一种抗侧滚装置的制作方法

1.本发明属于车辆技术领域，涉及一种抗侧滚装置。


背景技术：

2.转向架是支承车体并使之在轨道上运行的装置，又称为走行部，是轨道车的关键部件，转向架包括轮对、轴箱、一系悬挂装置、构架、二系悬挂装置、驱动装置和基础制动装置等。为了提高轨道车运行的安全性和舒适性，转向架与车体之间安装有抗侧滚装置。
3.中国专利文献资料公开提出了一种抗侧滚装置及其安装结构[申请号：cn201711336807.2；公告号：cn108082203b]，包括第一拉压油缸和第二拉压油缸，第一拉压油缸的有杆腔与第二拉压油缸的无杆腔通过第一管路连通，第一拉压油缸的无杆腔与第二拉压油缸的有杆腔通过第二管路连通。在第一管路上设有第一缓冲油缸，在第二管路上设有第二缓冲油缸。第一缓冲油缸包括第三缸体、设置于第三缸体内的活塞板，活塞板将第三缸体分隔为两个相互隔离的第一上腔体和下腔体，第一上腔体内充满液压油，下腔体内设有弹性元件，第一上腔体与第一管路连通。第二缓冲油缸与第一缓冲油缸具有相同的结构，第二缓冲缸的第二上腔体与第二管路连通。第一拉压油缸的有杆腔、第二拉压油缸的无杆腔、第一上腔体三者的液压油压力总和与第一缓冲缸内的弹性元件反作用力平衡，第二拉压油缸的有杆腔、第一拉压油缸的无杆腔、第二上腔体三者的液压油压力总和与第二缓冲缸内的弹性元件反作用力平衡。
[0004]
由于第一拉压油缸和第二拉压油缸中设置的是无杆腔和有杆腔，即活塞的一侧具有活塞杆，活塞的另一侧没有活塞杆，当车体产生上下振动和横向摆动时，第一拉压油缸和第二拉压油缸同步产生拉伸或者压缩，即活塞行程相同，由于有杆腔容积的变化量是有杆腔的横截面积与活塞行程的乘积，无杆腔容积的变化量是无杆腔的横截面积与活塞行程的乘积，而活塞杆的存在占用了一部分有杆腔的横截面积，因此无杆腔容积的变化量要大于有杆腔容积的变化量，使得一部分油液进入到第一缓冲缸和第二缓冲缸中，导致车身的垂向刚度和横向刚度会发生变化，从而影响轨道车运行的可靠性。
[0005]
为了降低干扰，提高轨道车运行地可靠性，常用的技术手段是在油路中增加换向阀和储油缸，用于对多余的油液进行临时存储，如公告号为cn214138528u的专利文献中公开了类似的方案，这种方法不仅需要设置控制电路来控制换向阀的切换，而且需要在转向架上设置额外的空间来安装换向阀和储油缸。或者在缓冲油缸上连接换向阀和风缸，通过换向阀的切换使缓冲油缸在车体侧滚时有效，在其他工况时失效，如公告号为cn213168082u的专利文献中公开了类似的方案，同样的，这种方法不仅需要设置控制电路来控制换向阀的切换，而且需要在转向架上设置额外的空间来安装换向阀和风缸。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种抗侧滚装置，解决了现有的抗侧滚装置会降低轨道车运行可靠性的技术问题。
[0007]
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
[0008]
一种抗侧滚装置，包括两个油缸，每个所述油缸均包括对应设置的缸体、活塞和活塞杆，每个所述活塞均将对应缸体的内腔分隔为顶腔和底腔，两个油缸的顶腔分别与另一油缸的底腔通过油管相连，且两根油管上均连接有蓄能器，每根活塞杆均包括位于对应活塞上方的主杆段，其特征在于，每个所述缸体的底部均固定有与外界空气连通的套管，每根所述活塞杆均还包括位于对应活塞下方的延伸段，每个所述延伸段均插入到对应的套管内并形成滑动密封。
[0009]
活塞在缸体内上下滑动时，顶腔容积的变化量是顶腔的横截面积与活塞行程的乘积，底腔容积的变化量是底腔的横截面积与活塞行程的乘积。由于延伸段插设在套管中并形成滑动密封，而套管固定在缸体底部，活塞杆的延伸段位于活塞下方，使延伸段与套管组成的结构纵向贯穿底腔，延伸段与主杆段形成对应关系，相比于没有设置延伸段和套管的油缸，可以降低底腔容积变化量与顶腔容积变化量之间的差值。而且延伸段的横截面积越接近主杆段的横截面积，底腔容积的变化量越接近顶腔容积的变化量，合理设置延伸段和主杆段的横截面积后，甚至还能够使顶腔中油液的变化量与底腔中油液的变化量保持一致。而且套管与外界空气保持连通，可以避免延伸段在套管内滑动时发生真空效应而引起活塞滑动的阻滞，避免延伸段和套管的设置引起额外的抵抗刚度，同时延伸段与套管之间形成密封，可以避免油缸中的油液从延伸段与套管之间的缝隙处漏出，保证抗侧滚装置中的油液不会因为延伸段和套管的设置而发生泄漏，从而保证抗侧滚装置的抗侧滚性能不受延伸段和套管设置的影响。
[0010]
当轨道车行驶到弯道发生侧滚时，两个油缸的伸缩状态相反，其中一个油缸的顶腔和另一油缸的底腔被压缩，其中的油液通过油管进入到其中一个蓄能器中并产生压缩势能和压缩抵抗力，从而由蓄能器产生抗侧滚刚度，使抗侧滚装置具有抗侧滚作用，同时延伸段滑动插设在套管中具有导向定位作用，保证活塞在缸体内滑动准确稳定，提高抗侧滚装置工作的稳定性。而且当轨道车发生上下振动和横向摆动时，两个油缸同步产生拉伸或者压缩，两个油缸分别设置规格合适的缸体、主杆段、延伸段和套管后，不仅能够使同一油缸底腔和顶腔中油液的变化量保持一致，还能够使两个油缸中由同一油管相连的顶腔与底腔的油液变化量也保持一致，此时油液只在两个油缸之间流动，油液不会进入到蓄能器中，蓄能器不提供抵抗刚度，同时由于套管与外界空气连通，套管与延伸段也不会产生额外的抵抗刚度，从而不会影响车身的垂向刚度和横向刚度。即使底腔和顶腔中油液的变化量还存在差值，相对于没有设置延伸段和套管的抗侧滚装置来说，本抗侧滚装置还是能够减少一些对垂向刚度和横向刚度的干扰。因此，本抗侧滚装置具有较好的工作稳定性，并提供较好的抗侧滚性能，而且能够减少甚至不会对轨道车的垂向刚度和横向刚度产生干扰，提高了轨道车运行的可靠性。
[0011]
在上述的抗侧滚装置中，在同一油缸中所述延伸段的横截面积等于主杆段的横截面积，两个油缸的缸体尺寸相同，且两个油缸中延伸段的横截面积相同。这样设置延伸段后可以保证两个油缸底腔中油液的变化量分别与另一油缸顶腔中油液的变化量保持一致，避免轨道车发生上下振动和横向摆动时油液进入到蓄能器中，保证抗侧滚装置的设置不会影响车身的垂向刚度和横向刚度，保证轨道车运行的可靠性。
[0012]
在上述的抗侧滚装置中，至少一个油缸中，所述缸体上位于活塞的下方固定有连
接套，所述套管的顶端插入到连接套中并固定，所述延伸段穿设在连接套中。连接套对套管具有固定作用，使连接套固定稳定，同时连接套对延伸段具有导向定位作用，使延伸段在套管中滑动准确稳定，有利于提高抗侧滚装置运行的稳定性，保证轨道车运行的可靠性。
[0013]
在上述的抗侧滚装置中，所述套管与连接套之间具有密封圈一，所述延伸段与连接套之间具有密封圈二。密封圈一和密封圈二的设置可以提高延伸段与套管之间的密封效果，避免抗侧滚装置因油液泄漏而导致的抗侧滚性能下降，又能够使延伸段滑动顺畅，有利于提高抗侧滚装置运行的稳定性，保证轨道车运行的可靠性。
[0014]
在上述的抗侧滚装置中，所述连接套将底腔分隔为第一腔和第二腔，所述连接套上开设有连通第一腔和第二腔的通孔。第一腔和第二腔中均充入油液可以降低油缸重心，有利于降低转向架的整体重心，使轨道车行驶稳定。
[0015]
在上述的抗侧滚装置中，所述连接套上还开设有与通孔相连的侧孔，所述油管的端部连接于侧孔。油管固定在连接套上，安装方便稳定。
[0016]
在上述的抗侧滚装置中，所述缸体包括分体设置的上筒体和下筒体，所述连接套固定连接在上筒体和下筒体之间。分体连接上筒体、连接套和下筒体，使上筒体、连接套和下筒体加工方便，同时也方便拆装维修。
[0017]
在上述的抗侧滚装置中，至少一个油缸中，所述套管的外侧套装有组装活塞，所述组装活塞的外侧面与缸体的内侧面之间形成密封，所述组装活塞的内侧面与套管的外侧面之间形成密封。组装活塞的设置使油缸组装方便，同时可以保证底腔底部的密封效果，避免油液漏出导致的抗侧滚性能下降。
[0018]
在上述的抗侧滚装置中，所述缸体包括位于缸体底部的底盖，所述底盖顶面上开设有避让槽，所述避让槽的底面上开设有定位槽，所述套管的底端插入到定位槽中并固定，所述避让槽的底面上位于定位槽的外周侧还贯穿开设有通气孔，所述套管位于避让槽内的管壁上贯穿开设有过气孔。
[0019]
通过过气孔、避让槽和通气孔使套管内腔与外界空气保持连通，避免延伸段在套管内形成真空效应，使活塞在缸体内滑动自由，提高轨道车运行的可靠性。定位槽对套管具有安装定位作用，使套管在缸体中定位准确，从而保证延伸段在套管中滑动顺畅，保证轨道车运行的可靠性。
[0020]
在上述的抗侧滚装置中，至少一个油缸中，所述活塞杆为分体结构，所述主杆段与延伸段分别固定在活塞两端。这样可以降低活塞杆的加工难度，使主杆段和延伸段的结构精确稳定，有利于提高抗侧滚装置的工作稳定性，保证轨道车运行的可靠性。
[0021]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0022]
每个油缸底部均固定有套管，套管与外界空气连通，活塞杆还包括位于活塞下方的的延伸段，每个延伸段均插设在对应套管中并形成滑动密封，提高了抗侧滚装置的工作稳定性，且能够减少甚至避免抗侧滚装置对车身的横向刚度和垂向刚度产生影响，提高了轨道车运行的可靠性。连接套的设置，密封圈一和密封圈二的设置，组装活塞的设置，底盖和套管结构的配合，进一步提高了抗侧滚装置的工作稳定性，保证轨道车运行的可靠性。
附图说明
[0023]
图1是本抗侧滚装置实施例一的结构示意图；
[0024]
图2是本抗侧滚装置实施例一中油缸的剖视图；
[0025]
图3是本抗侧滚装置实施例一中油缸的正视图；
[0026]
图4是图2中a处的放大图；
[0027]
图5是图2中b处的放大图；
[0028]
图6是本抗侧滚装置实施例一中蓄能器的剖视图；
[0029]
图7是本抗侧滚装置实施例二中活塞和活塞杆的连接结构图。
[0030]
图中，1、油缸；2、缸体；2a、顶腔；2b、底腔；2b1、第一腔；2b2、第二腔；2c、上筒体；2d、下筒体；2e、底盖；2e1、避让槽；2e2、定位槽；2e3、通气孔；2e4、法兰部；2f、顶盖；2f1、过油通道；3、活塞；4、活塞杆；4a、延伸段；4b、主杆段；5、套管；5a、过气孔；6、密封结构；6a、密封圈一；6b、密封圈二；7、连接套；7a、通孔；7b、侧孔；8、组装活塞；9、油管；10、蓄能器；10a、外筒体；10a1、储油腔；10a2、蓄能腔；10b、内活塞；10c、通油接头；10d、充气阀。
具体实施方式
[0031]
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0032]
实施例一
[0033]
如图1所示，一种抗侧滚装置，包括两个油缸1，两个油缸1的结构相同。油缸1包括缸体2、活塞3和活塞杆4，活塞3将缸体2的内腔分隔为顶腔2a和底腔2b。两个油缸1的顶腔2a分别与另一油缸1的底腔2b通过油管9相连，且两根油管9上均连接有蓄能器10。两个蓄能器10的结构相同。为了方便抗侧滚装置的安装，两根油管9的主体为软管，为了便于蓄能器10的安装，两根油管9上均固定有三通接头，蓄能器10连接在三通接头上。
[0034]
如图1和图2所示，活塞杆4与活塞3固定且活塞杆4的顶部伸出缸体2的顶部，缸体2的底部固定有与外界空气连通的套管5，套管5呈圆筒状。活塞杆4包括位于活塞3上方的主杆段4b和位于活塞3下方的延伸段4a，延伸段4a呈圆柱杆状，延伸段4a插入到套管5内并形成滑动密封，即延伸段4a插入到套管5内并能够滑动，且延伸段4a与套管5之间具有使两者形成密封的密封结构6。本实施例中，活塞杆4为一体化结构，且主杆段4b与延伸段4a同轴设置。
[0035]
如图2所示，缸体2包括顶盖2f、上筒体2c、下筒体2d和底盖2e，顶盖2f位于缸体2的顶部，底盖2e位于缸体2的底部，顶盖2f固定连接在上筒体2c的顶端，底盖2e固定连接在下筒体2d的底端，上筒体2c和下筒体2d之间固定连接有连接套7。活塞3位于上筒体2c内，活塞3的外侧面与上筒体2c的内侧面之间具有密封圈，在上筒体2c内位于活塞3与顶盖2f之间的空间为顶腔2a。套管5固定在连接套7与底盖2e之间，延伸段4a穿设在连接套7中，密封结构6包括设置在套管5与连接套7之间的密封圈一6a和设置在延伸段4a与连接套7之间的密封圈二6b。套管5的外侧套装有组装活塞8，组装活塞8的内侧面与套管5的外侧面之间具有密封圈，组装活塞8位于下筒体2d内，组装活塞8的外侧面与下筒体2d的内侧面之间具有密封圈。在缸体2内位于活塞3与组装活塞8之间的空间为底腔2b，连接套7将底腔2b分隔为第一腔2b1和第二腔2b2，连接套7上开设有连通第一腔2b1和第二腔2b2的通孔7a。
[0036]
如图1-图3所示，活塞3套装在活塞杆4上并形成螺纹连接，活塞3与活塞杆4之间具有密封圈。顶盖2f的外侧面上具有挡环，顶盖2f插入到上筒体2c的顶端内并形成螺纹连接，
挡环抵靠在上筒体2c的顶端面上，顶盖2f与上筒体2c之间具有密封圈。顶盖2f的中心处开设有活塞孔，活塞杆4穿设在活塞孔中，活塞孔的孔壁面与活塞杆4的外侧面之间具有密封圈，活塞杆4的顶部伸出活塞孔后固定有上吊环组件。顶盖2f上还开设有过油通道2f1，过油通道2f1的外端位于挡环的外侧面上，过油通道2f1的内端位于顶盖2f的底端面上，油管9的端部连接在过油通道2f1的外端处。顶盖2f上还开设有装配排气通道[图中未示出]，装配排气通道的外端位于挡环的外侧面上，装配排气通道的内端位于顶盖2f的底端面上，装配排气通道的外端处固定连接有可拆卸的堵头。组装抗侧滚装置的过程中，在往顶腔2a中充入油液时，将装配排气通道内的堵头取出，使顶腔2a中的空气通过排气通道排出，油液装好后再将堵头固定好。
[0037]
如图1-图5所示，连接套7的顶端面上具有凸出的上固定环，连接套7的底端面上具有凸出的下固定环。上筒体2c的底端插入到上固定环内并形成螺纹连接，上筒体2c与上固定环之间具有密封圈。下筒体2d的顶端插入到下固定环内并形成螺纹连接，下筒体2d与下固定环之间具有密封圈。连接套7的中心处开设有穿孔，穿孔的孔壁面上具有挡肩，套管5的顶端插入到穿孔中并抵靠在挡肩上，延伸段4a穿设在穿孔中并插入到套管5中。穿孔的孔壁面上位于挡肩的上方开设有用于固定密封圈二6b的固定槽二。为了提高密封效果，密封圈二6b有两个，固定槽二也有两个并与两个密封圈二6b对应，密封圈二6b固定在对应的固定槽二中。为了提高密封效果，两个密封圈二6b的截面形状不同，其中一个为长方形，另一个为y形。延伸段4a的外侧面与穿孔的孔壁面之间具有间隙，密封圈二6b的内侧部贴靠在延伸段4a的外侧面上。穿孔的孔壁面上位于挡肩的下方开设有用于固定密封圈一6a的固定槽一。为了提高密封效果，密封圈一6a有两个，两个密封圈一6a沿轴向叠放并固定在固定槽一中，且两个密封圈一6a的截面形状不同，其中一个为圆形，另一个为正方形。延伸段4a的外侧面与套管5的内侧面之间具有环隙，使延伸段4a滑动顺畅。连接套7上开设有数个通孔7a，且这些通孔7a沿周向均匀分布，连接套7的外侧面上开设有与通孔7a相连的侧孔7b，侧孔7b有数个并与通孔7a一一对应，如通孔7a和侧孔7b均设置有两个或者三个。油管9的端部连接于其中一个侧孔7b中，另外剩余的侧孔7b上固定连接有可拆卸的堵头。组装抗侧滚装置的过程中，在往底腔2b中充入油液时，将侧孔7b内的堵头取出，使底腔2b中的空气排出，油液装好后将堵头固定好。通孔7a和侧孔7b形成t字形结构，且通孔7a设置有数个，使底腔2b中油液能够在第一腔2b1和第二腔2b2中自由流通，保证底腔2b中的油液通过侧孔7b顺畅的流入和流出。
[0038]
底盖2e的顶面上开设有避让槽2e1，避让槽2e1的底面上开设有定位槽2e2，套管5的底端插入到定位槽2e2中并固定。避让槽2e1的底面上位于定位槽2e2的外周侧贯穿开设有通气孔2e3，通气孔2e3设有数个，保证空气的顺畅流通。套管5位于避让槽2e1内的管壁上贯穿开设有过气孔5a，过气孔5a有数个，保证空气的顺畅流通。组装活塞8抵靠在底盖2e的顶面上且过气孔5a位于组装活塞8的下方。底盖2e的外侧部上具有法兰部2e4，法兰部2e4抵靠在下筒体2d的底端面上并通过数个螺栓与下筒体2d固定。底盖2e的底面上固定有下吊环组件。通过上吊环组件和下吊环组件可以将油缸1垂直固定在车体和转向架之间。
[0039]
主杆段4b位于顶腔2a中，延伸段4a位于底腔2b中。为了更好的避免抗侧滚装置干扰轨道车的其他性能，延伸段4a的横截面积等于主杆段4b的横截面积，两个油缸1的缸体2尺寸相同，且两个油缸1中延伸段4a的横截面积相同。活塞3在缸体2内上下滑动时，顶腔2a
容积的变化量是顶腔2a的横截面积与活塞3行程的乘积，底腔2b容积的变化量是底腔2b的横截面积与活塞3行程的乘积。由于延伸段4a滑动插设在套管5中并形成滑动密封，而延伸段4a与套管5组成的结构纵向贯穿底腔2b，同时延伸段4a的横截面积等于主杆段4b的横截面积，使底腔2b中油液的变化量与顶腔2a中油液的变化量保持一致。而且套管5的内腔通过过气孔5a、避让槽2e1和通气孔2e3与外界空气保持连通，可以避免延伸段4a在套管5内滑动时发生真空效应而引起活塞3滑动的阻滞，避免延伸段4a和套管5的设置引起额外的抵抗刚度，同时延伸段4a与套管5之间具有密封结构6，可以避免油缸1中的油液从延伸段4a与套管5之间的间隙处漏出，保证抗侧滚装置中的油液不会因为延伸段4a和套管5的设置而发生泄漏，保证蓄能器10工作的稳定性，从而保证抗侧滚装置的抗侧滚性能不受延伸段4a和套管5设置的影响。
[0040]
如图6所示，蓄能器10包括外筒体10a以及位于外筒体10a内的内活塞10b，内活塞10b能够在外筒体10a中滑动，内活塞10b的外侧面与外筒体10a的内侧面之间具有密封圈，内活塞10b将外筒体10a的内腔分隔为储油腔10a1和蓄能腔10a2。外筒体10a上开设有与储油腔10a1连通的通油孔，通油孔内固定有通油接头10c，通油接头10c与三通接头连接。外筒体10a上还开设有与蓄能腔10a2连通的充气孔，充气孔内安装有充气阀10d。在抗侧滚装置组装过程中，充气阀10d处于打开状态，通过充气阀10d向蓄能腔10a2中充入气体，充气完成后，将充气阀10d关闭，蓄能腔10a2中具有可压缩的气体，气体压缩后能够形成压缩势能和压缩抵抗力。
[0041]
两个油缸1垂直固定在转向架和车体之间，并分别位于左右两侧，蓄能器10固定在转向架上。当轨道车行驶到弯道发生侧滚时，两个油缸1的伸缩状态相反，其中一个油缸1的顶腔2a和另一油缸1的底腔2b被压缩，其中的油液通过油管9进入到其中一个蓄能器10的储油腔10a1中，蓄能腔10a2的容积缩小，其中的气体被压缩并产生压缩势能和压缩抵抗力，从而由蓄能器10产生抗侧滚刚度，使抗侧滚装置具有抗侧滚作用，同时延伸段4a滑动插设在套管5中具有导向定位作用，保证活塞3在缸体2内滑动准确稳定，提高了抗侧滚装置工作的稳定性。而且当轨道车发生上下振动和横向摆动时，两个油缸1同步产生拉伸或者压缩，设置延伸段4a和套管5后，底腔2b中油液的变化量与顶腔2a中油液的变化量能够保持一致，此时油液只在两个油缸1之间流动，而不会进入到蓄能器10中，蓄能器10不提供抵抗刚度，同时由于套管5与外界空气连通，套管5与延伸段4a也不会产生额外的抵抗刚度，从而不会影响车身的垂向刚度和横向刚度。因此，本抗侧滚装置具有较好的工作稳定性，并提供较好的抗侧滚性能，而且不会对轨道车的垂向刚度和横向刚度产生干扰，提高了轨道车运行的可靠性。另外，本抗侧滚装置结构简单，占用空间小，易于在空间狭小的转向架一系悬挂部位安装，特别适合在内置悬挂转向架上安装。
[0042]
实施例二
[0043]
如图7所示，活塞杆4为分体结构，主杆段4b与延伸段4a分别固定在活塞3两端，主杆段4b与延伸段4a同轴设置。其他结构与实施例一相同。
[0044]
实施例三
[0045]
两个油缸1的结构存在不同之处，如其中一个油缸1中活塞杆4为一体结构，另一油缸1中活塞杆4为分体结构；或者，一个油缸1中设置有组装活塞8，另一油缸1中没有设置组装活塞8，且套管5的内腔直接与底盖2e上的通气孔2e3相连；或者一个油缸1中设置有连接
套7，另一油缸1中没有设置连接套7，上筒体2c和下筒体2d一体相连，延伸段4a与套管5之间直接设置密封圈。其他结构与实施例一相同。
[0046]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。