一种轨道车辆自对中防爬防偏装置的制作方法

本发明属于轨道交通车辆被动安全技术领域，特别涉及列车端部的被动安全技术。

背景技术：

为了保证轨道交通车辆在列车对列车的碰撞过程中不出现爬车现象，会设置具有限制列车垂向位移的结构，称为防爬结构。轨道交通车辆一旦出现爬车现象，后续的，很可能发生出轨，乃至翻车，这对司乘人员、车体结构和铁路设施都将产生不利的影响。目前，轨道交通车辆的防爬结构一般都与吸能结构集成在一起，称为吸能防爬装置，其中运用较多的防爬结构为齿型结构，其依靠两套相互交错的防爬齿啮合来限制车辆端部的垂向位移，达到防爬的目的。该结构虽然能够有效地限制车辆端部的垂向运动，但还存在一些不足，其中两个主要的不足在于：无法限制车辆端部的横向位移，即防偏，其实车辆在碰撞过程中的横向运动对脱轨和侧翻同样影响很大，另外一方面，若横向位移过大还可能导致防爬齿脱离接触，丧失防爬功能，导致吸能结构无法发挥作用；该防爬结构在啮合过程中一定是垂向错开的，可能是横向错开的，这可能导致后端吸能结构的偏载，对吸能结构的稳定吸能影响很大。鉴于目前齿型防爬结构的不足，本发明提出一种“轨道车辆自对中防爬防偏装置”，可有效弥补齿型防爬结构的不足。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轨道车辆自对中防爬防偏装置，它能有效解决现有防爬结构的不足，达到防爬、防偏、自动对中的问题。

本发明为解决其技术问题，采用以下技术方案：一种轨道车辆自对中防爬防偏装置，包括两组分离式雌雄体构件，雄体构件为带方形安装板的圆顶锥形体，圆顶锥形体的圆顶内设有加强圆柱，整体为铸造结构；安装板的四角设有螺栓孔；雌体构件为带方形安装板的内锥筒，内锥筒的内锥面周围设有加强圆环柱，整体为铸造结构；内锥面的底部轮廓与圆顶外轮廓相同，内锥面深度与圆顶锥形体高度一致；安装板的四角设有螺栓孔。

所述内锥筒的内锥面的轮廓与圆顶锥形体的圆顶外轮廓相同，内锥面深度与圆顶锥形体高度一致。

所述雌雄体构件在同一车体呈分离状设置，即圆顶锥形体与内锥筒在同车体的端部左、右或车体的前、后分离设置。

所述雌雄体构件在不同车体呈交互状设置，即圆顶锥形体与内锥筒在不同车体的端部左、右或车体的前、后雌雄对应设置。

所述圆顶锥形体、内锥筒均为整体铸造的中空结构。

所述圆顶为半球形结构。

为保证所述轨道车辆自对中防爬防偏结构功能的实现，在安装使用时应遵循以下原则：

以安装所述轨道车辆自对中防爬防偏结构的车体端部为“前”，另一端为“后”，左侧安装内锥筒，右侧安装圆顶锥形体，每一辆车的每一端均采用上述布置方式安装，且应保证安装完成后内锥筒与安装圆顶锥形体中心距相同；也可采用另一种等效的安装方法，即以安装所述轨道车辆自对中防爬防偏结构的车体端部为“前”，另一端为“后”，左侧安装圆顶锥形体，右侧安装内锥筒，每一辆车的每一端均采用上述布置方式安装，且应保证安装完成后内锥筒与安装圆顶锥形体中心距相同；还可采用能保证车辆端部的所述轨道车辆自对中防爬防偏结构顺利啮合的其他方法。

当两轨道交通车辆发生碰撞时，相对应的圆顶锥形体和内锥筒可能会存在相对位置偏差；当相对位置偏差在内锥面的最大圆形截面范围内时，由于内锥面和圆顶存在锥度，圆顶会自动滑入内锥面，使圆顶锥形体和内锥筒自动对中，并能约束车端的垂向和横向相对位移。即可以在碰撞发生时有效限制轨道交通车辆端部的垂向和横向位移，并能够有效保障后端的吸能结构轴线自动对中，进而实现稳定吸能。

本发明与现有结构和技术相比，其有益效果是：在碰撞过程中能有效限制轨道交通车辆端部的垂向和横向位移，避免爬车和横摆，并保证防爬结构不脱离接触；能够有效保障后端的吸能结构轴线自动对中，避免吸能结构偏载失效，进而实现吸能结构的稳定吸能；能够直接有效地实现啮合，简单可靠。

附图说明

图1为本发明内锥筒三维视图

图2为本发明圆顶锥形体三维视图

图3为本发明剖视图

图4为本发明安装示意图

具体实施方式

下面结合附图和一种具体实施方式对本发明作进一步说明：

包括两组分离式雌雄体构件，雄体构件为带方形安装板6的圆顶锥形体1，圆顶锥形体1的圆顶7内设有加强圆柱8，整体为铸造结构；安装板6的四角设有螺栓孔9；雌体构件为带方形安装板8的内锥筒，内锥筒2的内锥面11周围设有加强圆环柱12，整体为铸造结构；内锥面11的底部轮廓与圆顶7外轮廓相同，内锥面11深度与圆顶锥形体1高度一致；安装板8的四角设有螺栓孔13。圆顶锥形体1为整体铸造结构，包含圆顶7内部的加强圆柱8及底部的方形安装板6；圆顶锥形体1与圆顶7的过度面保持相同锥度，前端为半球形圆，可保证啮合更顺利，并能优化结构应力分布；安装板6上四角开螺栓孔9，可通过螺栓与车端吸能结构3连接，进而通过吸能结构3与a车4、b车5相连。内锥筒2为整体铸造结构，包含内锥面11、加强圆环柱12、方形安装板10；内锥面11底部有球形倒圆，可与圆顶7紧密接触，内锥面边缘也有倒圆，有利于顺利啮合，并能优化结构应力分布；安装板上四角开螺栓孔13，可通过螺栓与车端吸能结构3连接，进而通过吸能结构3与车体a4、车体b5相连。

所述轨道车辆自对中防爬防偏结构需要两种结构一对一配合使用，即圆顶锥形体1与内锥筒2配合使用。

所述内锥面11内轮廓与所述圆顶7外轮廓完全相同，内锥面11的深度与圆顶7的高度也应该完全一致。

为保证所述轨道车辆自对中防爬防偏结构功能的准确实现，以两端带司机室结构的轨道交通车辆(a车4、b车5)为例，在安装使用时应遵循以下原则：

以正在安装所述轨道车辆自对中防爬防偏结构的车体端部为“前”，另一端为“后”，左侧安装内锥筒2，右侧安装圆顶锥形体1，每一辆车的每一端均采用上述布置方式安装，且应保证安装完成后内锥筒2与安装圆顶锥形体1中心距相同。

进一步的，也可采用另一种等效的安装方法，即以正在安装所述轨道车辆自对中防爬防偏结构的车体端部为“前”，另一端为“后”，左侧安装圆顶锥形体1，右侧安装内锥筒2，每一辆车的每一端均采用上述布置方式安装，且应保证安装完成后内锥筒2与安装圆顶锥形体1中心距相同。

更进一步的，还可采用能保证车体端部的所述轨道车辆自对中防爬防偏结构顺利啮合的其他方法，即保证每一辆车的每一端在碰撞时都能够顺利的实现内锥筒2对圆顶锥形体1的啮合关系；当然，为了使用安装时的顺利便捷，上述安装方式应该在保证每一辆车的每一端都是相同布置形式的前提下实现。

当两轨道交通车辆发生碰撞时，在车辆的自身结构特点和外界运行环境的影响下，相对应的圆顶锥形体1和内锥筒2可能会存在相对位置偏差，包括垂向和横向的位移偏差，也包括轴线存在的偏角；当两者相对位置偏差在内锥面11的最大圆形截面范围内时，由于内锥面11和圆顶7都存在锥度，圆顶7会在纵向撞击力的作用下沿着内锥面11的内轮廓自动滑入内锥面11；由于内锥面11内轮廓与圆顶7外轮廓完全相同，在纵向撞击力的继续作用下，凸型圆顶7会与凹型内锥面11完全贴合；如此使得两者的轴线共线，即实现了圆顶锥形体1与内锥筒2的自动对中，并能约束车端的垂向和横向相对位移。

上述图示和描述表达了本发明的主要特征、基本原理、技术优势以及具体实施方案。而本领域的技术人员将会意识到，所描述的实施方案是为了帮助读者理解本发明的基本原理和思想，仅仅是本发明的一种实施方案，而不是全部的实施方案。在所述基本原理和思想的基础上，本发明还会有其他各种变化和改进，包括不同形状、尺寸的安装板和加强结构，不同尺寸和数量的螺栓孔，不同锥度、轮廓的圆顶和内锥面，布置不同数量和位置的所述装置等等。本领域的技术人员在本发明实施方案所表达的基本原理和思想的基础上，没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案都属于本发明保护的范围。