带变形管的橡胶缓冲器
薄壁金属管塑性变形缓冲器吸能特性的试验研究
１ 试 验 准 备
１ １ 薄 壁金属 管塑 性变 形缓冲器 ． 薄 壁 金 属 管 塑 性 变
缓 冲吸能结 构之 一 。大量 研 究 表 明 ， 过 合理 的设计 ， 经
单一 的薄壁 管 结 构 具 有 可控 制 的破 坏 模 式 ， 平 稳 的 较
压缩 载荷 ， 是优 异 的缓 冲 吸能元件 ¨ 。蜂 窝材 料是 一 ’
振
动
与
冲
击
第２ ９卷第 ４期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ０Ｎ １ ＡＮＤ Ｈ０ＣＫ Ｓ
薄壁 金属 管 塑性 变 形缓 冲器 吸能特 性 的试 验研 究
罗 昌杰 ，刘荣强 ，邓宗全 ，李 萌 ，沈进进
１００ ） ５０ １
（ 尔 滨 工 业 大 学 机 电 工程 学 院 ， 尔 滨 哈 哈
荷超 过设 定 的阈 值 时 （ 与
缓 冲器 于 锥 环 大 端 的外 径 大 于 胀 环 下 端 的 内 ，
器其 缺点是 理想 吸能效 率 较 低 ， 冲击 力 不平 稳 ， 利 于 不 缓 冲器 的设 计 。 薄壁金 属管 塑性 变 形 缓 冲器 具 有 结 构 简 单 、 冲 缓 力平稳 、 适应 环境 温度 能力 强 等优 点 ， 类 缓 冲器 已经 该
的“ 驱者 ” 星探 测 器 上 面得 以成 功 应 用 ’ ， 其 先 金 但
缓 冲特 性难 以在 相关 的文 献 中查 到 ， 因此 ， 对其 缓 冲特
Ｐ２ｒ［ （） ］Ｒ （ ＝３ｓ一 × ．￣ － ｒ １ ）
式 ： ≠ 中 一
，
— —
性进 行研究 具有 重要 的意 义 。为 了研究 薄 壁 金 属管 塑 性变形 缓 冲器 的吸能特 性 ， 文 通过 对 １ 本 ２种不 同规 格 的薄壁铝 管塑 性 变 形 缓 冲 器进 行 试 验 研 究 ， 据 试 验 根 结果对 缓 冲 器 的 吸能 特 性 进 行 了评 估 。在 此 基 础 上 ，
项目4任务2 车钩缓冲装置及部件的检修
任务二车钩缓冲装置及部件的检修【知识要点】1．城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的作用及类型。
2．城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的结构及作用原理。
3．城市轨道交通车辆车钩缓冲装置的检测和检修的方法。
【项目任务】1．了解检测车钩的磨损状况。
2．熟练检修检测车钧钩头、电器连接箱、气路连接器、缓冲器、对中装置、钩尾冲击座以及其他附件。
3．掌握车钩的检修、检测和控制元件检修。
4．掌握车钩的试验。
【项目准备】1．所需工具：钩锁间隙规、注油枪、扭力扳手、刚性金属丝、拉簧安装钩、金属直尺、水准仪、毛刷、探伤仪、兆欧表、车钩试验台、缓冲器试验台。
2．所需物料：清洁剂、压缩空气、干净软擦布、防腐涂层、润滑脂、黑色油漆、肥皂液、润滑剂，车钩上的紧固螺栓、螺母、拉簧、接地铜编制线。
【相关理论知识】车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一，通过它使调机车和车辆之间或列车的车辆和车辆之间实现连挂，并且传递和缓冲列车在正常运行或在调车作业时所产生的纵向牵引（制动）力或冲击力。
城市轨道交通车辆的车钩缓冲装置按其结构的不同可分为三种类型，即全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩（也称半永久拉杆），其均属于密接式车钩。
全自动车钩可以实现机械、气路和电路的完全自动连挂、自动解钩或人工解钩。
半自动车钩的机械和气路的连接机构与作用原理基本上与全自动车钩相同，可以实现自动连挂和解钩或人工解钩，但是电路必须靠人工连接和分解，以方便检修作业。
半永久车钩的机械、气路和电路的连接和分解都需要人工操作，但一般只有在架修以上的作业时才进行分解。
上海地铁车辆的车钩缓冲装置分为三种不同的类型，即全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩，其基本结构都是由车钩钩头、缓冲装置、对中装置和钩尾冲击座等部分组成。
一、上海地铁直流电动列车的车钩上海地铁直流电动列车的车钩是由德国夏芬伯格（Scharfenberg）公司设计和制造，全自动车钩的结构如图4-22所示，车钩钩头由机械钩头（型号为35号）、电气连接箱和气路连接器三部分组成。
装卸机械主要零部件—缓冲器
(Kg) 0.28 0.404 0.469 0.621 0.723 0.851 1.237 1.44 2.166 2.268 2.735 3.252 4.293 5.11 6.227 8.07 9.663 11.876 15.728 19.385
聚氨酯缓冲器
HS2型缓冲器
起重机用HS2型缓冲器性能参数表
木质缓冲器和橡胶缓冲器
表2-2 橡胶缓冲器的技术性能及主要尺寸。
图2-1 橡胶缓冲器
03 聚氨酯缓冲器
聚氨酯缓冲器
聚氨酯缓冲器的构造与橡胶缓冲器相似（见图3-1）。但这种缓冲器的重量轻，使用寿命比橡胶缓 冲器长。
工作原理：聚氯酯缓冲器是利用聚氯酯材料特殊的微孔气泡结构来吸能缓冲，在受冲击过程中相当 于一个带有多气囊阻尼的弹簧。
570
b
(mm) 70 85 85 100 100 100 130 130 130 160 160 160 200 200 200 250 250 250 315 315 315 400 400 500
500
Φ(mm)
12 12 12 14 14 14 14 14 14 18 18 18 18 18 18 22 22 22 22 22 22 24 24 24
200
20
6.48
150
108
3
HS2-810
JHQ-B-12
200
160
240
20
8.112
120
169
3.9
HS2-1000 JHQ-B-13
200
200
240
20
10.14
150
169
4.7
HS2-1270 JHQ-B-14
地铁列车碰撞吸能元件简述
丝路视野地铁列车碰撞吸能元件简述常 瑞（中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062）【摘要】随着轨道客车制造业的高速发展，地铁在城市中的应用也越来越广泛。
地铁是城市中的重要运输工具，它不仅可以有效缓解城市中的交通压力，同时具有运载客流量大、经济、环保等特点，已经成为城市中的首选交通工具。
地铁列车碰撞事故发生时，不但对车辆结构造成破坏，也对乘客生命安全构成威胁，同时给社会带来巨大的负面影响。
本文拟对地铁列车碰撞的四级吸能进行概述，并详细介绍了各吸能元件的特点及应用，为列车碰撞吸能研究提供参考依据。
【关键词】地铁车辆；列车碰撞；吸能元件一、引言在地铁列车运行过程中，安全问题是不容忽视的重要问题。
地铁列车的碰撞事故，不仅会造成车辆的直接损坏，而且会威胁到列车上乘客的生命安全。
为增加列车碰撞的被动安全性，地铁列车具有一定的被动吸能结构，在列车发生碰撞事故时，对车体起到保护的作用，以减轻人员伤亡。
本文详细介绍了地铁列车常用的吸能元件，为列车碰撞吸能研究提供参考依据。
二、地铁列车碰撞吸能概述列车相撞时，冲撞力最大的是头车，后面车依次迅速减小，综合考虑吸能工况，吸能结构一般布置如下。
（1）头车端部设置4级吸能，依次分别为车钩缓冲器吸能，车钩压溃管吸能，车钩过载保护装置破坏吸能，端部防爬吸能装置吸能。
（2）中间车端部设置2级吸能：依次分别为车钩缓冲器吸能，车钩压溃管吸能。
三、地铁列车的主要吸能元件（一）缓冲器缓冲器是一种可恢复变形的能量吸收装置，它主要安装在地铁列车的车钩上。
当地铁列车发生5~8km/h的低速连挂时，车钩上的缓冲器起主要的吸能作用，并且在完成吸能作用以后能够回复到初始状态。
目前地铁列车的车钩上配置有三种类型的缓冲器：分别是橡胶缓冲器、气液缓冲器、胶泥缓冲器。
1.橡胶缓冲器目前应用于地铁列车的橡胶缓冲器主要是EFG3缓冲器，它主要是通过橡胶的弹性变形来吸收列车碰撞产生的动能。
EFG3缓冲器可以在拉、压两个方向吸收能量，吸能容量大约在14kJ左右，其主要特点如下：结构比较简单，吸能介质为橡胶块，刚度较小，有利于缓和冲击、提高舒适度；容量较低，能量吸收率低，一般仅能满足列车 5km/h 连挂的要求；使用免维护周期为8年，需定期更换橡胶元件；可配合较长行程地压溃管以吸收高速碰撞情况下的冲击能量。
橡胶缓冲器检验标准
2. 原因描述：
说明
3. 测试方法：
4. 注意事项：
SQE:
日期：
1.
检 验 记 录 2.
要求
3.
4.
抽样方案按照第 3 步规定进行；对供应商的每个送货批次产品进行随机抽样检验。 对产品的 1、4、5、7 项的检验结果：检验合格，记录“Y”字样；检验不合格，记录“N”字样，并对不合格项目的原因作出详细记录。 对产品的第 6 项的检测结果：检验合格，记录“Y”字样；检验不合格，记录“N”字样，并对不合格项目的原因或测试数据作出详细记录。 产品的最终判定结果必须用“Y”、“N”作出判定，
224
HX–1600
250
HX–2000
280
HX–2500
315
尺
d1
d2
52
63
58
71
69
80
83
100
93
112
103
125
116
140
130
160
145
180
166
200
186
224
207
250
232
280
259
315
290
355
325
400
mm
H
h
50
5
56
6
67
7
80
8
90
10
100
12
序号 1
2 3
4 5
橡胶弹性体选用的胶料，其物理、力学性能应符合下表规定
试
验
项
目
断裂强度
扯 断伸长率 邵尔 A 硬度
热 空 气 老 化 系 数 （ 70℃ ×72h） 扯 断永久变 形
项目五 城市轨道交通车辆连接装置的维护与检修
任务一 车钩缓冲器及其维护与检修
四、车钩缓冲器的附属装置
任务一 车钩缓冲器及其维护与检修
四、车钩缓冲器的附属装置
2）自动开闭式风管连接器 图5-17所示为自动开闭式风管连接器，该装置具有自动 开闭装置。当两车钩连挂时，顶杆与密封圈同时受压，密封 圈在防止泄漏的同时，顶杆压缩阀垫、滑阀和顶杆弹簧，阀 垫和滑阀后退，使阀垫与阀体脱开，气路开通。解钩时由于 密封圈和顶杆失去压力，在弹簧的作用下，各部件恢复原位， 风路断开。
任务一 车钩缓冲器及其维护与检修
三、缓冲器
2）环弹簧缓冲器的主要技术参数 环弹簧缓冲器的主要技术参数见课本82页表5-2。
任务一 车钩缓冲器及其维护与检修
三、缓冲器
3.环形橡胶缓冲器 1）环形橡胶缓冲器的结构及原理 环形橡胶缓冲器主要由牵引杆、缓冲器体、环形橡胶弹簧等部 分组成，属于免维护的橡胶缓冲器，如图5-11所示。缓冲器安装 在车钩安装座上，可以吸收拉伸和压缩能量，半自动车钩和牵引杆 均用相同的方法安装固定。
车钩和半永久性牵引杆三种。 1）自动车钩 2）半自动车钩 3）半永久性牵引杆
任务一 车钩缓冲器及其维护与检修
三、缓冲器
缓冲器是车辆牵引连挂装置的重要组成部分，主要用来传递和 缓和纵向冲击力。城轨车辆采用的缓冲器主要有以下几种形式：
1.层叠式橡胶金属片缓冲器 1）层叠式橡胶金属片缓冲器的结构及原理 如图5-9所示，层叠式橡胶金属片缓冲器主要由橡胶金属片、 前从板、牵引杆、缓冲器后盖、滑套、缓冲器体及后从板等组成。
三、缓冲器
任务一 车钩缓冲器及其维护与检修
四、车钩缓冲器的附属装置
1.风管连接器 1）不带自闭装置的风管连接器 图5-16所示为不带自闭装置的风管连接器。当车钩互相 连挂时，密封圈互相接触受压，借助于滑套、橡胶套和前弹 簧使压力达到70~160 N，保证气路开通时密封圈不会泄漏。 在该连接器后端的管路上装有一个截止阀。正常解钩时，首 先将截止阀关闭，以防止制动主管排风而产生紧急制动。
城市轨道交通车辆与结构(第四章车钩)
解钩阀分解（需由司机操纵）
压缩空气由总风管进入前车(或后车)的解钩风缸，同时经解钩风管连结 器送入相连挂的后车(或前车)解钩风缸，活塞杆向前推并带动解钩杆， 使钩舌转动至开锁位置，此时两钩即可解开。
两钩分解后，解钩风缸的压缩空气迅速排出，解钩弹簧得以复原，带动 钩舌顺时针向转动40°。恢复到原始状态，为下次连挂作好准备。
（2）两车钩连接表面之间间隙减小
降低了列车中的纵向冲击力，提高了列车运行的平稳性。 两连挂车钩相互冲击而产生的噪音，改善了对环境的影响，这对于城市轨道车辆和客车尤
为重要。
（3）车钩零件的横向位移减小
改善了自动车钩内机构的工作状态，减小了在车钩零件上所作用力。 车钩连接表面的磨耗减少。
（4）避免在意外撞车事故时，发生一个车辆爬到另一个车辆上的危险。
一、综合作用和用途
连接列车中各车辆，并使之彼此保持一定的距离；
实现车辆之间机械、电气和气路的连接；
传递和缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。
精选2021版课件
1
二、车钩分类
按牵引连挂装置的连接方法，可分为：
1、非自动车钩
非自动车钩要由人工来完成车辆的连接。
2、自动车钩
精选2021版课件
19
半永久车钩
结构及组成：
它由两对雌雄结构的连接杆组成，其一侧装有双向 作用环弹簧牵引杆，另一侧为刚性牵引杆，两者用 一个便于拆卸的套筒式连轴节相连，确保连接刚度 和安全可靠。
由双向作用环弹簧牵引杆(或刚性牵引杆)、套简式连 轴节、支撑座、钩尾冲击座及气路连接管等组成。
安装：
轨面垂直。
机构性能：
整个车钩缓冲装置，为便于车辆通过水平曲线和竖曲线的要 求。
城市轨道交通车辆的走行部—车辆连接装置
a)非刚性车钩 b)刚性车钩
车钩
1.刚性车钩与非刚性车钩相比有如下优点： （1）减小了两个车钩连接表面之间的间隙，从而也降低了 列车中的纵向冲击 ，提高了列车运行的平稳性； （2）由于车钩零件的位移减小了，并且在这些零件上作用 的力也减小了，因此改善了自动车钩内部零件的工作条件； （3）减小了车钩连接表面的磨耗； （4）减小了由于两连挂车钩相互冲击而产生的噪音，这对 于城市轨道车辆和客车尤为重要； （5）避免在意外撞车事故时，发生一个车辆爬到另一个车 辆上的危险。
1900 1100
隔热系数 隔声量dB（A） 气密性
阻燃性
K<5.0W/m2·k ≥30 压力从3600Pa降至1350Pa的泄漏时间50秒以上
所有非金属部件应符合《铁路客车用非金属材料阻燃要求》
使用寿命
主要金属件寿命30年，折棚布寿命15年
缓冲装置
缓冲装置
一、缓冲器的作用与主要性能参数
缓冲器是城轨车辆连接装置的重要部件之一。它的作 用是用来缓和列车在运行中由于牵引力的变化或在启动、 制动时车辆相互碰撞而引起的纵向冲击和振动。缓冲器有 耗散车辆之间冲击和振动的性能，从而减轻对车体结构和 装载货物的破坏作用，提高列车运行的平稳性。
（1）按连挂方式分类 贯通道根据连挂方式的不同可分为分体式和整体式。
（2）按内部侧护板的结构分类 贯通道根据内部侧护板的结构可分为折棚内饰贯通道、
一体侧护板结构式贯通道和多块的结构
1.波纹折棚组成 2.紧固框架 3.连接框架 4.滑动支架 5.侧护板组成 6.顶板组成
9-螺母
6.可压溃变形管
缓冲装置
图5-19可压溃变形管的能量吸收情况 l-可压溃变形管；2、3-可压溃筒体
车钩