú)縫配合的T形導(dǎo)向槽。
[0010]優(yōu)選的，后擋板為工字形擋板，包括下橫梁、固接于車(chē)體底架上的上橫梁以及連接上、下橫梁的連接板，所述連接板上設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)方形通孔，所述導(dǎo)軌穿過(guò)并固定于所述通孔內(nèi)。
[0011]優(yōu)選的，所述吸能組件由多組薄壁吸能管構(gòu)成，所述薄壁吸能管上開(kāi)設(shè)有能誘發(fā)吸能組件發(fā)生縱向屈曲變形的誘導(dǎo)槽。
[0012]優(yōu)選的，所述吸能組件的高度與所述前擋板的高度相當(dāng)且低于后擋板的高度。
[0013]優(yōu)選的，所述導(dǎo)向件與前擋板之間、導(dǎo)軌與后擋板之間、吸能組件與前后擋板之間均為焊接固定。
[0014]作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種軌道車(chē)輛，包括車(chē)體底架，所述車(chē)體底架的前端對(duì)稱(chēng)裝設(shè)有兩組上述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其中的后擋板頂部以及導(dǎo)軌的外側(cè)均焊接于所述車(chē)體底架上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置，通過(guò)設(shè)置能固定于車(chē)體底架上的導(dǎo)軌和后擋板，導(dǎo)向件無(wú)縫插設(shè)于相應(yīng)導(dǎo)軌內(nèi)，既可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向件的導(dǎo)向又可以將導(dǎo)向件上的橫向和垂向載荷更好地傳遞給車(chē)體，以提高整個(gè)裝置的垂向和橫向承載能力；而吸能組件僅需在縱向方向發(fā)生有序可控的塑性變形來(lái)耗散沖擊動(dòng)能，不需要兼顧整個(gè)裝置的垂向和橫向承載能力。因此本發(fā)明在保證整個(gè)裝置具有一定的垂向和橫向承載能力的基礎(chǔ)上，既能有效引導(dǎo)吸能組件沿著縱向沖擊方向發(fā)生塑性變形來(lái)耗散沖擊能量;又能保證整個(gè)裝置在受到非理想縱向沖擊時(shí)(斜向沖擊)，同樣能引導(dǎo)吸能組件發(fā)生縱向屈曲塑性變形來(lái)吸收沖擊能量。其具有結(jié)構(gòu)和制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、安裝方便、垂向和橫向承載能力強(qiáng)、吸能組件變形穩(wěn)定可控等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于鐵道車(chē)輛的能量耗散裝置中。【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置中前擋板和導(dǎo)向板的組合結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置中吸能組件的立體示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置中后擋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置中導(dǎo)軌的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置中前擋板與導(dǎo)向板及導(dǎo)軌配合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置中防爬導(dǎo)向組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖9是本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置裝設(shè)于車(chē)體前端的安裝示意圖。
[0025]圖例說(shuō)明:1、防爬導(dǎo)向組件；11、防爬齒；12、前擋板；13、導(dǎo)向件;2、吸能組件;21、誘導(dǎo)槽;3、后擋板;31、通孔;32、上橫梁;4、導(dǎo)軌;41、導(dǎo)向槽;5、導(dǎo)向式防爬吸能裝置。【具體實(shí)施方式】
[0026]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0027]如圖1?圖8所示，一種本發(fā)明的導(dǎo)向式防爬吸能裝置實(shí)施例，包括防爬導(dǎo)向組件1 和吸能組件2,防爬導(dǎo)向組件1包括前擋板12、兩件縱向?qū)蚣?3、兩件縱向?qū)к?以及用于垂向承載的后擋板3,前擋板12的前部(沖擊端)設(shè)有防爬齒11;兩件縱向?qū)蚣?3固定于前擋板12后部(非沖擊端)的兩側(cè)，兩件縱向?qū)к?固定于車(chē)體底架上，導(dǎo)向件13的后端無(wú)縫插設(shè)于相應(yīng)導(dǎo)軌4內(nèi)，導(dǎo)軌4既用于控制導(dǎo)向件13只能沿沖擊方向直線運(yùn)動(dòng)，又用于承受橫向載荷，將導(dǎo)向件13上的橫向載荷傳遞給車(chē)體。后擋板3平行設(shè)置于前擋板12的后方，其頂部固定于車(chē)體底架用于承載垂向載荷，即將導(dǎo)向件13上的垂向載荷傳遞給車(chē)體，導(dǎo)軌4的前端穿過(guò)后擋板3并固接成一體;前擋板12、后擋板3以及兩件導(dǎo)向件13之間圍成一空腔結(jié)構(gòu)，吸能組件2嵌設(shè)于空腔內(nèi)，吸能組件2的兩端分別固定于前擋板12和后擋板3上。本發(fā)明中防爬導(dǎo)向組件與吸能組件的結(jié)構(gòu)和功能都是相互獨(dú)立存在的，防爬導(dǎo)向組件中的導(dǎo)軌和后擋板均與車(chē)底架結(jié)構(gòu)固接在一起，其發(fā)揮的作用是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向件的導(dǎo)向以及將導(dǎo)向件上的橫向和垂向載荷更好地傳遞給車(chē)體，以提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的垂向和橫向承載能力；而吸能組件發(fā)揮的作用則僅是在縱向方向發(fā)生有序可控的塑性變形來(lái)耗散沖擊動(dòng)能，在實(shí)現(xiàn)縱向儲(chǔ)能的功能之外，不需要兼顧整個(gè)裝置的垂向和橫向承載能力。具有結(jié)構(gòu)和制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，并且防爬導(dǎo)向組件垂向和橫向承載能力強(qiáng)、吸能組件變形穩(wěn)定可控，可廣泛應(yīng)用于鐵道車(chē)輛的能量耗散裝置中。
[0028]本實(shí)施例中，吸能組件2由多組金屬薄壁吸能管(也可以是其它任何吸能材料、吸能結(jié)構(gòu))構(gòu)成，薄壁吸能管上開(kāi)設(shè)有能誘發(fā)吸能組件發(fā)生縱向屈曲變形的誘導(dǎo)槽21，如圖4 所示。吸能組件2的高度與前擋板的高度相當(dāng)且低于后擋板的高度，便于其僅在縱向方向發(fā)生有序可控的塑性變形來(lái)耗散沖擊動(dòng)能，而不需承受橫向和垂向載荷。
[0029]本實(shí)施例中，兩件導(dǎo)向件13為兩塊平行設(shè)置的金屬長(zhǎng)方形導(dǎo)向板，導(dǎo)向板的內(nèi)側(cè)壁上、下端均設(shè)有一臺(tái)階形成T形導(dǎo)向板，導(dǎo)軌4為金屬長(zhǎng)方形導(dǎo)軌，其導(dǎo)向槽41為與T形導(dǎo)向板無(wú)縫配合的T形導(dǎo)向槽。該結(jié)構(gòu)可以很好地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向件與導(dǎo)向槽的成套配合。
[0030]本實(shí)施例中，后擋板3為金屬工字形擋板，包括上橫梁32、下橫梁以及連接上下橫梁的連接板，連接板上設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)方形通孔31，用來(lái)安裝導(dǎo)軌4;后擋板3上的上橫梁32可方便安裝在車(chē)體底架結(jié)構(gòu)上，同時(shí)還可用于承載，能保證車(chē)體底架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0031]本實(shí)施例中，導(dǎo)向件13與前擋板12之間、導(dǎo)軌4與后擋板3之間、吸能組件2與前、后擋板之間均為焊接固定。其工藝簡(jiǎn)單，變形穩(wěn)定可靠。[〇〇32]本發(fā)明導(dǎo)向式防爬吸能裝置的工作原理:當(dāng)前擋板12受到縱向方向的沖擊時(shí)，導(dǎo)向件13在導(dǎo)軌4的約束作用下引導(dǎo)前擋板12沿著縱向方向運(yùn)行，同時(shí)前擋板12將縱向沖擊力傳遞給吸能組件2,使吸能組件2發(fā)生縱向屈曲塑性變形來(lái)吸收沖擊能量;同時(shí)導(dǎo)向件13將受到的橫向載荷通過(guò)導(dǎo)軌4傳遞給車(chē)體，將受到的垂向載荷通過(guò)后擋板傳遞給車(chē)體，使該防爬吸能裝置具有一定的垂向和橫向承載能力。
[0033]如圖9所示，本發(fā)明還提供一種軌道車(chē)輛，包括車(chē)體底架，車(chē)體底架的前端裝設(shè)有兩組上述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置5(虛線框內(nèi)所示)，其沿車(chē)體底架結(jié)構(gòu)中性線方向呈對(duì)稱(chēng)布置，導(dǎo)向式防爬吸能裝置5中的后擋板3頂部以及導(dǎo)軌4的外側(cè)均焊接于車(chē)體底架上。當(dāng)軌道車(chē)輛受到縱向或非理想縱向沖擊時(shí)，導(dǎo)向式防爬吸能裝置5中的導(dǎo)向件13在導(dǎo)軌4的約束作用下沿著縱向方向運(yùn)行，使前擋板12將縱向沖擊力傳遞給吸能組件2,使吸能組件2發(fā)生縱向屈曲塑性變形來(lái)吸收沖擊能量；同時(shí)導(dǎo)向件13將受到的橫向載荷通過(guò)導(dǎo)軌4傳遞給車(chē)體，將受到的垂向載荷通過(guò)后擋板3傳遞給車(chē)體，該導(dǎo)向式防爬吸能裝置5的變形穩(wěn)定可控， 可防止軌道車(chē)輛發(fā)生翻轉(zhuǎn)、拱起爬車(chē)、車(chē)體摺曲等嚴(yán)重事故。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軌道車(chē)輛用導(dǎo)向式防爬吸能裝置，包括防爬導(dǎo)向組件和吸能組件，所述防爬導(dǎo) 向組件的前端設(shè)有防爬齒，其特征在于:所述防爬導(dǎo)向組件包括前擋板、兩件固定于前擋板 兩側(cè)的縱向?qū)蚣杉潭ㄓ谲?chē)體底架用于導(dǎo)向和橫向承載的縱向?qū)к壱约肮潭ㄓ谲?chē)體 底架用于垂向承載的后擋板，所述防爬齒設(shè)于前擋板的前部，所述后擋板平行設(shè)置于前擋 板后方，所述導(dǎo)軌穿過(guò)后擋板并固接為一體，所述導(dǎo)向件無(wú)縫插設(shè)于相應(yīng)導(dǎo)軌內(nèi)，前擋板、 后擋板以及兩件導(dǎo)向件之間圍成一空腔結(jié)構(gòu)，所述吸能組件嵌設(shè)于所述空腔內(nèi)，其兩端分 別固定于前擋板和后擋板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其特征在于:兩件所述導(dǎo)向件為兩塊平 行設(shè)置的長(zhǎng)方形導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板的內(nèi)側(cè)壁上、下端均設(shè)有一臺(tái)階形成T形導(dǎo)向板，所述 導(dǎo)軌為長(zhǎng)方形，其導(dǎo)向槽為與所述T形導(dǎo)向板無(wú)縫配合的T形導(dǎo)向槽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其特征在于:所述后擋板為工字形擋 板，包括下橫梁、固接于車(chē)體底架上的上橫梁以及連接上、下橫梁的連接板，所述連接板上 設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)方形通孔，所述導(dǎo)軌穿過(guò)并固定于所述通孔內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其特征在于:所述吸能組件由多組薄壁 吸能管構(gòu)成，所述薄壁吸能管上開(kāi)設(shè)有能誘發(fā)吸能組件發(fā)生縱向屈曲變形的誘導(dǎo)槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其特征在于:所述吸能組件的高度與所 述前擋板的高度相當(dāng)且低于后擋板的高度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向件與前擋板之 間、導(dǎo)軌與后擋板之間、吸能組件與前后擋板之間均為焊接固定。7.—種軌道車(chē)輛，包括車(chē)體底架，其特征在于:所述車(chē)體底架的前端對(duì)稱(chēng)裝設(shè)有兩組如 權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)向式防爬吸能裝置，其中的后擋板頂部以及導(dǎo)軌的外側(cè)均 焊接于所述車(chē)體底架上。
【文檔編號(hào)】B61F19/04GK105966417SQ201610553550
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】謝素超, 梁習(xí)鋒, 高廣軍, 許平, 姚松, 魯寨軍, 彭勇
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)