一种抽匣型蜂窝式防爬吸能器的制作方法

本实用新型涉及轨道交通被动安全技术领域，尤其涉及的是一种抽匣型蜂窝式防爬吸能器。

背景技术：

防爬吸能器，是防止列车相撞时产生爬行（爬行是指两列车相撞时，一辆车骑到另一辆车上）、车体破坏、人员受伤的一种被动安全防护装置。

随着轨道交通的快速发展，列车的被动安全防护也越来越受到重视，比如国外出台了相关的列车碰撞标准，欧盟EN 12663和EN15227，英国的GM/RT2100，美国的49CFR-Part等，要求轨道交通列车强制安装防爬吸能器，并对碰撞工况及参数进行了详细规定。近几年国内一线城市像上海、北京、广州、深圳等地铁公司纷纷要求主机厂在列车上安装防爬吸能器，高铁及动车更是强制要求安装防爬吸能器，由于国内没有相关的标准，目前只能参考国外的相关碰撞标准执行。

传统的防爬吸能器，普遍采用钢板拼焊的结构形式，此类防爬器的结构刚性若过高，则无法高效吸收冲击能量，车体结构易受到破坏并造成侧翻或倾覆事故。若防爬器的刚性过低，又易受到垂直载荷的抵消作用产生垂直失稳，从而引起列车爬行等后果。

现代新型防爬吸能器主要有以下几种形式：

1）刨削式防爬吸能结构；

2）胀管式防爬吸能结构；

3）缩管式防爬吸能结构；

4）内置泡沫铝防爬吸能结构；

其中，刨削式防爬吸能器需要的车体安装空间较大、重量较大，且动态吸能曲线波动较大不够平稳。胀管式和缩管式防爬吸能吸需要的车体安装空间较大，吸能能力较弱，且垂向抗载能力较弱。内置泡沫铝吸能结构吸能能力较弱且吸能能力无法实现参数化设计，同时波动也比较大，泡沫铝不是最理想的吸能元件。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种抽匣型蜂窝式防爬吸能器，旨在解决现有技术中防爬器的吸能能力弱、峰值比大、波动率较大、垂向承载能力弱、重量较大、安装空间较大的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，包括：

固定部组件；

固定设置在所述固定部组件上、且在远固定部组件端设置有防爬齿的防爬部组件；

所述固定部组件与所述防爬部组件形成的空腔内容纳有用于吸收碰撞能量的金属蜂窝吸能块组件；

所述金属蜂窝吸能块组件包括近防爬部组件端的第一强度金属蜂窝吸能块，和与第一强度金属蜂窝吸能块连接的第二强度金属蜂窝吸能块；所述第一强度金属蜂窝吸能块的强度低于所述第二强度金属蜂窝吸能块的强度。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述第一强度金属蜂窝吸能块、及所述第二强度金属蜂窝吸能块均包括多个正六边形瓦楞片。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述固定部组件具体包括：固定型材；焊接在所述固定型材一端的法兰板；焊接在所述固定型材另一端的底部封板；所述法兰板上设置有多个螺钉安装孔。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述固定型材的内壁上设置有导向滑槽，及设置在所述导向滑槽上的剪切销钉安装过孔。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述防爬部组件具体包括：运动型材，所述运动型材可容纳于所述固定型材中；设置在所述运动型材一端的防爬齿；一端固定在所述防爬齿上的支撑管；所述支撑管的另一端上固定设置有支撑板；所述支撑管的长度小于所述运动型材的长度，且所述支撑管位于所述防爬齿与所述运动型材形成的腔体中。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述运动型材的外壁上还设置有与所述导向滑槽相适配的导向凸台；所述导向凸台上设置有与所述剪切销钉安装过孔相适配的剪切销钉安装螺纹孔。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述运动型材通过剪切销钉固定在所述固定型材的内壁上；且所述剪切销钉依次通过剪切销钉安装过孔及剪切销钉安装螺纹孔。

所述的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，其中，所述第一强度金属蜂窝吸能块的厚度小于所述第二强度金属蜂窝吸能块的厚度。

本实用新型所提供的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，包括固定部组件；固定设置在所述固定部组件上、且在远固定部组件端设置有防爬齿的防爬部组件；所述固定部组件与所述防爬部组件形成的空腔内容纳有用于吸收碰撞能量的金属蜂窝吸能块组件；所述金属蜂窝吸能块组件包括近防爬部组件端的第一强度金属蜂窝吸能块，和与第一强度金属蜂窝吸能块连接的第二强度金属蜂窝吸能块；所述第一强度金属蜂窝吸能块的强度低于所述第二强度金属蜂窝吸能块的强度。本实用新型通过金属蜂窝吸能块组件的导向结构引导车体进行水平撞击，高垂向承载能力的结构设计避免碰撞时垂直方向出现较大载荷而造成爬行、侧翻等事故；还提高有效冲程比和吸能效率，保障正面冲击力高效率转化为金属蜂窝吸能块的塑形变形，同时具有吸能峰值比小，冲击波动平稳，重量轻等优点。

附图说明

图1是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器较佳实施例的爆炸示意图。

图3是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器安装于列车上时的示意图。

图4a是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中金属蜂窝吸能块组件的示意图。

图4b是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中第一强度金属蜂窝吸能块、及所述第二强度金属蜂窝吸能块的侧视图。

图5是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中固定部组件的结构示意图。

图6a是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器在未压缩状态时的剖面图。

图6b是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器在压缩状态时的剖面图。

图7是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中防爬部组件的结构示意图。

图8a是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中金属蜂窝吸能块组件的静态压缩吸能曲线图。

图8b是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中金属蜂窝吸能块组件的动态压缩吸能曲线图。

具体实施方式

本实用新型提供一种抽匣型蜂窝式防爬吸能器，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参阅图1-图4b，其中图1是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器较佳实施例的结构示意图，图2是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器较佳实施例的爆炸示意图，图3是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器安装于列车上时的示意图，图4a是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中金属蜂窝吸能块组件的示意图，图4b是本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中第一强度金属蜂窝吸能块、及所述第二强度金属蜂窝吸能块的侧视图。如图1-图4b所示，本实用新型提供的抽匣型蜂窝式防爬吸能器10，包括：

固定部组件300；

固定设置在所述固定部组件300上、且在远固定部组件端设置有防爬齿的防爬部组件100；

所述固定部组件300与所述防爬部组件100形成的空腔内容纳有用于吸收碰撞能量的金属蜂窝吸能块组件200；

所述金属蜂窝吸能块组件200包括近防爬部组件端的第一强度金属蜂窝吸能块210，和与第一强度金属蜂窝吸能块210连接的第二强度金属蜂窝吸能块220；所述第一强度金属蜂窝吸能块210的强度低于所述第二强度金属蜂窝吸能块220的强度。

本实用新型的实施例中，所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器10主要由防爬部组件100、金属蜂窝吸能块组件200、固定部组件300和安装紧固件构成。在装配时，金属蜂窝吸能块组件200的一段安装在防爬部组件100中，然后再一起安装在固定部组件300中，并通过4个剪切销钉固定。

这样，将所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器10安装于列车上（该抽匣型蜂窝式防爬吸能器10安装在轨道交通车辆头车和尾车前端，也可用于中间车辆）时，可防止列车相撞时产生爬行（爬行是指两列车相撞时，一辆车骑到另一辆车上）、车体破坏及人员受伤。当两列车发生碰撞时可通过防爬吸能器前端的防爬齿相互咬合，实现列车的防爬功能。当两列车发生碰撞时可通过内置的金属蜂窝吸能块组件200将列车的撞击动能转化为金属蜂窝吸能块的塑形变形能，避免将撞击能量加载在车体和司乘人员上。

通过所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器10的防爬部组件100使列车撞击时相互啮合，并通过所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器10本身的导向结构引导车体进行水平撞击，高垂向承载能力的结构设计避免了碰撞时垂直方向出现较大载荷造成爬行、侧翻等事故。

优选的，如图4a和4b所示，所述第一强度金属蜂窝吸能块210、及所述第二强度金属蜂窝吸能块220均包括多个正六边形瓦楞片201。具体实施时，所述第一强度金属蜂窝吸能块210的厚度小于所述第二强度金属蜂窝吸能块220的厚度。

具体实施时，所述第二强度金属蜂窝吸能块220均采用成型堆叠法或拉伸法制作，可大大提高有效冲程比和吸能效率，保障正面冲击力高效率地转化为金属蜂窝吸能块的塑形变形，同时具有吸能峰值比小，冲击波动平稳，重量轻等优点。

所述第一强度金属蜂窝吸能块210采用成型堆叠法或拉伸法制作，其安装于更靠近防爬部组件100的位置，可进一步的削弱撞击时的峰值力，使吸能性能更加平稳。

优选的，所述防爬部组件100、及所述固定部组件300均采用优质铝合金结构与功能一体化材料。

优选的，如图5、图6a及图6b所示，所述固定部组件300具体包括：固定型材310；焊接在所述固定型材310一端的法兰板320；焊接在所述固定型材另一端的底部封板330；所述法兰板320上设置有多个螺钉安装孔321。具体的，所述法兰板320上还设置有垂向加强凸起322。所述固定型材310的内壁上设置有导向滑槽311，及设置在所述导向滑槽311上的剪切销钉安装过孔312。现有技术中其它形式防爬器的垂向承载能力为100KN，而所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器10为150KN。

更具体的，如图1和图5所示，所述螺钉安装孔321的个数为4个。每一螺钉安装孔321中都安装有一个安装螺钉301，安装螺钉301的螺帽部与螺钉安装孔321之间设置有止动垫片，且位于同一侧的两安装螺钉301之间还固定有安装螺纹板302，通过4个安装螺钉301、4个止动垫片及2个安装螺纹板302固定在列车的车体上。

优选的，如图6a、图6b及图7所示，所述防爬部组件100具体包括：运动型材110，所述运动型材110可容纳于所述固定型材310中；设置在所述运动型材110一端的防爬齿120；一端固定在所述防爬齿120上的支撑管130；所述支撑管130的另一端上固定设置有支撑板140；所述支撑管130的长度小于所述运动型材110的长度，且所述支撑管130位于所述防爬齿120与所述运动型材110形成的腔体中。

具体的，如图7所示，所述运动型材110的外壁上还设置有与所述导向滑槽311相适配的导向凸台111；所述导向凸台111上设置有与所述剪切销钉安装过孔312相适配的剪切销钉安装螺纹孔112。所述运动型材110通过剪切销钉固定101在所述固定型材310的内壁上；且所述剪切销钉101依次通过剪切销钉安装过孔312及剪切销钉安装螺纹孔112。

本实用新型所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器10安装于列车上，列车平时正常工作时，启动和制动的缓冲力均由车钩吸收，剪切销钉101固定住金属蜂窝吸能块组件200，防止误触发抽匣型蜂窝式防爬吸能器10。当两列车发生碰撞时，两列车的防爬齿120咬合防止爬行，冲击力大于剪切销钉101的触发力从而剪断剪切销钉101触发金属蜂窝吸能块组件200，在导向结构的作用下金属蜂窝吸能块组件200沿着水平方向进行压缩，从而实现把列车的撞击动能转化为金属蜂窝吸能块的塑形变形能，达到保护车体及司乘人员的作用。在金属蜂窝吸能块组件200沿水平方向压缩，第一强度金属蜂窝吸能块210、及所述第二强度金属蜂窝吸能块220的空心结构被压缩，密度增大，防爬部组件100的位置也相应移动。本实用新型中金属蜂窝吸能块组件200的压缩率高达70%，减小了装置的结构尺寸，极大地节省了车体的安装空间。

通过对所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中金属蜂窝吸能块组件的静态压缩吸能进行测试，得到如图8a所示的静态压缩吸能曲线图（也即准静态压缩力-位移曲线图）。从图8a可知：金属蜂窝吸能块组件200峰值力较小，基本和平均压溃力一致；波动率较小，吸能过程平稳，是非常理想的吸能元件，对比其它形式的吸能元件有很大的性能指标优势。

通过对所述抽匣型蜂窝式防爬吸能器中金属蜂窝吸能块组件的动态压缩吸能进行测试，得到如图8b所示的动态压缩吸能曲线图（也即动态冲击力-位移曲线图）。从图8b可知：金属蜂窝吸能块组件200峰值力较小，基本和平均压溃力一致；波动率较小，吸能过程平稳，是非常理想的吸能元件，对比其它形式的吸能元件有很大的性能指标优势。

综上所述，本实用新型所提供的抽匣型蜂窝式防爬吸能器，包括固定部组件；固定设置在所述固定部组件上、且在远固定部组件端设置有防爬齿的防爬部组件；所述固定部组件与所述防爬部组件形成的空腔内容纳有用于吸收碰撞能量的金属蜂窝吸能块组件；所述金属蜂窝吸能块组件包括近防爬部组件端的第一强度金属蜂窝吸能块，和与第一强度金属蜂窝吸能块连接的第二强度金属蜂窝吸能块；所述第一强度金属蜂窝吸能块的强度低于所述第二强度金属蜂窝吸能块的强度。本实用新型通过金属蜂窝吸能块组件的导向结构引导车体进行水平撞击，高垂向承载能力的结构设计避免碰撞时垂直方向出现较大载荷而造成爬行、侧翻等事故；还提高有效冲程比和吸能效率，保障正面冲击力高效率转化为金属蜂窝吸能块的塑形变形，同时具有吸能峰值比小，冲击波动平稳，重量轻等优点。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。