一种铁路车辆、制动系统及制动缸的制作方法

本实用新型涉及制动部件技术领域，尤其涉及一种铁路车辆、制动系统及制动缸。

背景技术：

目前，铁路车辆的制动系统普遍是采用传统的空气控制制动系统，主要包括空气控制阀、风缸、制动缸及相应的管路等，作为制动力的直接来源，制动缸的性能直接关系着铁路车辆的制动能力，从而影响着行车安全。

请参考图1，图1为现有技术中制动缸的一种具体实施方式的结构示意图。

如图1所示，现有的制动缸包括缸体01，缸体01呈桶状，其一端设有开口，缸盖02可对该开口进行封堵，以与缸体01围合形成制动腔。制动腔内设置有活塞03、活塞杆04和膜片05，活塞杆04的一端通过螺钉07与活塞03相连，另一端自缸盖02伸出，伸出的部分设有销孔041，活塞杆04可通过该销孔041与制动杠杆(图中未示出)相连；膜片05安装于活塞03背离活塞杆04的一面，活塞03通过膜片05与缸体01内壁沿轴向滑动密封，膜片05可将制动腔分割为左右两个腔室，其中，左侧的腔室与风缸相连，右侧的腔室内设有缓解弹簧06，该缓解弹簧06外套于活塞杆04，其两端分别与活塞03、缸盖02相抵。

当需要制动时，风缸向膜片05左侧的腔室内通入空气，可推动活塞03连带着膜片05、活塞杆04向右运动，缓解弹簧06被压缩，制动杠杆可控制相应的制动部件进行制动；排风缓解时，膜片05左侧腔室内的空气将被排出，缓解弹簧06释放，并推动活塞03连带着膜片05、活塞杆04向左运动，制动杠杆反向动作、解除制动。

缸体01的内壁通常还涂覆有一层润滑脂，以减轻制动以及缓解过程中膜片05的磨损。然而，长期使用时，由于振动、重力等原因，缸体01内的润滑脂会逐渐堆积于缸体01的下部，缸体01上部的润滑性能将逐渐变差，膜片05的磨损会加剧，严重影响制动缸使用寿命以及整体性能。

因此，如何提供一种制动缸，可较大程度地保证长期使用过程中膜片与缸体之间的润滑性能，进而保证制动缸的使用寿命，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种铁路车辆、制动系统及制动缸，其中，该制动缸内的活塞在带动活塞杆进行轴向位移的同时，还能够相对活塞杆进行周向转动，以均匀缸体内周壁的润滑剂，进而可较大程度地保证膜片与缸体之间的润滑性能，有利于保证制动缸的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种制动缸，包括缸体和缸盖，二者围合形成制动腔，所述制动腔内设有活塞、活塞杆和膜片，所述膜片固定在所述活塞朝向所述缸体底壁的轴向端部，所述缸体的内周壁涂覆有润滑剂，所述活塞以所述膜片与所述缸体的内周壁沿轴向滑动密封；所述活塞背离所述缸体底壁的轴向端部与所述活塞杆螺纹连接，所述活塞杆远离所述活塞的轴向端部能够穿过所述缸盖并伸出所述制动腔，以与外设的制动部件相连，所述活塞杆仅能进行轴向位移；作用于所述活塞的外力能够驱使所述活塞、所述活塞杆进行轴向位移，并使得所述活塞相对所述活塞杆进行转动。

本实用新型所提供制动缸，其活塞与活塞杆之间采用螺纹配合，而活塞杆由于和外设驱动部件的连接，只能够进行轴向位移。如此，当外力作用于活塞时，除了可以驱使活塞、活塞杆进行轴向位移外，活塞还能够连带着膜片相对活塞杆进行周向转动，进而将长期使用时积聚于缸体下部的润滑剂涂抹至缸体内周壁的其他部分，以均匀缸体内周壁的润滑剂，实现主动润滑的效果，从而可较大程度地保证膜片与缸体之间的润滑性能，有利于延长制动缸的使用寿命。

可选地，所述活塞与所述活塞杆的连接端部设有安装孔，所述安装孔的内壁设有第一螺纹段，所述活塞杆的外壁设有第二螺纹段，所述活塞杆通过所述第二螺纹段与所述第一螺纹段螺纹配合。

可选地，所述安装孔为盲孔，其开口朝向所述缸盖。

可选地，所述安装孔靠近所述缸盖的孔段，其内壁设有突出的阻挡件，所述活塞杆的外壁设有阻挡结构，所述阻挡件能够与所述阻挡结构相配合，以限制所述活塞杆旋入和/或旋出所述活塞的程度。

可选地，所述阻挡件为挡圈，所述安装孔的内壁设有卡槽，所述挡圈卡装于所述卡槽。

可选地，所述阻挡结构为设置于所述活塞杆外壁的环槽，所述环槽相对靠近所述缸盖的侧壁为第一阻挡壁，所述第一阻挡壁能够与所述阻挡件相抵，以阻挡所述活塞杆继续旋入所述活塞，所述环槽相对远离所述缸盖的侧壁为第二阻挡壁，所述第二阻挡壁能够与所述阻挡件相抵，以阻挡所述活塞杆继续旋出所述活塞；所述第一阻挡壁与所述第二阻挡壁之间的轴向距离大于所述阻挡件的轴向厚度。

可选地，还包括弹性件，所述弹性件设于所述活塞和所述缸盖之间，所述活塞朝向所述缸盖的位移能够压缩所述弹性件。

可选地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧外套于所述活塞杆；还包括安装于活塞的推力轴承，所述弹簧的一端与所述缸盖相抵，另一端与所述推力轴承相抵。

可选地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧外套于所述活塞杆；还包括安装于所述活塞的推力轴承，所述推力轴承背离所述活塞的一端设有弹簧座，所述弹簧的一端与所述缸盖相抵，另一端与所述弹簧座相抵。

可选地，所述弹簧座包括环形基板，所述环形基板的外缘设有第一翻边，所述环形基板的内缘设有第二翻边；安装完成后，所述第一翻边能够卡箍所述推力轴承的外缘，所述第二翻边能够卡撑所述弹簧与所述弹簧座的抵接端的内缘。

本实用新型还提供一种制动系统，包括制动缸，所述制动缸为上述的制动缸。

由于上述的制动缸已经具备如上的技术效果，那么，具有该制动缸的制动系统亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

本实用新型还提供一种铁路车辆，包括制动系统，所述制动系统为上述的制动系统。

由于上述的制动系统已经具备如上的技术效果，那么，具有该制动系统的铁路车辆亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为现有技术中制动缸的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型所提供制动缸的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2中活塞杆、弹簧与活塞的连接结构图。

图1中的附图标记说明如下：

01缸体、02缸盖、03活塞、04活塞杆、041销孔、05膜片、06缓解弹簧、07螺钉。

图2-3中的附图标记说明如下：

1缸体；

2缸盖；

3活塞、31安装孔、311第一螺纹段、312阻挡件；

4活塞杆、41第二螺纹段、42环槽、421第一阻挡壁、422第二阻挡壁、43销孔；

5膜片；

6弹簧；

7推力轴承；

8弹簧座、81环形基板、82第一翻边、83第二翻边。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的结构或部件，并不表示对顺序的某种特殊限定。

如图2、图3所示，图2为本实用新型所提供制动缸的一种具体实施方式的结构示意图，图3为图2中活塞杆、弹簧与活塞的连接结构图。

如图2、图3所示，本实用新型提供一种制动缸，包括缸体1和缸盖2，二者可围合形成制动腔，制动腔内设有活塞3、活塞杆4和膜片5，膜片5固定在活塞3朝向缸体1底壁的轴向端部，缸体1的内周壁涂覆有润滑剂，该润滑剂具体可以为润滑脂等常用的润滑物质，活塞3以膜片5与缸体1的内周壁沿轴向滑动密封。

区别于现有技术，活塞3背离缸体1底壁的轴向端部与活塞杆4螺纹连接，活塞杆4远离活塞3的轴向端部能够穿过缸盖2并伸出制动腔，以与外设的制动部件相连，具体而言，活塞杆4伸出制动腔的杆段可以设有销孔43，进而可通过该销孔43与制动杠杆等制动部件相连，由于制动部件的限制，活塞杆4仅能进行轴向位移。

如此，当外力作用于活塞3时，除了可以驱使活塞3、活塞杆4进行轴向位移外，活塞3还能够连带着膜片5相对活塞杆4进行周向转动，进而可将积聚于缸体1下部的润滑剂涂抹至缸体1内周壁的其他部分，以均匀缸体1内周壁的润滑剂，可实现主动润滑的效果，从而较大程度地保证膜片5与缸体1之间的润滑性能，有利于延长制动缸的使用寿命。

作用于活塞3的外力主要为控制活塞3进行充风制动的制动力和控制活塞3进行排风缓解的缓解力。以图2为视角，活塞3与膜片5所形成的组合构件可将制动腔分隔为左右两个腔室，其中，左腔室与风缸相连通，当需要制动时，风缸向左腔室内通入压缩空气，以推动活塞3连带着膜片5、活塞杆4向右运动，进而推动制动部件进行制动；右腔室为缓解腔，其内可以设有弹性件，当活塞3向右运动时，弹性件被压缩，当需要排风缓解时，排气孔打开，左腔室内的压缩空气可通过排气管路排出，弹性件可释放，以推动活塞3连带着膜片5向左运动，活塞杆4可带动制动部件反向动作以解除当前的制动状态。

可以理解，上述关于具体的驱动活塞3进行位移的外力的描述，仅是本实用新型实施例的一种示例性描述，其并不能够作为对本实用新型所提供制动缸的实施范围的限定，在具体实施时，本领域技术人员也可以采用其他方式为活塞3提供驱动力，例如，活塞3可以通过液压驱动，或者，右腔室也可以与风缸相连通，当需要缓解时，可在右腔室内通入压缩空气，以推动活塞3向左位移，进而由活塞杆4带动制动部件解除当前的制动状态。

在一种具体实施方式中，活塞3与活塞杆4的连接端部(图中为活塞3的右端部)可以设有安装孔31，安装孔31的内壁可以设有第一螺纹段311，活塞杆4的外壁可以设有第二螺纹段41，且第一螺纹段311与第二螺纹段41能够相匹配，使得活塞杆4能够拧接于活塞3。

在另一种实施方式中，活塞杆4与活塞3的连接端部(图中为活塞杆4的左端部)可以设有前述的安装孔31，安装孔31的内壁可以设有第一螺纹段311，活塞3朝向缸盖2的一端可以设有突出部，该突出部的外壁可以设有第二螺纹段41，第一螺纹段311与第二螺纹段41相匹配，进而可将活塞3拧接于活塞杆4。

上述两种实施方式均可以实现活塞3与活塞杆4进行轴向位移，且活塞3能够相对活塞杆4进行周向转动的技术效果，在实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行选取。比较来说，第一种实施方式的安装孔31侧具有更大的操作空间，更方便设置其他结构(如后文中的阻挡件312以及阻挡结构等)，为本实用新型实施例的优选方案。

以安装孔31设于活塞3为例，该安装孔31可以为盲孔，即其可以不沿轴向贯通活塞3，以保证活塞3背离缸盖2的一端具有一个完整的支撑面，进而可对膜片5产生更好的支撑；安装孔31的开口可以朝向缸盖2，以便与活塞杆4进行螺纹配合。当然，该安装孔31也可以为通孔，此种设计同样不会影响活塞3与活塞杆4相对运动技术效果的实现。

在安装孔31靠近缸盖2的孔段，其内壁可以设有突出的阻挡件312，活塞杆4的外壁可以设有阻挡结构，该阻挡件312能够与阻挡结构相配合，以限制活塞杆4旋入和/或旋出活塞3的程度，进而可保证活塞杆4与活塞3的连接可靠性。应当知晓，现有技术中活塞杆4与活塞3之间是采用螺钉进行固定(可参见图1)，在车辆长期受振动时，螺钉容易松脱，一旦螺钉完全脱开，活塞杆4即会与活塞3相分离，制动缸也就失去了作用，严重影响了行车的安全，针对此，在本实用新型实施例中，通过阻挡件312与阻挡结构的配合，即可较大程度地避免活塞杆4与活塞3分离，有利于保证制动缸的使用寿命。

具体而言，上述阻挡结构可以为设置于活塞杆4外壁的环槽42，环槽42相对靠近缸盖2的侧壁为第一阻挡壁421，第一阻挡壁421能够与阻挡件312相抵，以阻挡活塞杆4继续旋入活塞3，环槽42相对远离缸盖2的侧壁为第二阻挡壁422，第二阻挡壁422能够与阻挡件312相抵，以阻挡活塞杆4继续旋出活塞3；第一阻挡壁421与第二阻挡壁422之间的轴向距离需大于阻挡件312的轴向厚度，以使得阻挡件312不会卡在环槽42内而影响活塞3相对活塞杆4的转动。

上述第一阻挡壁421与第二阻挡壁422之间的轴向距离，即是活塞3相对活塞杆4转动时活塞3能够相对活塞杆4轴向的位移距离，该位移距离的大小在此不做限定，具体可根据实际使用需求而定。

事实上，当安装孔31为盲孔时，其孔底就相当于前述的第一阻挡壁421，活塞杆4的插入端能够与安装孔31的孔底相抵接，以限制活塞杆4相对活塞3的继续旋入。基于此，上述阻挡结构可以仅包括第二阻挡壁422，即该阻挡结构可以仅用于限定活塞杆4旋出活塞3的距离，以防止活塞杆4自活塞3中脱出即可。

阻挡件312与活塞3可以为一体式结构，此时，阻挡件312可以为安装孔31的内壁沿径向突出的凸块或者环形凸棱等。阻挡件312与活塞3也可以为分体式结构，此时，阻挡件312可以单独制造，然后可通过焊接、可拆卸连接等方式固定于安装孔31。

考虑到拆装的便捷性，本实用新型实施例优选采用阻挡件312与活塞3为分体式结构、且阻挡件312可拆卸地固定于安装孔31的方案，请参见图3，该阻挡件312可以为挡圈，安装孔31的内壁可以设有卡槽，在安装时，可以先将活塞杆4旋入活塞3一段距离，使得卡槽能够与环槽42正对，然后再将挡圈安装在卡槽内，以与环槽42的两阻挡壁相配合。

活塞3和缸盖2之间还可以设有弹性件，当活塞3朝向缸盖2进行位移时，能够压缩该弹性件，而当作用于活塞3的其他外力消失时，弹性件又能够释放，以驱使活塞3进行反向位移。该弹性件具体可以为弹簧6，当然，也可以为橡胶球等其他具有弹性变形以及回复能力的弹性元件，以弹簧6为例，其可以外套于活塞杆4，并以其两端分别与缸盖2、活塞3相抵。

如前所述，活塞3除了要进行轴向位移外，其还能够相对活塞杆4进行周向转动，若弹簧6直接与活塞3相抵，活塞3的转动会使得弹簧6产生一定的扭转变形，这就要求弹簧6具有较高的强度。为降低弹簧6的强度需求，在弹簧6与活塞3之间还可以设置推力轴承7，该推力轴承7安装于活塞3，弹簧6可以与推力轴承7相抵，以通过该推力轴承7来消除活塞3转动而对弹簧6所造成的扭转变形。

进一步地，还可以包括弹簧座8，该弹簧座8的一端可以与推力轴承7相抵，另一端可以与弹簧6相抵，以对弹簧6的轴向端部进行卡撑，进而可避免弹簧6伸缩过程中其端部的径向窜动。

详细而言，仍如图3所示，该弹簧座8可以包括环形基板81，环形基板81的外缘可以设有第一翻边82，环形基板81的内缘可以设有第二翻边83；在安装完成后，第一翻边82能够卡箍推力轴承7的外缘，第二翻边83能够卡撑弹簧6与弹簧座8的抵接端的内缘，以对弹簧6靠近活塞3的一端进行定位。除上述形式外，弹簧座8也可以采用其他结构，例如，可以在环形基板81的内缘、外缘安装一圈间隔设置的卡板，这一圈的卡板同样能够起到上述的技术效果。

本实用新型还提供一种制动系统，包括制动缸，该制动缸为前述各实施方式所涉及的制动缸。由于上述的制动缸已经具备如上的技术效果，那么，具有该制动缸的制动系统亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

需要强调，本实用新型实施例并不限定上述制动系统的种类以及应用范围，以应用于铁路车辆为例，其可以为直接安装在铁路车辆底架的独立制动系统，也可以为与转向架集成于一体的集成制动系统，具体可根据实际需要进行选定；同样地，该制动系统可以应用于铁路车辆，也可以应用于其他种类的车辆，例如，汽车等。

本实用新型实施例还提供一种铁路车辆，包括制动系统，该制动系统即为上述的制动系统。由于上述的制动系统已具备如上的技术效果，那么，具有该制动系统的铁路车辆亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。