铁路货车的阻尼式缓冲器及铁路货车的制作方法
【专利摘要】本发明公开的铁路货车的阻尼式缓冲器包括壳体（11）、可沿冲击力方向相对于所述壳体（11）移动的阻尼元件（12）以及安装端固定于所述壳体（11）内壁上的活塞杆（13），所述活塞杆（13）的压缩端伸入所述阻尼元件（12）的阻尼介质腔内，所述阻尼介质腔包括沿着冲击力方向依次连接的收缩腔段（121）和扩散腔段（123）。本发明提供的阻尼式缓冲器中，阻尼介质腔由收缩腔段和扩散腔段组成，活塞杆在阻尼介质腔内运动时，其与阻尼元件的内壁之间的间隙先减小再增大，以此产生初始缓慢增加载荷，终端平稳降低载荷的效果。显然，上述阻尼式缓冲器的缓冲行程有所延长，其缓冲性能随之提高。本发明还公开了一种铁路货车。
【专利说明】铁路货车的阻尼式缓冲器及铁路货车
【技术领域】
[0001]本发明涉及缓冲装置【技术领域】，尤其涉及一种铁路货车的阻尼式缓冲器。本发明还涉及一种具有上述阻尼式缓冲器的铁路货车。
【背景技术】
[0002]缓冲器用于缓冲冲击力，进而防止冲击力对设备产生损伤，因此，缓冲器对于设备的运行稳定性具有至关重要的影响。
[0003]铁路货车中采用的缓冲器主要安装于相邻两节车厢的连接处，牵引力、制动力和纵向冲击力将通过车钩、从板和缓冲器传递至车体上，而缓冲器吸收部分作用力，进而减小车体受到的冲击。阻尼式缓冲器通过其内部的阻尼介质被压缩时形成的阻尼力吸收铁路货车运行时产生的冲击力，目前普遍采用的阻尼式缓冲器的结构强度较低，缓冲性能相对不高，其通常能够提供的最大阻抗力不超过1200kN，因此阻尼式缓冲器在铁路货车上的应用较为有限。随着铁路货车的牵引质量不断增加，上述阻尼式缓冲器所提供的缓冲力已经渐渐无法满足铁路货车的需求，进而导致车钩、钩尾框等零部件的疲劳损伤较大，对铁路货车的运行造成不良影响。
[0004]因此，如何提高阻尼式缓冲器的缓冲性能，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种铁路货车的阻尼式缓冲器，该阻尼式缓冲器的缓冲性能较高。本发明的另一目的是提供一种包括上述阻尼式缓冲器的铁路货车。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种铁路货车的阻尼式缓冲器，包括壳体、可沿冲击力方向相对于所述壳体移动的阻尼元件以及安装端固定于所述壳体内壁上的活塞杆，所述活塞杆的压缩端伸入所述阻尼元件的阻尼介质腔内，所述阻尼介质腔包括沿着冲击力方向依次连接的收缩腔段和扩散腔段。
[0008]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，所述阻尼介质腔还包括连接于所述收缩腔段和所述扩散腔段之间的等尺寸腔段，所述等尺寸腔段上沿冲击力方向延伸的轮廓线与所述压缩端上沿冲击力方向延伸的轮廓线相平行。
[0009]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，还包括套设于所述活塞杆外部的弹性体，所述弹性体位于所述壳体的内壁与所述阻尼元件之间。
[0010]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，所述弹性体由热固性材料或热塑性材料制成。
[0011]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，还包括预缩短机构，所述预缩短机构包括定位杆，所述壳体上设置有定位通孔，所述阻尼元件上具有预缩短凹陷，所述预缩短凹陷上位于冲击力方向前端的一侧具有导向面，所述定位杆穿过所述定位通孔置于所述预缩短凹陷内。[0012]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，所述预缩短机构还包括能够向所述定位杆施加远离所述预缩短凹陷的作用力的弹性阻挡件。
[0013]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，所述弹性阻挡件为弹簧，所述弹簧设置于所述定位杆的顶端与所述壳体的外壁之间。
[0014]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，所述预缩短凹陷上位于冲击力方向后端的一侧具有竖直定位面，所述竖直定位面与所述定位杆的侧面相抵。
[0015]优选地，在上述阻尼式缓冲器中，所述预缩短机构为多个，多个所述预缩短机构沿着所述壳体的周向分布。
[0016]一种铁路货车，包括钩尾框以及设置于所述钩尾框内的阻尼式缓冲器，所述阻尼式缓冲器为上述任一项所述的阻尼式缓冲器。
[0017]在上述技术方案中，本发明提供的阻尼式缓冲器包括壳体、阻尼元件和活塞杆，阻尼元件可沿冲击力方向相对于壳体移动，活塞杆的安装端固定于壳体内壁上，活塞杆的压缩端伸入阻尼元件的阻尼介质腔内，该阻尼介质腔包括沿着冲击力方向依次连接的收缩腔段和扩散腔段。该阻尼式缓冲器工作时，冲击力由阻尼元件传入，阻尼元件相对于壳体移动，使得活塞杆的压缩端压缩阻尼介质腔内的阻尼介质，该阻尼介质被压缩，并通过活塞杆与阻尼元件内壁之间的间隙流入活塞杆的另一侧。由此，通过阻尼介质被压缩后产生的静态力，以及阻尼介质流动时产生的阻尼力实现对冲击力的缓冲。
[0018]通过上述描述可知，本发明提供的阻尼式缓冲器中，阻尼介质腔由收缩腔段和扩散腔段组成，活塞杆在阻尼介质腔内运动时，其与阻尼元件的内壁之间的间隙先减小再增大，以此产生初始缓慢增加载荷，终端平稳降低载荷的效果。显然，相比于【背景技术】中所介绍的内容，上述阻尼式缓冲器的缓冲行程有所延长，其缓冲性能随之提高。
[0019]由于上述阻尼式缓冲器具有上述技术效果，具有该阻尼式缓冲器的铁路货车也应具有相应的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明实施例提供的阻尼式缓冲器的结构示意图；
[0022]图2为本发明实施例提供的阻尼元件与活塞杆的配合结构示意图。
[0023]上图1-2 中:
[0024]壳体11、阻尼元件12、收缩腔段121、等尺寸腔段122、扩散腔段123、活塞杆13、弹性体14、端盖15、密封元件16、后盖17、挂耳18、定位杆19、弹性阻挡件20。
【具体实施方式】
[0025]本发明的核心是提供一种铁路货车的阻尼式缓冲器，该阻尼式缓冲器的缓冲性能较高。本发明的另一核心是提供一种包括上述阻尼式缓冲器的铁路货车。
[0026]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0027]如图1-2所示，本发明实施例提供的铁路货车的阻尼式缓冲器包括壳体11、阻尼元件12和活塞杆13，该阻尼式缓冲器的冲击力方向由阻尼元件12指向壳体11，其中:
[0028]壳体11为整个阻尼式缓冲器的安装基础，其受到的作用力能够直接传递至车体。
[0029]阻尼元件12与铁路货车的从板座相抵，其可沿冲击力方向相对于壳体11移动，具体地，阻尼元件12自壳体11 一端的开口装入壳体11内，且阻尼元件12的外表面可与壳体11的内表面贴合；从板座受到冲击力的作用后将作用力传递至阻尼元件12，该阻尼元件12即可在冲击力的作用下相对于壳体11移动；阻尼元件12内具有阻尼介质腔，该阻尼介质腔内充有阻尼介质，其包括沿着冲击力方向依次连接的收缩腔段121和扩散腔段123，收缩腔段121的截面尺寸沿着冲击力方向逐渐减小,扩散腔段123的截面尺寸沿着冲击力方向逐渐增大。上述收缩腔段121和扩散腔段123上每处截面的具体尺寸根据实际需求确定，本文对此不作限定。
[0030]活塞杆13能够将阻尼介质腔分割为有杆腔和无杆腔，其一端为安装端，另一端为压缩端，该压缩端与阻尼介质腔内的阻尼介质直接作用；安装端固定于壳体11的内壁上，压缩端伸入阻尼元件12的阻尼介质腔内，具体地，压缩端在初始状态(即安装状态，无冲击力作用)下位于扩散腔段123处，阻尼元件12受力后，压缩端相对于阻尼元件12向收缩腔段121移动，且压缩端通过端盖15、后盖17和密封元件16与阻尼元件密封连接。
[0031]该阻尼式缓冲器工作时，冲击力由阻尼元件12传入，阻尼元件12相对于壳体11移动，使得活塞杆13的压缩端压缩阻尼介质腔内的阻尼介质，该阻尼介质被压缩，并通过活塞杆13与阻尼元件12内壁之间的间隙流入活塞杆13的另一侧。由此，通过阻尼介质被压缩后产生的静态力，以及阻尼介质流动时产生的阻尼力实现对冲击力的缓冲。
[0032]通过上述描述可知，本发明实施例提供的阻尼式缓冲器中，阻尼介质腔由收缩腔段121和扩散腔段123组成，活塞杆13在阻尼介质腔内运动时，其与阻尼元件12的内壁之间的间隙先减小再增大，以此产生初始缓慢增加载荷，终端平稳降低载荷的效果。显然，相比于【背景技术】中所介绍的内容，上述阻尼式缓冲器的缓冲行程有所延长，其缓冲性能随之提闻。
[0033]进一步的技术方案中，本发明实施例提供的阻尼元件中，阻尼介质腔还包括连接于收缩腔段121和扩散腔段123之间的等尺寸腔段122，该等尺寸腔段122上沿冲击力方向延伸的轮廓线与压缩端上沿冲击力方向延伸的轮廓线相平行，即，活塞杆13相对于阻尼元件12移动时，压缩端与等尺寸腔段122之间的间隙大小不变。此方案通过在收缩腔段121和扩散腔段123之间增加等尺寸腔段122作为过渡，使得阻尼介质的流动更加稳定，载荷的增加和降低更加缓慢平稳。
[0034]为了更好地缓冲冲击力，本发明实施例提供的阻尼式缓冲器还包括套设于活塞杆13外部的弹性体14，该弹性体位于壳体11的内壁与阻尼元件12之间。阻尼元件受到冲击力作用后，不断向壳体11的内壁靠近，当其与弹性体14相接触后，冲击力传递至弹性体14上，使得弹性体14发生形变，这一形变即可缓冲冲击力。此时，冲击力的传递路径有两个:第一个路径为阻尼元件12、壳体11以及车体，通过阻尼元件12与壳体11之间的摩擦力缓冲冲击力；第二个路径为阻尼元件12、弹性体14、壳体11以及车体，通过弹性组件中的弹性体14的变形缓冲冲击力。可见，此方案增加了缓冲冲击力的方式，进而提供较大的静态载荷，使得阻尼式缓冲器的缓冲行程更长。
[0035]上述弹性体14的制造材料可以是橡胶，为了优化缓冲效果，本发明实施例提供的弹性体14可由热固性材料或热塑性材料制成。热固性是指材料被加热时不能软化和反复塑制，也不在溶剂中溶解的性能，而热塑性是指材料被加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一定形状的性能，因此热固性材料和热塑性材料均具有强度较高、性能较稳定、吸能效果较好以及抗老化性能较优的特点，其能够满足_60°C _+70°C的使用环境，具有较好的缓冲性能。
[0036]更进一步的技术方案中，上述阻尼式缓冲器还包括预缩短机构，该预缩短机构包括定位杆19，壳体11上设置有定位通孔，该定位通孔可沿垂直于阻尼元件12外表面的方向延伸，阻尼元件12上具有预缩短凹陷，该预缩短凹陷上位于冲击力方向前端的一侧具有导向面，其具体可采用沉孔，定位杆19穿过定位通孔置于预缩短凹陷内。上述定位通孔和预缩短凹陷的位置以阻尼式缓冲器在铁路货车上的安装尺寸确定。具体地，上述定位杆19可设置于壳体11上的挂耳18内。
[0037]组装上述阻尼式缓冲器时，将定位杆19插入定位通孔内，并使得定位杆19与预缩短凹陷相接触，定位杆19与预缩短凹陷之间的抵挡作用基本保证阻尼元件12与壳体11的相对定位，进而完成阻尼式缓冲器的组装；当需要将阻尼式缓冲器安装至铁路货车上时，向阻尼元件施加适当的作用力，此时阻尼元件12相对于壳体11移动，阻尼元件12上的导向面向定位杆19施加推动力，使得定位杆19与预缩短凹陷相分离，然后撤去作用力，在阻尼介质的作用下，阻尼元件12相对于壳体11反向移动，而定位杆19无外力作用时将不会与预缩短凹陷相接触，进而使得阻尼元件12可靠地与铁路货车的从板座相接触；当需要拆卸阻尼式缓冲器时，同样地，向阻尼元件12施加作用力，并压下定位杆19，使得整个阻尼式缓冲器的长度缩短，便于拆卸。
[0038]可见，上一技术方案采用预缩短机构，一方面便于阻尼式缓冲器的拆装，一方面能够保证壳体11和阻尼元件12可靠地与铁路货车中的其他零部件可靠作用，较大程度地改善了阻尼式缓冲器的工作性能。
[0039]由于铁路货车运行时存在较大的振动，这一振动导致定位杆19容易与预缩短凹陷相作用，对阻尼式缓冲器的工作造成不良影响。因此，为了解决这一问题，本发明实施例提供的预缩短机构还包括能够向定位杆19施加远离预缩短凹陷的作用力的弹性阻挡件20。需要定位杆19与预缩短凹陷相作用时，向定位杆19施加作用力，克服弹性阻挡件20向定位杆19施加的作用力，撤去定位杆19上的外力时，弹性阻挡件20将复位，进而带动定位杆19远离预缩短凹陷，从而避免定位杆19在意外情况下与预缩短凹陷相作用。
[0040]具体实施方案中，上述弹性阻挡件20可以采用橡胶件，本发明实施例将弹性阻挡件20优选为弹簧，该弹簧设置于定位杆19的顶端与壳体11的外壁之间，当定位杆19与预缩短凹陷相作用时，该弹簧处于压缩状态。
[0041]优选的，上述预缩短凹陷上位于冲击力方向后端的一侧具有竖直定位面，该竖直定位面与定位杆19的侧面相抵。鉴于铁路货车中，阻尼式缓冲器的安装方向沿水平方向延伸，定位杆19则沿竖直方向安装，预缩短凹陷中的竖直定位面即可与定位杆19具有较大的作用面积，进而保证两者之间更加可靠地定位，更有利于阻尼式缓冲器的安装。
[0042]上述各方案中的预缩短机构可仅采用一个，但为了保证预缩短机构施加于壳体11和阻尼元件12的作用力分布均匀，本发明实施例将预缩短机构设置为多个，且多个预缩短机构沿着壳体11的周向分布。由此，预缩短机构与壳体11和阻尼元件12相作用时不容易出现卡死等现象，整个阻尼式缓冲器的运行更加平稳，且其工作寿命有所延长。更优选地，多个预缩短机构沿着壳体11的周向均匀分布，以强化上述技术效果。本发明实施例中，预缩短机构优选为两个，以降低阻尼式缓冲器的制造成本和产品重量。
[0043]上述各方案中:壳体11和阻尼元件12的主体结构采用高强度合金钢制造，以提高该阻尼式缓冲器的结构强度，满足高阻抗的需求；密封元件16采用承压性能优良的高分子材料，以此提高阻尼元件12与活塞杆13之间的密封性能。
[0044]实验证明，对上述阻尼式缓冲器进行上述各方面的改进之后，阻尼式缓冲器能够提供的阻抗力达到2500kN-2800kN，其缓冲行程将达到90mm-120mm，相比于【背景技术】中所介绍的阻尼式缓冲器，本发明实施例较大程度地增大了阻尼式缓冲器的缓冲行程，进而较大程度地提高阻尼式缓冲器的缓冲性能。
[0045]本发明实施例提供的铁路货车包括钩尾框以及设置于该钩尾框内的阻尼式缓冲器，该阻尼式缓冲器为上述任一方案所描述的阻尼式缓冲器。由于上述阻尼式缓冲器具有上述技术效果，具有该阻尼式缓冲器的铁路货车也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。
[0046]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0047]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种铁路货车的阻尼式缓冲器，其特征在于，包括壳体(11)、可沿冲击力方向相对于所述壳体(11)移动的阻尼元件(12)以及安装端固定于所述壳体(11)内壁上的活塞杆(13)，所述活塞杆(13)的压缩端伸入所述阻尼元件(12)的阻尼介质腔内，所述阻尼介质腔包括沿着冲击力方向依次连接的收缩腔段(121)和扩散腔段(123)。
2.根据权利要求1所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述阻尼介质腔还包括连接于所述收缩腔段(121)和所述扩散腔段(123)之间的等尺寸腔段(122)，所述等尺寸腔段(122)上沿冲击力方向延伸的轮廓线与所述压缩端上沿冲击力方向延伸的轮廓线相平行。
3.根据权利要求1所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，还包括套设于所述活塞杆(13)外部的弹性体(14 )，所述弹性体(14 )位于所述壳体(11)的内壁与所述阻尼元件(12 )之间。
4.根据权利要求3所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述弹性体(14)由热固性材料或热塑性材料制成。
5.根据权利要求1所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，还包括预缩短机构，所述预缩短机构包括定位杆(19)，所述壳体(11)上设置有定位通孔，所述阻尼元件(12)上具有预缩短凹陷，所述预缩短凹陷上位于冲击力方向前端的一侧具有导向面，所述定位杆(19)穿过所述定位通孔置于所述预缩短凹陷内。
6.根据权利要求5所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述预缩短机构还包括能够向所述定位杆(19)施加远离所述预缩短凹陷的作用力的弹性阻挡件(20)。
7.根据权利要求6所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述弹性阻挡件(20)为弹簧，所述弹簧设置于所述定位杆(19)的顶端与所述壳体(11)的外壁之间。
8.根据权利要求5所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述预缩短凹陷上位于冲击力方向后端的一侧具有竖直定位面，所述竖直定位面与所述定位杆(19)的侧面相抵。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述预缩短机构为多个，多个所述预缩短机构沿着所述壳体(11)的周向分布。
10.一种铁路货车，包括钩尾框以及设置于所述钩尾框内的阻尼式缓冲器，其特征在于，所述阻尼式缓冲器为如权利要求1-9中任一项所述的阻尼式缓冲器。
【文档编号】B61G11/00GK103523045SQ201310511391
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】王晓龙, 于跃斌, 胡海滨, 赵天军, 陈龙, 孟庆民, 魏鸿亮 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司