一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，屬于空氣動(dòng)力學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型能夠解決利用空氣彈簧實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)車輛（碰撞車輛）較大行程內(nèi)的快速做功問(wèn)題，使其在較短的時(shí)間和行程內(nèi)達(dá)到所需碰撞速度。包括儲(chǔ)氣罐，空氣彈簧、主動(dòng)小車和軌道，儲(chǔ)氣罐通過(guò)安裝座與地基固定，儲(chǔ)氣罐右端設(shè)有接口法蘭，空氣彈簧左端部接口通過(guò)壓板和螺栓與接口法蘭連接，空氣彈簧右端部接口通過(guò)壓板和螺栓與封底板連接；限位板通過(guò)螺栓與主動(dòng)小車的左端面固定。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間較小，作用力大，主動(dòng)車輛加速明顯，實(shí)驗(yàn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，主要用于碰撞實(shí)驗(yàn)研究。
【專利說(shuō)明】—種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于空氣動(dòng)力學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及用于碰撞實(shí)驗(yàn)臺(tái)的氣動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)車車輛碰撞事故是機(jī)車車輛運(yùn)行中最為嚴(yán)重的事故之一。為了研究和探討機(jī)車車輛在一定速度下的碰撞特性，特別是機(jī)車車輛在發(fā)生碰撞時(shí)，機(jī)車車輛能量吸收裝置、機(jī)車司機(jī)室結(jié)構(gòu)、客車端部等關(guān)鍵部位發(fā)生的破壞形式、破壞程度，廣大科技工作者大多采用大型軟件對(duì)機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)件及整車的碰撞進(jìn)行計(jì)算仿真，以期通過(guò)此手段研究碰撞的一些特征參量，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。但由于彈性體與剛體混合形成的撞擊問(wèn)題是一門全新的學(xué)科，沒(méi)有成熟的理論和模式可循，單純的計(jì)算仿真與實(shí)際碰撞的特性必然存在較大的差異。除了歐洲各國(guó)鐵路相繼開展了大量的列車耐撞擊研究外，美國(guó)、日本川崎重工也進(jìn)行了大量的研究工作。美國(guó)1997年建立了有關(guān)列車碰撞的安全規(guī)范，并進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究工作。這些國(guó)家對(duì)客、貨運(yùn)列車的機(jī)車、客車以及城市軌道列車，已開始逐步采用耐沖擊吸能結(jié)構(gòu)車體，正計(jì)劃全面推廣應(yīng)用。其中美國(guó)交通部Vople研究中心從1993年開始一直致力于列車碰撞方面的研究工作，從單節(jié)車輛與剛性墻的碰撞、機(jī)車與機(jī)車的碰撞、機(jī)車與車輛、車輛之間的碰撞，到列車對(duì)列車的碰撞，以及車輛發(fā)生碰撞后客室內(nèi)乘客的二次碰撞都進(jìn)行了大量研究。日本川崎重工已交付紐約地鐵使用的R142型地鐵列車，為滿足美國(guó)提出的車體結(jié)構(gòu)能吸收撞擊能量的要求，專門在美國(guó)科羅拉多州的普韋布洛市進(jìn)行了單臺(tái)整車的沖撞試驗(yàn)。國(guó)際鐵路聯(lián)盟試驗(yàn)研究所(ERRI)在改進(jìn)司機(jī)室正面碰撞時(shí)的動(dòng)力阻抗方面進(jìn)行了研究。其目的是開發(fā)分析碰撞過(guò)程的新方法和理論，設(shè)計(jì)能安裝在車體上的能量吸收裝置，并提出全尺寸碰撞可行性研究，在車輛端部碰撞區(qū)域耗散碰撞能量。這一項(xiàng)目還包括對(duì)能量吸收部件以及安裝于車體上的能量吸收部件的材料和結(jié)構(gòu)特性的研究，并作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，包括鋁制的蜂窩材料、承受沖擊載荷的平板以及承受軸向載荷的鋼管。
[0003]本實(shí)用新型主要考慮從實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)驗(yàn)證機(jī)車車輛的碰撞特性，建立一種簡(jiǎn)單有效的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在較短時(shí)間內(nèi)使得機(jī)車車輛獲得較大的能量，從而實(shí)現(xiàn)碰撞。
[0004]鑒于目前實(shí)驗(yàn)中為獲得當(dāng)量碰撞速度所用的推動(dòng)系統(tǒng)的一些不足之處，如大型活塞氣缸推動(dòng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行維護(hù)等方面存在一定問(wèn)題或困難，類似導(dǎo)彈氣體發(fā)射推動(dòng)系統(tǒng)存在氣體沖擊時(shí)間短、制造難度高、音爆等問(wèn)題，本實(shí)用新型需要解決碰撞實(shí)驗(yàn)臺(tái)快速展開式推動(dòng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)車車輛在較短時(shí)間、較短距離的情況下獲得較大能量和速度，在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)車車輛高速碰撞實(shí)驗(yàn)開展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，它能有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)車車輛在較短時(shí)間、較短距離的情況下獲得較大能量和速度。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種用于高速列車碰撞實(shí)驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，包括儲(chǔ)氣罐，空氣彈簧、主動(dòng)小車和軌道，儲(chǔ)氣罐通過(guò)安裝座與地基固定，儲(chǔ)氣罐右端設(shè)有接口法蘭，空氣彈簧左端部接口通過(guò)壓板和螺栓與儲(chǔ)氣罐的接口法蘭連接，空氣彈簧右端部接口通過(guò)壓板和螺栓與封底板連接；限位板通過(guò)螺栓與主動(dòng)小車的左端面固定。
[0007]所述儲(chǔ)氣罐上設(shè)有進(jìn)氣閥、限壓閥、氣壓計(jì)、排氣閥。
[0008]所述壓板為圓環(huán)形薄板，其內(nèi)孔一側(cè)設(shè)有大圓弧半徑的倒圓。
[0009]所述限位板沿圓周設(shè)有均勻分布的螺紋孔和均勻分布的通孔。
[0010]通過(guò)以上技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)小車快速做功，使其在短時(shí)間和行程內(nèi)達(dá)到所需碰撞速度，具有作用力大，主動(dòng)車輛加速明顯，實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間較小，實(shí)驗(yàn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖2為本實(shí)用新型圖1標(biāo)記I的局部放大圖
[0013]圖3為本實(shí)用新型圖1標(biāo)記II的局部放大圖
[0014]圖4為本實(shí)用新型圖1標(biāo)記III的局部放大圖
[0015]圖5為本實(shí)用新型限位板結(jié)構(gòu)圖
[0016]圖6為本實(shí)用新型封底板結(jié)構(gòu)圖
[0017]圖7為本實(shí)用新型壓板結(jié)構(gòu)圖
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0019]本實(shí)用新型提供一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，包括:固定在地基上的儲(chǔ)氣罐2，與儲(chǔ)氣罐2連接的空氣彈簧12，設(shè)在軌道21上的主動(dòng)小車18以及小車鎖定裝置20。儲(chǔ)氣罐2下方設(shè)置有安裝底座1，儲(chǔ)氣罐2的開口端設(shè)有法蘭接口 7 ;同時(shí)，儲(chǔ)氣罐2安裝有進(jìn)氣閥3、排氣閥6、限壓閥4和氣壓計(jì)5 ;安裝座I與地基通過(guò)地腳螺栓固定，進(jìn)氣閥3與供氣系統(tǒng)管道相連通，空氣彈簧12左端部接口 9通過(guò)壓板10和螺栓8與儲(chǔ)氣罐2右端接口法蘭7連接。
[0020]空氣彈簧12相鄰兩個(gè)氣室之間設(shè)有加固環(huán)13，空氣彈簧12右端部接口 17通過(guò)螺栓11與壓板15和封底板16連接。
[0021]若氣囊長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，其自由伸縮端在重力的作用下會(huì)向下移，則主動(dòng)小車18所受推動(dòng)力與其滑行的方向不在同一直線上，導(dǎo)致小車翻滾或是沖出軌道21。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在主動(dòng)小車18的左端面上用螺栓14固定有一限位板22，空氣彈簧12右端部接口 17的安裝螺栓11的螺母突出部分嵌入限位板22中，這可使封底板16與小車18充分接觸，并對(duì)空氣彈簧12的展開起導(dǎo)向的作用。限位板22設(shè)有沿圓周均勻分布的螺紋孔(通過(guò)螺栓將限位板與小車固定連接)和沿圓周均勻分布的通孔(中心圓與空氣彈簧右端蓋板上的法蘭孔中心圓同軸線)，孔的大小能使螺栓連接件嵌入，可限制空氣彈簧12右端在垂直方向上因重力作用的位移，使推動(dòng)力的方向與主動(dòng)小車18行駛的方向在一條直線上，對(duì)空氣彈簧12的展開也起著導(dǎo)向的作用。[0022]下面結(jié)合圖說(shuō)明本實(shí)用新型的使用方法及流程:進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，打開排氣閥6對(duì)儲(chǔ)氣罐2及空氣彈簧12內(nèi)空氣進(jìn)行釋放，將主動(dòng)小車18推至與封底板16接觸，壓縮空氣彈簧12至最小長(zhǎng)度尺寸，并用鎖定器20通過(guò)限位開關(guān)19將主動(dòng)小車18鎖定，，然后關(guān)閉排氣閥6。
[0023]實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)速度與動(dòng)力的不同要求，通過(guò)接入氣泵的進(jìn)氣閥3對(duì)儲(chǔ)氣罐2充氣，充入的氣體使空氣彈簧12有一定程度的膨脹，且在封底板16處產(chǎn)生推力并作用在主動(dòng)小車18上，當(dāng)儲(chǔ)氣罐2內(nèi)氣體壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求后，打開鎖定器20開關(guān)，鎖定器20與主動(dòng)小車18限位開關(guān)19脫離，主動(dòng)小車18被釋放，空氣彈簧12在高壓氣體的作用下迅速地展，展開過(guò)程中高壓氣體所產(chǎn)生的巨大推動(dòng)力作用在主動(dòng)小車18上，使主動(dòng)小車18在短時(shí)間內(nèi)獲得很大的加速度，在空氣彈簧12完全展開后，主動(dòng)小車18在獲得最大速度后繼續(xù)向前滑行至與被撞車輛相撞。該過(guò)程完成了在短距離短時(shí)間內(nèi)主動(dòng)小車18獲得較大的能量，從而實(shí)現(xiàn)列車碰撞實(shí)驗(yàn)的要求，主動(dòng)小車18的加速行程隨著空氣彈簧12的長(zhǎng)度增大而延長(zhǎng)，推動(dòng)力也可隨封底板16與主動(dòng)小車18的作用面積和儲(chǔ)氣罐2內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而增大。
[0024]以上敘述力圖顯示和描述本實(shí)用新型的主要特征、實(shí)質(zhì)、基本原理、技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以及【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施方式是為了幫助讀者理解本實(shí)用新型的原理，在不脫離實(shí)用新型思想和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有其他各種變化和改進(jìn)，應(yīng)被理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，包括儲(chǔ)氣罐(2)，空氣彈簧(12)、主動(dòng)小車(18)和軌道(21)，其特征在于:儲(chǔ)氣罐(2)通過(guò)安裝座(I)與地基固定，儲(chǔ)氣罐(2)右端設(shè)有接口法蘭(7 )，空氣彈簧(12 )左端部接口( 9 )通過(guò)壓板(10 )和螺栓(8 )與接口法蘭(7 )連接，空氣彈簧(12)右端部接口( 17)通過(guò)壓板(15)和螺栓(11)與封底板(16)連接；限位板(22)通過(guò)螺栓(14)與主動(dòng)小車(18)的左端面固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，其特征在于:所述壓板(10)為圓環(huán)形薄板，其內(nèi)孔一側(cè)設(shè)有大圓弧半徑的倒圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，其特征在于:所述限位板(22)沿圓周設(shè)有均勻分布的螺紋孔和均勻分布的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高速列車碰撞試驗(yàn)臺(tái)的推動(dòng)裝置，其特征在于:所述儲(chǔ)氣罐(2)上設(shè)有進(jìn)氣閥(3)、排氣閥(6)限壓閥(4)和氣壓計(jì)(5)。
【文檔編號(hào)】G01M7/08GK203672585SQ201320860480
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】張衛(wèi)華, 肖守訥, 柳忠彬, 王歡, 唐娟 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)