一种挤压扩张式吸能装置的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆被动安全技术领域，具体为一种挤压扩张式吸能装置。

背景技术：

吸能装置是一种安装在车体端部的碰撞安全装置，是列车被动安全技术领域的重要组成部分，能够大幅提高列车被动安全性能。

吸能装置的基本原理是吸能元件在碰撞过程中发生不可逆的塑性变形或破坏来吸收碰撞能量，能量吸收的稳定性是其重要的性能评判指标。吸能装置具备一定的变形行程，起到延缓碰撞作用时间和保护乘客安全的作用。折叠式吸能装置在碰撞过程中其结构发生折叠塑性变形，以此减小车体的变形程度，并吸收碰撞产生的能量；蜂窝结构吸能块在碰撞过程中逐步压溃蜂窝结构来吸收碰撞能量；切削式吸能装置是通过金属材料被切削时产生切屑的过程来吸能。

根据仿真试验，折叠式吸能装置在发生变形时，其屈曲失稳会导致传递给车体的阻抗力波动较大；通过压溃蜂窝结构来吸收能量时效率不高，吸能容量通常比较小，对乘客的人身安全不利；切削式吸能装置切削力整体变化较为平稳，但结构通常较为复杂。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种变形模式稳定、阻抗力变化平缓、结构简单、空间占用少且能在一定行程内吸收更多能量的挤压扩张式吸能装置。技术方案如下：

一种挤压扩张式吸能装置，包括第一安装板、第二安装板和中空的牵引杆，牵引杆一端固定连接到第一安装板上，另一端通过胀套连接到直径大于牵引杆外径的扩张吸能管的一端，扩张吸能管的另一端固定连接到第二安装板上；扩张吸能管内还设有挤压吸能管，挤压吸能管包括相连接的直筒部和锥形部，直筒部端固定连接到第二安装板上，锥形部端紧密套装于固定设置在牵引杆内部的锥形套内。

进一步的，所述挤压吸能管的直筒部外壁设有沿轴向的诱导槽。

更进一步的，所述锥形套通过环形板固定于牵引杆内部。

更进一步的，还包括连接底座，连接底座固定设置在第二安装板中部的安装孔内，连接底座上还设有用于固定挤压吸能管的凹槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，占用的空间较少；在吸收能量的过程中阻抗力变化平缓，波动小，变形模式稳定；能在相同行程内吸收更多能量；其阻抗力、吸能行程与扩张吸能管和挤压吸能管的几何参数直接相关，吸能容量设计方便。

附图说明

图1为本实用新型挤压扩张式吸能装置的结构示意图。

图2为本实用新型挤压扩张式吸能装置的三维视图。

图3为本实用新型挤压扩张式吸能装置的正视图。

图4为本实用新型挤压扩张式吸能装置中挤压吸能管与第二安装板位置关系示意图。

图5为本实用新型挤压扩张式吸能装置中锥形套及环形板结构示意图。

图6为本实用新型挤压扩张式吸能装置的环形板正视图。

图7为本实用新型挤压扩张式吸能装置的锥形套和挤压吸能管的剖视图。

图8为本实用新型挤压扩张式吸能装置的连接底座剖视图。

图9为本实用新型挤压扩张式吸能装置的第二安装板正视图。

图中：1-第一安装板；2-第一螺栓孔；3-牵引杆；4-扩张吸能管；5-第二安装板；6-第三螺栓孔；7-连接底座；8-第二螺栓孔；9-胀套；10-挤压吸能管；11/12-环形板；13-锥形套；14-诱导槽；15-凹槽；16-安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。如图1所示，一种挤压扩张式吸能装置，包括第一安装板1、第二安装板5和中空的牵引杆3，牵引杆3一端固定连接到第一安装板1上，另一端通过胀套9连接到直径大于牵引杆3外径的扩张吸能管4的一端，扩张吸能管4的另一端固定连接到第二安装板5上；扩张吸能管4内还设有挤压吸能管10，挤压吸能管10包括相连接的直筒部和锥形部，直筒部端固定连接到第二安装板5上，锥形部端紧密套装于固定设置在牵引杆3内部的锥形套13内。

第一安装板1与车体端部连接，其上布置有用于连接车体的第一螺栓孔2，第二安装板5上布置有第三螺栓孔6，以及用于放置连接底座7的圆形安装孔16，连接底座7的方形板上开有用于和第二安装板5连接的第二螺栓孔8，如图2所示。

如图3所示，牵引杆3一端焊接在第一安装板1上，另一端连接着胀套9，胀套9为变直径环形管，直径较小的一端固定在牵引杆3上，较大一端的外径尺寸略小于扩张吸能管4较大一端的内径尺寸，扩张吸能管4直径较小的一端焊接在第二安装板5上。

如图4所示，挤压吸能管10连接锥形套13的一端为变直径的开口端，另一端为等直径的开口端，挤压吸能管10具有均匀的壁厚，挤压吸能管10的等直径开口端伸入连接底座7环形管的凹槽15中，并以焊接的方式固定。挤压吸能管10上均布有四个诱导槽14，使得挤压吸能管10更易于发生屈曲变形。

如图5和图6所示，锥形套13穿过环形板11、12的内孔，并以焊接的方式固定。环形板11、12焊接固定到牵引杆3的内腔中。两个环形板除了尺寸存在差别，外形一致。

如图7所示，锥形套13的内孔为变径通孔，该变径通孔与挤压吸能管10锥形部的外径过盈配合。锥形套13内部的变径通孔与挤压吸能管10变直径开口端的外径吻合，尺寸略小于挤压吸能管10变直径开口端的外径。

如图8和图9所示，第二安装板5正中位置开有一个安装孔16，周围布置有第三螺栓孔6。连接底座7穿过第二安装板5的安装孔16，并通过螺栓固定在第二安装板5上。

当碰撞发生后，受到撞击力的作用，挤压吸能管10的变直径端穿过锥形套13的变径通孔，在锥形套13内孔的持续挤压以及诱导槽14的诱导下发生变形，以此吸收碰撞产生的能量。紧接着胀套9被压入扩张吸能管4中，胀套9持续挤压使扩张吸能管4沿其径向扩张变形，从而吸收碰撞产生的能量。

本实用新型装置结构简单，占用的空间较少。在吸收能量的过程中，本实用新型装置的阻抗力变化平缓，波动小，变形模式稳定。诱导槽14的存在使挤压吸能管10更易于压溃变形，碰撞能量的吸收变得柔缓可控，降低了碰撞吸能的峰值加速度。扩张吸能管4和挤压吸能管10的结合，能够吸收更多的碰撞能量，提升被动安全系数，保护司机和乘客的安全。