一种减震阻尼器装置的制作方法

技术领域：

本发明属于轨道交通车辆配件技术领域，具体涉及一种减震阻尼器装置，具有成本低廉和减震阻尼性能优异的特点，用于车体之间的连接处以降低两车体间相对运动产生的冲击振动。

背景技术：
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随着汽车及轨道技术的进步，地铁、轻轨、低地板等低速轨道车辆得到大力发展，人们对车辆的安全性、舒适性和经济性的要求随之提高，为了增加车辆运行过程中的安全、舒适性，轨道车辆系统均采用减震器进行减震缓冲；目前，轨道车辆中普遍采用的是液压减震器和胶泥减震器：液压减震器的工作原理是通过活塞的上下移动将冲击能量转化为热能耗散在空气中以实现减震的目的，但其存在结构复杂、维修保养不便、密封可靠性要求高、对温度变化敏感，价格高昂等问题；胶泥减震器的工作原理是通过活塞杆上下移动将冲击能量转化为弹性胶泥弹性势能和动能，但其存在原材料依赖进口、维修保养不便、价格高昂等问题，而且，上述两种减震器主要应用于高速轨道车辆上作为车体垂向减震的部件，以减少车轮与轨道之间的冲击；中国专利201621118987.8公开的一种适用于高铁桥梁的减震阻尼器包括传递部分和阻尼部分，传递部分为螺母旋转式滚珠丝杠，包括丝杠和螺母，阻尼部分包括密封圈、阻尼内筒、粘滞液体、阻尼外筒、螺钉，阻尼内筒设置在阻尼外筒内部，阻尼内筒交错设置，中间留有间隙填充粘滞液体，阻尼内筒间隙两侧设有密封圈，阻尼部分通过螺钉与传递部分相连，传递部分的螺母通过螺钉带动阻尼内筒旋转；中国专利201480077089.x公开了一种用于通过吸收在家具门的打开/关闭期间产生的冲击力来执行减震功能的减震阻尼器，阻尼器包括负载销，负载销容纳在壳体中以在打开和关闭家具门期间进行往复运动，主阀，主阀联接到负载销以形成第一流路，止回阀，止回阀以滑动的方式联接到主阀的导向杆以形成第二流路，导向件，导向件联接到主阀以引导流体流和压力调节器，压力调节器置于主阀与止回阀之间以改变第一流路；中国专利201520808054.0公开的一种组合联接工作缸、活塞阀分总成的减震阻尼器包括筒体，筒体开口的一端连接底座，且底座远离筒体的端面中心设有第一安装孔，筒体的内腔设有工作缸，工作缸的侧面和筒体的内腔侧面之间留有空隙形成储油筒，工作缸靠近筒体闭合端的一端设有开口，且工作缸靠近筒体开口端的一端闭合，工作缸的闭合端中心贯穿设有底阀系，工作缸的内腔设有液压油，且工作缸的内腔还设有活塞阀系，活塞阀系靠近工作缸开口端的一面连接有活塞杆；中国专利201520026667.9公开了一种可调节间隙的颗粒减震阻尼器，容器内装有一个不锈钢实心球，并填充有粉体，容器上端开口处装有端盖，端盖与容器内壁滑动配合连接，端盖上面通过连接杆固定连接齿条，齿条啮合连接齿轮，齿轮连接步进电机，步进电机和齿轮通过支架连接在容器上，步进电机连接用于控制所述步进电机转动的遥控器；中国专利201120087789.0公开的一种气囊减震阻尼器真空装配系统包括抽真空装置、注油装置和密封连接组件，密封连接组件包括用于与气囊减震阻尼器气缸密封配合的套筒i和用于与气囊减震阻尼器工作缸密封配合的套筒ii，气囊减震阻尼器真空装配系统采用分别与气缸和工作缸密封配合的套筒i和套筒ii；中国专利200720188446.7公开的一种机动车减震阻尼器包括外套筒、油缸筒、与外套筒内的上端连接的活塞杆，活塞杆的上部依次穿过设在油缸筒上部的封口挡圈、油封及导向塞，活塞杆的下部依次穿过平垫和活塞与活塞座连接，平垫与活塞座之间的距离大于活塞的高度，活塞可以上下移动，活塞上设有第一排油孔和第二排油孔，第二排油孔设在活塞下面边缘的排油槽相通；以上专利产品均不能用于低速运行的轨道车辆中，前述的液压减震器和胶泥减震器用于连接地铁、低地板车等车辆的两车体之间时存在着维护性差、性价比低等缺点，无法满足有效降低地铁、低地板车等低速轨道车辆车体之间的振动和冲击要求；现有技术中，用在低速轨道车辆中的橡胶缓冲器虽然结构简单、成本较低，但其存在耐候性差、易老化、仅能满足速度不超过0.83m/s的低速冲击要求的缺点，无法满足长期免维护的要求，聚氨酯缓冲器虽然弥补了橡胶缓冲器的缺点，但仍然存在抗剪切能力差、无法承受较大横向载荷等缺点。因此，设计一种适用于低速轨道车辆的维护周期长、维护简便和维护成本低的减震阻尼器装置，很有科学和应用价性，也具有良好的社会和应用前景。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种减震阻尼装置，不仅适用于低速轨道车辆，同时也适用于普通连体巴士，用以缓冲两车辆之间或两车体之间相对运动产生的冲击和振动阻尼，并对运动速度低于100m/s的机械连接有良好的缓冲阻尼效果。

为了实现上述目的，本发明涉及的减震阻尼器装置的主体结构包括阻尼器、关节轴承、六角螺母、止动垫圈、弹性挡圈和固定轴；阻尼器的两端分别与圆环形结构的关节轴承螺纹式连接，阻尼器与关节轴承之间设置有六角螺母，阻尼器上靠近六角螺母的一端套设有圆环形结构的止动垫圈，关节轴承的内部套设有圆环形结构的弹性挡圈，弹性挡圈的内部套设有圆柱形结构的固定轴；阻尼器的主体结构包括阻尼主体、刻度贴、位移定位筒、安装轴和滑动限位轴；圆柱形结构的阻尼主体的一端外侧壁粘贴式设置有矩形片状结构的刻度贴，阻尼主体设置刻度贴的一端外侧套设有圆环形结构的位移定位筒，阻尼主体伸出位移定位筒后与圆柱形结构的安装轴螺纹式连接，位移定位筒的一侧边缘与刻度贴的0刻度线平齐，阻尼主体的另一端与圆柱形结构的滑动限位轴螺纹式连接；阻尼主体的主体结构包括外部缸体筒、中心轴、高弹性阻尼环、密封端盖和密封润滑铜套；圆环形结构的外部缸体筒的内部设置有中心轴，中心轴的两端分别伸出外部缸体筒的两端，外部缸体筒与中心轴之间套设有圆环形结构的高弹性阻尼环，外部缸体筒的两端分别与圆形结构的密封端盖螺纹式连接，中心轴与密封端盖之间设置有圆环形结构的密封润滑铜套。

本发明涉及的阻尼器与关节轴承之间的连接长度调节能够通过调节六角螺母和止动垫圈的位置实现；弹性挡圈能够固定关节轴承和固定轴的位置；固定轴的中间为圆柱形结构，两端切削出平台，平台上开设有螺栓孔，阻尼器通过固定轴上的螺栓孔与两个相邻的车体连接；阻尼主体由外部缸体筒、中心轴、高弹性阻尼环、密封端盖和密封润滑铜套配合组成，外部缸体筒、中心轴、高弹性阻尼环、密封端盖和密封润滑铜套的尺寸规格依据车辆的不同运动工况条件下有限元模拟以及相应的静态和动态试验进行阻尼性能校核的结果确定，尤其是高弹性阻尼环的材质和物理化学性能参数；刻度贴上的刻度分为左刻度和右刻度，左刻度和右刻度关于0刻度线对称式设置，刻度贴的刻度值根据实际要求确定，刻度贴在减震阻尼器装配和试验环节与位移定位筒配合，确保刻度贴上的0刻线位置左右两侧的高弹性阻尼环的压缩量相同，同时，在压缩过程中通过刻度贴能够直接观察到高弹性阻尼环的压缩量；位移定位筒的边缘在高弹性阻尼环不受外力作用的情况下与刻度贴的0刻线平齐；安装轴通过螺纹与三轴连接进而固定中心轴，安装轴通过六角薄螺母与位移定位筒连接并将其固定；滑动限位轴与密封润滑铜套嵌套式连接后共同作用对中心轴进行有效限位，确保减震阻尼器装置的同轴度要求并支持中心轴在横轴方向上进行左右运动，实现高弹性阻尼环的压缩阻尼；外部缸体筒能够限制高弹性阻尼环的压缩变形量，防止高弹性阻尼环变形过度造成较大的横向剪切力而引起高弹性阻尼环的剪切破坏；中心轴的中间部分为一轴、一轴的中心位置处为二轴，三轴从一轴的一端伸出，四轴从一轴的另一端伸出，二轴的直径大于一轴的直径，一轴的直径大于三轴的直径，三轴的直径大于四轴的直径，一轴的长度大于三轴的长度，三轴的长度大于四轴的长度，四轴的长度大于二轴的长度，二轴将高弹性阻尼环分割成对称的两段；高弹性阻尼环的压缩量能够通过密封端盖进行调节，两段高弹性阻尼环的压缩量相同；密封润滑铜套内涂抹有润滑质，润滑质分别填充密封润滑铜套与三轴和四轴之间的间隙以减小中心轴在运动过程中的摩擦损耗，进而保证车辆运动过程中的平滑性。

本发明涉及的减震阻尼器装置使用时，通过固定轴将减震阻尼装置与相邻的两车体固定连接，通过关节轴承与固定轴的连接实现阻尼器与车体之间的灵活转动，以满足车体之间的相对转动、滚动或俯仰等多自由度或复杂运行工况的要求；在车辆运行过程中，由于关节轴承的作用，减震阻尼器装置随着车体一起实现相应的转动，以满足车体转动、俯仰与滚动等动态性能的要求，同时，阻尼器能够吸收车体在运动中产生的冲击振动，从而保证车辆的平稳运行，为乘客提供舒适的乘坐体验；车辆在减速或制动时，两车体之间的相对距离变小，右侧高弹性阻尼环受到压力作用发生压缩变形，变形初始，高弹性阻尼环没有与外部缸体筒发生直接接触，高弹性阻尼环通过自身形变将冲击动能转化为形变势能，以吸收两车体碰撞初始阶段产生的冲击动能，减少突发冲击对车体及车体连接部件之间的破坏；当冲击动能增加时，右侧高弹性阻尼环受到压力作用发生压缩变形后与外部缸体筒接触产生挤压，此时，外部缸体筒能够防止高弹性阻尼环产生超过限定值的横向变形，减小横向剪切力对高弹性阻尼环产生的破坏，同时，增加高弹性阻尼环的阻尼力，高弹性阻尼环与外部缸体筒接触后高弹性阻尼环的阻尼力为高弹性阻尼环与外部缸体筒接触前高弹性阻尼环的阻尼力的3-5倍，能够有效减小车辆减速或紧急制动过程中产生的冲击动能，避免车体部件的直接刚性碰撞，提高车辆的疲劳寿命，并且增加了人员的乘车舒适性和安全性；车辆在加速或转弯时，两车体之间的相对距离变大，左侧高弹性阻尼环受到压力作用发生压缩变形将冲击动能有效的转化为形变势能，其原理和过程与车辆在减速或制动时相同；车辆平稳运行后，高弹性阻尼环将压缩产生的弹性势能逐渐缓慢释放，直至位移定位筒的边缘与刻度贴的0刻线平齐为止；在减震阻尼器装置运动过程中，中心轴随着车体的运动产生相应的位移，中心轴与密封润滑铜套之间相对运动，中心轴通过摩擦密封润滑铜套产生润滑质，润滑质对中心轴起到的自润滑的作用，润滑质对阻尼主体起到密封作用，使高弹性阻尼环与外界环境隔绝，从而降低外界酸碱液和紫外线等有害物质对外部缸体筒内部部件的影响延长外部缸体筒内部部件的使用寿命，同时，高弹性阻尼环本身的自润滑特性能够降低高弹性阻尼环与外部缸体筒发生接触和压缩时产生的摩擦损耗，进一步提高外部缸体筒内部部件的使用寿命。

本发明涉及的减震阻尼器装置的应用领域包括轨道交通车辆、机械设备和建筑工程。

本发明与现有技术相比，将阻尼器、固定轴、关节轴承等相关部件组成减震阻尼器装置，连接在轨道车辆两车体之间，通过关节轴承的转动和阻尼器内高弹性阻尼环的压缩，吸收车辆运行过程中的冲击动能，实现对车辆运动过程中转动、滚动、俯仰、加速和制动等系列工况产生的冲击振动的有效吸收，有效的降低了轨道车辆运行过程中产生的冲击动能，避免车体部件之间因车辆刚性接触冲击而产生的永久性破坏，提高车辆的疲劳强度，从而进一步提高车辆的安全性、舒适性，中心轴和外部缸体筒能够有效的限制高弹性阻尼环的位移和变形量，避免了高弹性阻尼环在压缩过程中横向受力过大导致的开裂问题，同时自润滑材质的高弹性阻尼环大大降低了其与外部缸体筒的摩擦，实现了阻尼主体的长时间免维护；其创新的设计方案，使得减震阻尼器装置的结构更加简单，零部件数量少，维修便捷，在保证产品使用性能的前提下，大幅度降低了产品的重量和成本，同时具有更加广泛的应用领域和空间，高弹性阻尼环置于外部缸体筒内的全封闭式结构有效地将阻尼主体元件与外界环境隔绝，避免灰尘、酸碱液或紫外线对阻尼主体原件的影响，实现了高弹性阻尼环与外界环境的充分隔绝，具有良好的耐候性，大幅提高了使用寿命，满足了长期免维护的需求。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的阻尼器的主体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的阻尼主体的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步描述。

实施例：

本实施例涉及的减震阻尼器装置的主体结构包括阻尼器1、关节轴承2、六角螺母3、止动垫圈4、弹性挡圈5和固定轴6；阻尼器1的两端分别与圆环形结构的关节轴承2螺纹式连接，阻尼器1与关节轴承2之间设置有六角螺母3，阻尼器1上靠近六角螺母3的一端套设有圆环形结构的止动垫圈4，关节轴承2的内部套设有圆环形结构的弹性挡圈5，弹性挡圈5的内部套设有圆柱形结构的固定轴6；阻尼器1的主体结构包括阻尼主体7、刻度贴8、位移定位筒9、安装轴10和滑动限位轴11；圆柱形结构的阻尼主体7的一端外侧壁粘贴式设置有矩形片状结构的刻度贴8，阻尼主体7设置刻度贴8的一端外侧套设有圆环形结构的位移定位筒9，阻尼主体7伸出位移定位筒9后与圆柱形结构的安装轴10螺纹式连接，位移定位筒9的一侧边缘与刻度贴8的0刻度线平齐，阻尼主体7的另一端与圆柱形结构的滑动限位轴11螺纹式连接；阻尼主体7的主体结构包括外部缸体筒12、中心轴13、高弹性阻尼环14、密封端盖15和密封润滑铜套16；圆环形结构的外部缸体筒12的内部设置有中心轴13，中心轴13的两端分别伸出外部缸体筒12的两端，外部缸体筒12与中心轴13之间套设有圆环形结构的高弹性阻尼环14，外部缸体筒12的两端分别与圆形结构的密封端盖15螺纹式连接，中心轴13与密封端盖15之间设置有圆环形结构的密封润滑铜套16。

本实施例涉及的阻尼器1与关节轴承2之间的连接长度调节能够通过调节六角螺母3和止动垫圈4的位置实现；弹性挡圈5能够固定关节轴承2和固定轴6的位置；固定轴6的中间为圆柱形结构，两端切削出平台，平台上开设有螺栓孔，阻尼器1通过固定轴6上的螺栓孔与两个相邻的车体连接；阻尼主体7由外部缸体筒12、中心轴13、高弹性阻尼环14、密封端盖15和密封润滑铜套16配合组成，外部缸体筒12、中心轴13、高弹性阻尼环14、密封端盖15和密封润滑铜套16的尺寸规格依据车辆的不同运动工况条件下有限元模拟以及相应的静态和动态试验进行阻尼性能校核的结果确定，尤其是高弹性阻尼环14的材质和物理化学性能参数；刻度贴8上的刻度分为左刻度和右刻度，左刻度和右刻度关于0刻度线对称式设置，刻度贴8的刻度值根据实际要求确定，刻度贴8在减震阻尼器装配和试验环节与位移定位筒9配合，确保刻度贴8上的0刻线位置左右两侧的高弹性阻尼环14的压缩量相同，同时，在压缩过程中通过刻度贴8能够直接观察到高弹性阻尼环14的压缩量；位移定位筒9的边缘在高弹性阻尼环14不受外力作用的情况下与刻度贴8的0刻线平齐；安装轴10通过螺纹与三轴19连接进而固定中心轴13，安装轴10通过六角薄螺母与位移定位筒9连接并将其固定；滑动限位轴11与密封润滑铜套16嵌套式连接后共同作用对中心轴13进行有效限位，确保减震阻尼器装置的同轴度要求并支持中心轴13在横轴方向上进行左右运动，实现高弹性阻尼环14的压缩阻尼；外部缸体筒12能够限制高弹性阻尼环14的压缩变形量，防止高弹性阻尼环14变形过度造成较大的横向剪切力而引起高弹性阻尼环14的剪切破坏；中心轴13的中间部分为一轴17、一轴17的中心位置处为二轴18，三轴19从一轴17的一端伸出，四轴20从一轴17的另一端伸出，二轴18的直径大于一轴17的直径，一轴17的直径大于三轴19的直径，三轴19的直径大于四轴20的直径，一轴17的长度大于三轴19的长度，三轴19的长度大于四轴20的长度，四轴20的长度大于二轴18的长度，二轴18将高弹性阻尼环14分割成对称的两段；高弹性阻尼环14的压缩量能够通过密封端盖15进行调节，两段高弹性阻尼环14的压缩量相同；密封润滑铜套16内涂抹有润滑质，润滑质分别填充密封润滑铜套16与三轴19和四轴20之间的间隙以减小中心轴13在运动过程中的摩擦损耗，进而保证车辆运动过程中的平滑性。

本实施例涉及的减震阻尼器装置使用时，通过固定轴6将减震阻尼装置与相邻的两车体固定连接，通过关节轴承2与固定轴6的连接实现阻尼器1与车体之间的灵活转动，以满足车体之间的相对转动、滚动或俯仰等多自由度或复杂运行工况的要求；在车辆运行过程中，由于关节轴承2的作用，减震阻尼器装置随着车体一起实现相应的转动，以满足车体转动、俯仰与滚动等动态性能的要求，同时，阻尼器1能够吸收车体在运动中产生的冲击振动，从而保证车辆的平稳运行，为乘客提供舒适的乘坐体验；车辆在减速或制动时，两车体之间的相对距离变小，右侧高弹性阻尼环14受到压力作用发生压缩变形，变形初始，高弹性阻尼环14没有与外部缸体筒12发生直接接触，高弹性阻尼环14通过自身形变将冲击动能转化为形变势能，以吸收两车体碰撞初始阶段产生的冲击动能，减少突发冲击对车体及车体连接部件之间的破坏；当冲击动能增加时，右侧高弹性阻尼环14受到压力作用发生压缩变形后与外部缸体筒12接触产生挤压，此时，外部缸体筒12能够防止高弹性阻尼环14产生超过限定值的横向变形，减小横向剪切力对高弹性阻尼环14产生的破坏，同时，增加高弹性阻尼环14的阻尼力，高弹性阻尼环14与外部缸体筒12接触后高弹性阻尼环14的阻尼力为高弹性阻尼环14与外部缸体筒12接触前高弹性阻尼环14的阻尼力的3-5倍，能够有效减小车辆减速或紧急制动过程中产生的冲击动能，避免车体部件的直接刚性碰撞，提高车辆的疲劳寿命，并且增加了人员的乘车舒适性和安全性；车辆在加速或转弯时，两车体之间的相对距离变大，左侧高弹性阻尼环14受到压力作用发生压缩变形将冲击动能有效的转化为形变势能，其原理和过程与车辆在减速或制动时相同；车辆平稳运行后，高弹性阻尼环14将压缩产生的弹性势能逐渐缓慢释放，直至位移定位筒9的边缘与刻度贴8的0刻线平齐为止；在减震阻尼器装置运动过程中，中心轴13随着车体的运动产生相应的位移，中心轴13与密封润滑铜套16之间相对运动，中心轴13通过摩擦密封润滑铜套16产生润滑质，润滑质对中心轴13起到的自润滑的作用，润滑质对阻尼主体7起到密封作用，使高弹性阻尼环14与外界环境隔绝，从而降低外界酸碱液和紫外线等有害物质对外部缸体筒12内部部件的影响延长外部缸体筒12内部部件的使用寿命，同时，高弹性阻尼环14本身的自润滑特性能够降低高弹性阻尼环14与外部缸体筒12发生接触和压缩时产生的摩擦损耗，进一步提高外部缸体筒12内部部件的使用寿命。

本实施例涉及的减震阻尼器装置的应用领域包括轨道交通车辆、机械设备和建筑工程。