专利名称：轨道机车及车辆用油压减振器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油压减振器的结构，特别是涉及轨道机车及车辆用油压减振器储 油腔内的部件结构设置。
背景技术：
目前的轨道车辆上，即铁路、城市轻轨、地铁的机车及车辆广泛采用液压或油压减 振器，原因是它减振效果好，转化为热能并散热快。但现已有不同品种的减振器，它们各自 存在各种各样的问题，分别在生产、使用、成本等方面阻碍着它的发展。其中有发生在阻尼 阀方面的，减振器需要利用调整阻尼阀来改变阻尼力的大小，以适应工作要求。众多油压减 振器里阻尼阀设置在减振器内，调整阻尼阀以调整阻力需在装配完成之前，这种“内调”方 案所调整的阻力并不能完全符合减振器最后的要求，虽然也有阻尼阀调整螺钉朝外装在导 向盖上的，装配旋紧导向盖后即可在试验台调整被测的减振器，相比于再早的阻尼阀调整 螺钉设在里面的“内调”方案要好些，但它还不是最方便的“外调”方案。图4是一款油压减振器的结构示意图，它是一种液流方向不变的减振器，它的特 点在于其阻尼阀从上述位于导向盖01上移到减振器另一端处的外缸座内。而在储油腔02 中设导油管03，其一端连通导向盖01，并经导向盖内的油通路连通工作缸05内的高压油； 导油管的另一端则插入外缸座04，并连通设在那里的阻尼阀06。如此设置的阻尼阀使调整 阻力可在减振器装配好在试验台检测中在外部进行，较彻底解决了高返修率的缺点。但是 这款减振器的实践结果说明它的密封不佳，漏油严重，究其原因恐在于其静密封形式不好， 动密封的密封件选材不妥。发生的另一方面问题是在行业内称为“早晨病”的缺陷。减振 器的储油腔内有油、有气，而气在上油在下，正常工作要求工作缸内总充满油，缸内油面高 度总是高于储油腔的油面高度。减振器工作时可以保持这种状态；但经过“漫漫长夜”，或 经过一段时间的搁置，使工作缸内的油经减振器必不可少的微小通道流到工作缸外，这时 工作缸内有油有气，致使减振器工作起来软弱无力，这就是所谓“早晨病”发生的原因和此 名称的由来。减振器是个细长形状的装置，先不说控制油面高度的措施的效果如何，它对横 向使用的减振器就不适用。现有技术中有一些措施，如“驼包揪”结构，被采用来解决此问 题，但结构复杂是缺陷。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种轨道机车及车辆用油压减振器的结构 方案，它除了有最方便的调整阻尼阀条件，还能保持阻尼力不变；此外，让减振器还具有改 善的密封装置，解决漏油，满足机车和车辆超长运行时间的需求；同种结构既可垂直安装使 用，又可水平安装使用；允许同时解决“早晨病”的结构。本实用新型的技术方案是(参见图1)一种轨道机车和车辆用油压减振器，包括 坐落在底阀总成1上的工作缸3及其内的由活塞82和活塞杆81构成的活塞部件8 ；所述 底阀总成位于外缸座2上；所述活塞杆穿过位于所述工作缸另一端上的导向盖4向外；储
3油腔5围于所述工作缸外周；有至少一个导油管7沿轴向设置于所述储油腔内，其一端接所 述导向盖，并通过设置在所述导向盖内的导油孔道41连通所述工作缸内腔，所述导油管的 另一端插连到所述外缸座，并通过外缸座上的孔道连通垂直于轴向地设于外缸座内的阻尼 阀10，将高压油引到阻尼阀，阻尼阀调整螺钉9朝向减振器外；其特征是位于工作缸外的 环柱状储油腔内、在所述导油管之间的空间内沿轴向伸展地设有至少一个气囊11，所述气 囊是封闭中空容器，其外壳为气囊膜，由有弹性的薄膜材料制成，中空的气囊腔内充气体， 由气囊箍带13把气囊在所述储油腔轴向的两端位置处和所述导油管一起捆扎固定于设置 在该处的气囊座12上。本实用新型减振器还对阻尼阀的调整螺钉采用专门设计的自锁螺塞结构，保证调 整好的阻尼阀不变动，即保证调整好的阻尼力不变动。针对图4现结构密封存在的严重问题，本实用新型的减振器对其所采用的随动油 封从密封结构到密封件材料选用，进行了改进，采用摩擦系数较大的橡胶制作油封部和金 属活塞杆配合(参见图1)，实现所期望的小行程工作时油封与活塞杆“随动”;此外，采用轻 巧的位于油封部外周面上的油封箍圈取代图4减振器中惯性大的油封基座，进一步保证上 述的“随动”。针对图4现有结构静密封部分密封圈压缩量小，密封件和相关密封面质量较 差时无法密封粘度很低的减振器油，而频繁出现漏油，甚至新装的减振器平放就有漏油的。 为此采用螺旋压紧密封圈的结构，使密封圈塞满型腔，完全堵死泄漏通道。本实用新型技术方案的油压减振器，保留了“外调”功能，即将装配好的减振器安 装在测试台上进行测试和阻力调整。减少返工率，有利于降低成本，同时具有改进了结构的 油封装置，提高封油效果，减少漏油，解决了现有技术的减振器存在的严重漏油的毛病，满 足要求超长运行时间的场合使用的需求；阻尼阀在本方案中不仅设置位置换了，其调整螺 钉由减振器轴向改成横向，并且由于自锁措施的采用，进一步减少松动的可能，保证减振器 阻力稳定。此外，本实用新型技术方案的油压减振器，使用了气囊装置于储油腔，使油、气分 离，避免产生油气混合成的乳状液的现象，解决“早晨病”发生。同时，气囊装置的使用，使 本减振器适用于垂直、水平、及其它任意安装方向的场合。本方案将所述导油管和气囊一起 设置在狭小的储油腔内的总体结构安排在现有技术中没有见到过，由本申请的发明人研发 出来的简便、巧妙的安装工具和方法配合下，使具有所述导油管和气囊一起设置在狭小的 储油腔内的本减振器得以实现，从而不仅兼备上面提到的多方面的优点外，还具有整体上 小巧、紧凑的长处。
图1是本实用新型实施例油压减振器纵截面示意图。图2(a)、(b)是图1中导油管和气囊部分安装位置关系图。其中(b)为(a)中的A-A剖面图。图3(a)、(b)是气囊座的示意图。其中(b)为(a)中的A-A剖面图。图4是一款油压减振器的结构示意图。图5是图1中使用的调整阻尼阀调整螺钉的自锁螺塞结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例。
4[0019]图1是本实用新型减振器的实施例的构成示意图，作为一个实例，这是一种轨道 机车和车辆用液流方向不变的油压减振器，其中包括坐落在底阀总成1上的工作缸3及其 内的由活塞82和活塞杆81构成的活塞部件8。所述底阀总成坐落于外缸座2上。所述活 塞杆穿过位于所述工作缸另一端上的导向盖4向外，连接到接受振动的来源处，例如机车 和车辆的转向架上。所述工作缸外是外缸6，它和工作缸3之间围成储油腔5。有导油管7 沿轴向设置于所述储油腔内，其一端接所述导向盖，并通过设置在所述导向盖内的导油孔 道41连通所述工作缸内腔，所述导油管的另一端插连到所述外缸座，并通过外缸座上的孔 道连通垂直于轴向地设于外缸座内的阻尼阀10。这样的导油管可以不只设一个，其个数决 定于设计任务中需要导油量的多少，在本例中为两个，分别相距180度，处在同圆周的两对 面。伸出导向盖外的活塞杆81接受振源传来的振动迫使活塞轴向运动，压缩活塞上下的空 间，那里是充满油的，活塞的压缩运动使得它下面的工作腔里的油通过活塞上的单向阀、设 在导向盖4内的导油孔道41、导油管7等形成的通路将高压油经外缸座内的孔道引到设在 位于外缸座内的阻尼阀，由阻尼阀产生阻力来消除振动，此阻力的调整由调整螺钉9实现。 阻尼阀10在外缸座2内是垂直于轴向设置的，调整螺钉朝向减振器外，所以调整阻力完全 允许在装配完成后上测试台在运行中调整，无需拆开减振器，这就是最方便的“外调”，提高 减振器一次装配合格率，降低了返工率，既降低了劳动强度又节约工时、成本。横向设置的 阻尼阀和调整螺钉本已有利于防松，再加上它是一种自锁螺塞，更能确保阻力调好后不变。目前，自锁螺母已在国内、外得到广泛采用，它是在螺母上设置非金属嵌件，使需 要相对运动的螺母和螺杆而采用的滑动配合改进为非金属(如“尼龙”)嵌件和螺纹配合件 之间的紧配合，从而起到螺纹配合的防松的效果。由于本实用新型中需要的是在螺孔中使 用的螺塞的自锁，无法采用现有技术或现有元件，本实施例中使用由本申请发明人研发的 自锁螺塞。本实施例中的自锁螺塞其结构示意图见图1，其放大的图见图5，它是由一分为二 的螺纹本体上部91和螺纹本体下部92以及夹持于其间的自锁圈93组成，所述自锁圈为由 尼龙类材料制成。可以控制工件尺寸保证装配后自锁圈的外径，撑紧阻尼阀孔壁作为自锁 力；另外，为了避免尼龙自锁圈受压后内孔增大影响自锁效果，可采用装配前对尼龙圈加温 实现过盈来解决。自锁螺塞的内端，即图1中所示的上端面上有台阶，供套调节弹簧，调阻 力实际上是调此弹簧对阻尼阀的压力，使用了本自锁螺塞将锁定螺塞在螺孔中的位置，限 定弹簧对芯阀的压力，即锁定阻尼阀的阻力，从而锁定减振器的阻力特性。众所周知，减振器发生“早晨病”的原因是空气进入工作缸造成油液乳化所致，将 储油腔内油和气严格分隔就可以保证进入工作缸的只有油，没有气，便可解决问题。在储油 腔内设置导油管的同时设有气囊11便能得到此效果，在此情况下，气只存在于气囊中，气 囊外的储油腔空间里只有油，避免了油液乳化。设置气囊的方案使得这种减振器可以垂直、 水平、和任何倾斜角度安装使用。储油腔内各部分表示于图2。本例中气囊位于储油腔中所 述导油管之间的空间内沿轴向伸展地设置着，气囊的数目可以不只一个，在本例中，和设两 个导油管相对应，气囊也设为两个，当然，气囊的数目并非必需和导油管数目一致，少于导 油管的数目也是可以的。气囊是一个由有弹性的薄膜材料，例如双层橡胶，制成的气囊膜围 成的封闭中空容器，中空的气囊腔内充气体，用圆环状的气囊箍带13把气囊11在所述储油 腔轴向的两端位置处和所述导油管捆扎固定于设置在该处的气囊座12上。
5[0023]迄今为止还没有见到结构上在储油腔内安排了导油管和气囊二者的减振器，粗看 起来产生这样的方案似乎简单、显而易见，事实上全世界那么多企业和技术人员都在研究， 大家都已经看到的问题，如上面提到的“外调”和克服“早晨病”，但不可兼得，至今没有统一 解决该二问题的结构方案，其原因在于虽然导油管占据空间不算太大，但却需占有储油腔 整个长度上长条位置，储油腔本来就是较小的空间，这使气囊11的总成将很难“挤”入。另 一方面，气囊11的总成占空间较大，尤其两端箍带扎气囊到气囊座，那充斥空间的圆环使 导油管无从进入。本申请发明人使本申请的方案得以实现，其中得益于解决以下问题①采用一种气囊座12，其具体形状、结构在下面将详述；②尺寸上确定气囊圆坯管的外径、导油管外径、储油腔的中径间相互关系，让储油 腔的中径处的周长应大于或至少等于气囊和导油管在该圆周上所占位置，保证气囊有大的 储气空间的同时，导油管可从气囊中间穿过；③用箍带，把气囊和导油管按要求扎在气囊座上，成为一捆；④用专用工具把捆成一捆的上述部件装到减振器储油腔中，使之“各就其位”。本 申请的主题不包括有关的工艺方法和工艺装备，这部分将不加详述。现在参阅图3描述气囊座的形状、结构。气囊座是个截面为L形的圆环状的部件， 见图3(b)，一端有突缘部分121，突缘的外径应小于外缸的内径，适于装入储油腔；靠环的 内孔处是圆环部分122，其内径适合于配合安装于工作缸外径上，圆环部分122的外径面将 是供贴置气囊，并靠用箍带13将气囊绑定在气囊座上的地方；突缘部分121在准备安装导 油管的位置处开缺口 123，供安置并定位导油管；气囊座外廓形状保证闭合的气囊贴上时， 可用气囊座箍带13扎紧并保证气囊封口，同时固定导油管并保证它的正确定位，最大的外 径不超出外缸的内径；导油管7、气囊座12、封闭的气囊11借助于气囊箍带13扎成一捆，便 可借专用工具将它们装入储气腔。图4的减振器的主油封使用了一种称之为“随动”油封的结构，漏油情况严重已如 前述，究其原因在于其由油封部、波形部、平面部、及防尘部一体组成波状油封中和活塞杆 配合的油封部使用了聚四氟乙烯材料，它们之间的摩擦作用不够大，不能实现所期望的小 行程工作时油封与活塞杆“随动”，成不了有效的随动油封，而且装置的整体惯量较大。本实 施例的油封装置也是一种类似的设于所述导向盖4和活塞杆81间的随动油封，由油封部、 波形部、平面部一体组成，采用摩擦系数较大的橡胶制作油封部和金属活塞杆配合(参见 图1)，实现所期望的小行程工作时油封与活塞杆有效“随动”；此外，采用轻巧的、位于油封 部外周面上的油封箍圈箍住所述油封部，取代图4减振器中惯性大的油封基座，进一步保 证上述油封的“随动”。所谓“轻巧”，是结构上属薄的、环的形状之类的金属部件，总之，该 部件的惯性尽量减小。针对图4现有结构静密封部分密封圈压缩量小，密封件和相关密封 面质量较差时无法密封粘度很低的减振器油，而频繁出现漏油，甚至新装的减振器平放就 有漏油的。为此采用这样一种静密封结构所述平面部被和外缸上螺纹配合的螺母压紧到 导向盖上平面以及位于导向盖与外缸交会处的密封圈上，这种静密封结构使密封圈塞满型 腔，完全堵死泄漏通道。轨道车辆车体质量大，振动起来动能大，要求减振器有较高的耗能能力。再者轨道 车辆路面条件好，减振器压缩阻力高传递路面冲击也不大，为此在要求高拉伸阻力的同时， 要求提高压缩阻力，直至二者相等，这样轨道车辆对减振器多了个“对称度”的要求。此外，
6轨道车辆提速到200Km/h后，可能出现蛇行运动，为了阻遏这种人们不需要的运动，在车上 转向架两侧纵向一般要装抗蛇行减振器。车辆出现蛇行时，这种装在车辆左、右两侧的减 振器总是运动相反，即一拉一压。分析表明二减振器阻力完全相同，对蛇行车辆转向架的 作用是纯力矩；若二减振器阻力不同时，除了上述纯力矩还有间歇出现的阻力，增加机件受 力，也不利于乘客的舒适。这些均表明减振器的压缩和伸的拉阻力应相等，即具有对称性。 虽然用调整阻尼阀阻力也可以是做到具备对称性的一条路径，但要同时调整得既达到准确 的阻力，又做到阻力对称难度较大。本实施例为达到阻力对称的目标，另外采取的措施是使 活塞杆面积等于工作缸内腔截面积的一半，分析和实测都表明这样的减振器的阻力对称性 特别好，即压缩阻力和拉伸阻力完全相同。这样，让调整阻尼阀的任务只集中在获得准确的 阻力上，从而大大提高产品合格率。
权利要求一种轨道机车和车辆用油压减振器，包括坐落在底阀总成(1)上的工作缸(3)及其内的由活塞(82)和活塞杆(81)构成的活塞部件(8)；所述底阀总成位于外缸座(2)上；所述活塞杆穿过位于所述工作缸另一端上的导向盖(4)向外；储油腔(5)围于所述工作缸外周；有至少一个导油管(7)沿轴向设置于所述储油腔内，其一端接所述导向盖，并通过设置在所述导向盖内的导油孔道(41)连通所述工作缸内腔，所述导油管的另一端插连到所述外缸座，并通过外缸座上的孔道连通垂直于轴向地设于外缸座内的阻尼阀(10)，将高压油引到阻尼阀，阻尼阀调整螺钉(9)朝向减振器外；其特征是位于工作缸外的环柱状储油腔内、在所述导油管之间的空间内沿轴向伸展地设有至少一个气囊(11)，所述气囊是封闭中空容器，其外壳为气囊膜，由有弹性的薄膜材料制成，中空的气囊腔内充气体，由气囊箍带(13)把气囊在所述储油腔轴向的两端位置处和所述导油管一起捆扎固定于设置在该处的气囊座(12)上。
2.根据权利要求1所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是所述气囊座为截 面是L形的环状部件，一端有突缘部分(121)，突缘的外径小于外缸的内径；靠环的内孔处 是圆环部分(122)，其内径适合于配合安装于工作缸外径上，圆环部分(122)的外径面是供 贴置气囊，并靠用箍带(13)将气囊绑定在气囊座上的地方；所述突缘部分(121)在安装导 油管的位置处开缺口(123)，供安置并定位导油管；气囊座外廓形状保证闭合的气囊贴上 时，可用气囊座箍带(13)扎紧并保证气囊封口，同时固定导油管并保证它的正确定位。
3.根据权利要求2所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是所述的导油管和 气囊数目各为两个，各自相距180度地设置。
4.根据权利要求1一3中任一个所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是所述 阻尼阀调整螺钉(9)是一种自锁螺塞，它由螺纹本体上部(91)和螺纹本体下部(92)以及 夹持于其间的自锁圈(93)组成，所述自锁圈由尼龙类材料制成。
5.根据权利要求1一3中任一个所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是有油 封装置设于所述导向盖(4)和活塞杆(81)间，此油封装置是一种随动油封，包括由油封 部、波形部、平面部一体组成；所述油封部采用橡胶制作，和金属活塞杆配合；位于油封部 外周面上的油封箍圈箍住所述油封部，所述油封箍圈为薄环状金属部件；所述平面部被和 外缸上螺纹配合的螺母压紧到导向盖上平面以及位于导向盖与外缸交会处的密封圈上。
6.根据权利要求4所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是有油封装置设于 所述导向盖(4)和活塞杆(81)间，此油封装置是一种随动油封，包括由油封部、波形部、平 面部一体组成；所述油封部采用橡胶制作，和金属活塞杆配合；位于油封部外周面上的油 封箍圈箍住所述油封部，所述油封箍圈为薄环状金属部件；所述平面部被和外缸上螺纹配 合的螺母压紧到导向盖上平面以及位于导向盖与外缸交会处的密封圈上。
7.根据权利要求4所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是所述活塞杆的截 面积等于所述工作缸内腔截面积的一半。
8.根据权利要求6所述的轨道机车和车辆用油压减振器，其特征是所述活塞杆的截 面积等于所述工作缸内腔截面积的一半。
专利摘要轨道机车和车辆用油压减振器，储油腔(5)内沿轴向设有导油管(7)，其一端接导向盖(4)，并连通工作缸(3)的内腔，另一端插连到外缸座(2)，并连通垂直于轴向地设于外缸座内的阻尼阀(10)，阻尼阀自锁调整螺塞(9)朝向减振器外，储油腔内导油管之间的空间内沿轴向伸展地设气囊(11)，由气囊箍带(13)把气囊在所述储油腔轴向的两端位置处和所述导油管一起捆扎固定于设置在该处的气囊座(12)上。本实用新型减振器保证了阻尼阀的“外调”，可在测试台上运行中调整阻力，减少返工率，有利于降低成本。并有自锁，使阻力不变。同时将气囊一起装置于储油腔，解决了“早晨病”，还使整体上有小巧、紧凑的长处。
文档编号B61G11/12GK201665223SQ20092026142
公开日2010年12月8日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者刘广彬, 吕再昌, 吴旭, 唐俊杰, 陈虎 申请人:深圳市中车业成实业有限公司