本實用新型屬于吸能裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于交通工具的防爬吸能裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著交通工具尤其是鐵路車輛的快速發(fā)展，列車的行駛速度大大增加，盡管采用了許多主動措施，但仍不能完全杜絕列車碰撞事故的發(fā)生，因此被動安全裝置對提高列車的被動安全性具有重要意義。列車端部的吸能裝置是列車被動安全裝置的重要組成部分之一，吸能裝置的作用機理是通過發(fā)生有效可控的塑性變形來有效吸收列車發(fā)生碰撞時的沖擊動能，從而提升乘車安全性。同時在吸能裝置前端還安裝有用于防止列車碰撞時吸能裝置發(fā)生垂向偏移的防爬器，從而降低了發(fā)生爬車和傾覆的風(fēng)險。

為了盡可能降低列車碰撞過程中的沖擊動能，要求吸能裝置在整個過程中必須平緩吸能，因此吸能裝置一般選用強度較低的材料。由于在碰撞時防爬器上的防爬齒嚙合固定，一旦車體間發(fā)生垂向偏移，極易使正在進行軸向壓潰的吸能裝置造成彎曲失穩(wěn)，導(dǎo)致吸能裝置無法進行有效吸收沖擊能量，大大降低了其吸能能力。此外，目前已應(yīng)用的吸能裝置大多結(jié)構(gòu)簡單但吸能容量低或者雖然吸能容量高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易生產(chǎn)，每一種吸能裝置只能用于對應(yīng)吸能容量的車型，無法靈活地在各個不同種車輛間通用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可組裝拆卸、能有效防止吸能裝置發(fā)生彎曲失穩(wěn)現(xiàn)象的防爬吸能裝置。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種用于交通工具的防爬吸能裝置，包括與交通工具頭部或尾部連接的后擋板及表面設(shè)有防爬齒的防爬齒板，所述防爬齒板和后擋板之間設(shè)有導(dǎo)向桿、外導(dǎo)筒和前擋板，所述前擋板上設(shè)有大小與導(dǎo)向桿直徑匹配但小于或等于外導(dǎo)筒內(nèi)徑的通孔，所述外導(dǎo)筒一端連接后擋板，另一端連接前擋板，所述導(dǎo)向桿一端穿過通孔后插入外導(dǎo)筒并可沿外導(dǎo)筒的軸向運動，另一端與防爬齒板連接；在防爬齒板與前擋板之間和/或后擋板與前擋板之間設(shè)有吸能裝置。在外導(dǎo)筒的限制下，導(dǎo)向桿沿著外導(dǎo)筒的軸向運動的趨勢更強，從而最大限度地阻止了吸能裝置因交通工具頭部或尾部的垂向偏移而發(fā)生彎曲失穩(wěn)現(xiàn)象。本實用新型的防爬吸能裝置結(jié)構(gòu)簡單，吸能裝置能夠平緩地吸能，在使用時，通過后擋板即可將本實用新型的防爬吸能裝置安裝在各種類型的交通工具的頭部和/或尾部，特別適合用于重載貨車、城際列車和輕型旅客列車等交通工具。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述導(dǎo)向桿包括依次連接的第一導(dǎo)向桿和第二導(dǎo)向桿，所述第一導(dǎo)向桿的直徑大于第二導(dǎo)向桿的直徑，所述第一導(dǎo)向桿位于前擋板與后擋板之間并插入外導(dǎo)筒，所述第二導(dǎo)向桿穿過前擋板上的通孔后與防爬齒板連接。這樣設(shè)置的目的是確保導(dǎo)向桿的第一導(dǎo)向桿始終處于插入外導(dǎo)筒的狀態(tài)，防止第一導(dǎo)向桿在反彈作用下從前擋板上的通孔處脫離前擋板，確保其具有較高地沿外導(dǎo)筒軸向運動的趨勢。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述外導(dǎo)筒兩端分別與后擋板和前擋板焊接為一體；所述吸能裝置采用螺栓組件固定。通過焊接將外導(dǎo)筒、后擋板和前擋板連接為一體可以有效提升外導(dǎo)筒的穩(wěn)定性，降低外導(dǎo)筒發(fā)生垂向偏移的幅度，并且促進導(dǎo)向桿沿外導(dǎo)筒的軸向運動。吸能裝置采用螺栓組件或其他可拆卸的組件進行固定，易于螺栓組件的更換和維護。通過設(shè)置吸能裝置的數(shù)量，可以調(diào)節(jié)吸能裝置的吸能強度，從而適用于各種類型的交通工具。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述外導(dǎo)筒和導(dǎo)向桿的屈服強度≥300MPa。上述外導(dǎo)筒和導(dǎo)向桿的抗彎性能強，能進一步降低垂向偏移的幅度。所述外導(dǎo)筒和導(dǎo)向桿的材質(zhì)優(yōu)選為Q345鋼材、Q390鋼材和Q420鋼材中的任意一種。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述導(dǎo)向桿外壁與外導(dǎo)筒的內(nèi)壁之間設(shè)有緩沖間隙，在緩沖間隙中設(shè)有潤滑介質(zhì)。通過設(shè)置潤滑介質(zhì)可以降低導(dǎo)向桿沿外導(dǎo)筒軸向運動的阻力，增大導(dǎo)向桿沿外導(dǎo)筒軸向運動的趨勢，進一步降低垂向偏移的幅度。所述潤滑介質(zhì)優(yōu)選為固體潤滑劑。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述緩沖間隙的厚度為1-3mm。若緩沖間隙的厚度進一步降低，則潤滑效果不明顯，若緩沖間隙的厚度進一步增大，則會增加導(dǎo)向桿發(fā)生垂向偏移的幅度。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述吸能裝置為方形或圓形的吸能管，所述吸能管含有吸能材料。這種結(jié)構(gòu)的吸能裝置的結(jié)構(gòu)簡單、吸能容量較高且便于生產(chǎn)制造，便于適應(yīng)多種交通工具。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述吸能管包括內(nèi)部的合金管及位于合金管表面的吸能材料層；所述吸能管的至少一端設(shè)有誘導(dǎo)孔。帶有誘導(dǎo)孔的吸能管能增加疊縮塑性鉸的數(shù)量并有效降低沖擊力和提高平均作用載荷，從而大大提高其吸能效率。所述誘導(dǎo)孔優(yōu)選為沿吸能管的中心軸呈對稱分布。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述吸能材料層包括至少兩層纖維復(fù)合材料，相鄰纖維復(fù)合材料呈一定角度疊加放置。一般來說，隨著外層纖維復(fù)合材料的層數(shù)和疊加角度的增加，吸能管的吸能能力越強，可以針對不同的交通工具靈活改變鋪層方案。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述每一層的纖維復(fù)合材料為碳纖維-樹脂復(fù)合材料、碳纖維-金屬復(fù)合材料、碳纖維-陶瓷復(fù)合材料、玻璃纖維-樹脂復(fù)合材料、玻璃纖維-金屬復(fù)合材料、玻璃纖維-陶瓷復(fù)合材料中的任意一種。

作為一種用于交通工具的防爬吸能裝置的進一步改進，所述前擋板上設(shè)有可與交通工具的車頭和/或車尾連接的第二安裝孔，通過使前擋板和后擋板同時與交通工具的車頭和/或車尾連接可進一步固定外導(dǎo)筒，防止外導(dǎo)筒發(fā)生垂向偏移，減小導(dǎo)向桿沿外導(dǎo)筒的軸線運動的阻力。

附圖說明

圖1為實施例1的防爬吸能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實施例1的導(dǎo)向桿與外導(dǎo)筒的連接示意圖。

圖3為吸能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實施例2的導(dǎo)向桿與外導(dǎo)筒的連接示意圖。

圖5為實施例3的防爬吸能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為實施例4的防爬吸能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示的防爬吸能裝置，包括后擋板1及表面設(shè)有防爬齒21的防爬齒板2，在防爬齒板2和后擋板1之間設(shè)有導(dǎo)向桿4、外導(dǎo)筒3和前擋板5，所述外導(dǎo)筒3兩端分別與后擋板1和前擋板5焊接為一體，在防爬齒板2與前擋板5之間設(shè)有通過螺栓組件8固定的吸能裝置6。如圖2所示，前擋板5上設(shè)有大小與導(dǎo)向桿4直徑匹配但小于外導(dǎo)筒3內(nèi)徑的通孔51，所述導(dǎo)向桿4一端穿過通孔51后插入外導(dǎo)筒3并可沿外導(dǎo)筒3的軸向運動，另一端與防爬齒板2連接。在導(dǎo)向桿4外壁與外導(dǎo)筒3的內(nèi)壁之間設(shè)有2mm厚的緩沖間隙7，在緩沖間隙7中設(shè)有固體潤滑劑。所述外導(dǎo)筒3和導(dǎo)向桿4的材質(zhì)均為Q345鋼材。

如圖3所示，所述吸能裝置6為方形管，該方形管包括鋁合金管61及位于鋁合金管61表面的吸能材料層62，該吸能材料層62包括4層碳纖維-樹脂復(fù)合材料，相鄰碳纖維-樹脂復(fù)合材料呈90°疊加放置。在吸能管靠近防爬齒板2的一端的每個面上均設(shè)有兩個誘導(dǎo)孔63。

安裝時，通過后擋板1上的安裝孔11即可將該防爬吸能裝置安裝在交通工具的車頭和/或車尾，安裝方便且即可發(fā)揮其穩(wěn)定的吸能性能。

實施例2

如圖4所示，本實施例的防爬吸能裝置與實施例1的防爬吸能裝置的主要區(qū)別在于：所述導(dǎo)向桿4包括依次連接的第一導(dǎo)向桿41和第二導(dǎo)向桿42，所述第一導(dǎo)向桿41的直徑大于第二導(dǎo)向桿42的直徑，所述第一導(dǎo)向桿41位于前擋板5與后擋板1之間并插入外導(dǎo)筒3，所述第二導(dǎo)向桿42穿過前擋板5上的通孔51后與防爬齒板2連接。導(dǎo)向桿4在未承受碰撞沖擊力時，第一導(dǎo)向桿41緊靠前擋板5背部；當(dāng)承受碰撞沖擊力時，導(dǎo)向桿4與外導(dǎo)筒3依靠固體潤滑劑進行小阻力的軸向滑動，從而確保吸能管不會發(fā)生垂向偏移而失穩(wěn)。當(dāng)承受反彈力時，由于第一導(dǎo)向桿41的半徑稍大，因此在前擋板5的限制下，第一導(dǎo)向桿41不會與外導(dǎo)筒3分離。

實施例3

如圖5所示，本實施例的防爬吸能裝置與實施例2的防爬吸能裝置的主要區(qū)別在于：在防爬齒板2與前擋板5之間及后擋板1與前擋板5之間均設(shè)有通過螺栓組件8固定的吸能裝置6。

實施例4

如圖6所示，本實施例的防爬吸能裝置與實施例1的防爬吸能裝置的主要區(qū)別在于：在前擋板5上設(shè)有與交通工具的車頭和/或車尾連接的第二安裝孔52，通過使前擋板5和后擋板1同時與交通工具的車頭和/或車尾連接可進一步固定外導(dǎo)筒3，防止外導(dǎo)筒3發(fā)生垂向偏移，減小導(dǎo)向桿4沿外導(dǎo)筒3的軸線運動的阻力。