车辆缓冲器环簧强度分析
弹簧32554
二、弹簧的几何尺寸
D2
弹簧指数
D
D2
C D2 d
— 衡量弹簧曲率重要参数
簧丝直径 d
外径 DD2
内径 D1 中径 DD2
节距 p
螺旋升角
压簧自由高度H 0 拉簧长度 H 0
有效圈数 n 总圈数 n1
圆柱拉、压螺旋弹簧的设计
一、圆柱拉、压螺旋弹簧的结构、几何尺寸和特性曲线
圆柱螺旋弹簧分压缩弹簧和拉伸弹簧。
h max min H1 H 2
Flim为弹簧的极限工作载
荷，在它的作用下弹簧 丝内的应力达到了弹簧 材料的屈服极限。
无初应力的拉伸弹簧， 其特性曲线与压缩弹簧的特 性曲线相同。
有初应力的拉伸弹簧的 特征曲线，有一段假想的变 形量x，相应的初拉力为F0， 为克服这段假想变形量，使 弹簧开始变形所需的初拉力， 当工作载荷大于F0时，弹 簧才开始伸长。
支 承 圈 (bearing coils) ， 死 圈 (“dead” turns), n —— inactive end coils
弹簧两端与弹簧座相接触的部分，不参加弹簧变形，其端 部 应 垂 直 于 弹 簧 轴 线 。 两 端 死 圈 各 有 n=3/4(0.75) ～ 5/4(1.25) 圈 ， 具 体 与 端 部 形 式 有 关 ， 一 般 n=(0.75 ， 1 ， 1.25)圈。
因此从强度角度考虑C不能取得过大 C越小，刚度k越大，弹簧越硬，绕制越困难 C越大，刚度k越小，弹簧越软，绕制越容易，但易失稳，易颤动
磨平部分不少于圆周长的3/4，端头厚度一般不少于d/8。
几何尺寸和参数
中径 D2 外径D
内径D1 节距t
螺旋升角α
弹簧丝直径d C D
铁路货车缓冲器的发展趋势探讨
１ 货车缓 冲器的发展历程
我 国货 车缓 冲器 的发 展 可 以分 为 ３个 阶 段 ： １ 第
阶段是 ２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年 代 以前 ， 型缓 冲 器是 ２号 和 ３ 主
簧， 后端 为大 环簧 ， 其 中有 ２ 内环 开 有切 口 ， 目 且 个 其
的是 为 了减小 初始 刚 度 ， 加缓 冲器 的灵敏 性 。缓 冲 增 器 内共有 ２ 个 环簧 ， 中大环 簧 ８ 、 ５ 其 个 小环 簧 ４个 、 内 环簧 ９个 、 开有 切 口的 内环 簧及 半环簧 各 ２ 。 个 环簧缓 冲器 的特 点是 ：
图 １ ２号 缓 冲 器
收稿 日期 ：０ ９０ —１ ２ ０—９１ 作 者 简 介 ： 建 良 （９ ３）男 ３ ・
铁 路 货 车 缓 冲 器 的发 展 趋 势探 讨 郭 建 良
橡胶 缓 冲器借 助于橡 胶分 子 内摩擦 和 弹性 变形 起
到缓 和冲击 和 消耗 能量 的作 用 。为 了增 大 缓 冲 器 容 量， 在头 部装有 金属摩 擦 部分 ， 借助 ３个 带有倾 角 的楔 块， 在受压 时 与箱体 及 压 头 间各 接 触斜 面产 生 相 对 位 移， 通过摩 擦 而消耗 冲击 能量 。
ＭＸ １型缓 冲器 的 优 点 是 提 高 了容 量 ， 能 良 一 性 好， 能量 吸收率达 到 ９ ， 构 简单 ， 件少 ， 量 轻 ， ０ 结 零 质 成本低 ， 制造 方便 ， 检修 容易 。
况下具备 较高 的容 量 以提 高车辆 的连挂速 度 和编组效 率， 又要 在货 车的运 行 过程 中缓 和 由于机 车 牵 引力 的 变 化或在 启动 、 动 时 车辆 相 互 碰撞 而 引 起 的 纵 向 冲 制
击 或振动 。
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。
浅谈 CRH5 型动车组自动车钩的组成和调试
浅谈 CRH5 型动车组自动车钩的组成和调试摘要：车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一，它是用来连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离，并且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。
本文着重介绍了CRH5型动车组的车钩的组成和原理，阐述了对辅助供电系统主要调试方法。
关键词：CRH5 动车组自动车钩随着国民经济的快速发展和铁路跨越式发展战略的实施，铁路的客运量持续增长，CRH5型动车组已广泛用于各客运线路，动车组检修也将逐渐成为高铁运营工作中极为重要的组成部分。
由于CRH5型动车组承重量和空间的限制，现有动车组还很难满足当前铁路客运的需求，通过自动车钩使车辆重联运行已成为解决此问题的重要方法。
由此可见，保证全自动车钩的性能稳定在如今的CRH5型动车组运营中尤为重要。
1.自动车钩概述全自动车钩广泛应用于铁路客车、动车及地铁轻轨车辆，通常用于列车头尾两端，不仅要实现车辆间的机械连接、气路连接,还要实现车辆与车辆之间的电气连接,涉及到车辆之间作用力的传递、车辆的限界、空气动力学、车辆动力学等多个方面。
CRH5型动车组车钩供应商为上海丹纳和青岛四方所。
自动车钩的技术参数如下：车钩长度 1530mm车钩最大水平摆角 ±25°车钩最大垂直摆角 ±6°车钩抗压强度 1500KN车钩抗拉强度 1000KN气液缓冲器最大阻抗力 1000KN最大行程 200mm环簧最大阻抗力 600KN最大行程 30mm2. 自动车钩的组成CRH5型动车组自动车钩主要由连挂系统、缓冲系统、安装吊挂系统等几个模块组成。
详细如下图。
2.1连挂系统连挂系统用于实现车辆间的机械、风路和电路的连接。
分别由机械车钩、电气连接器两大部分组成。
为了增强系统的可靠性，将探测机械车钩连挂状态的机构阀从车钩的外下部转移到车钩的背部中心位置，这样安装可靠，不易受到非正常因素的影响。
电气连接器采用带有机械自锁的推送气缸代替原来的无自锁推送气缸，即电气连接器推出到位后，推送气缸实现机械锁定，保证气缸无法回退。
附录2-1-车钩缓冲装置说明书
25T型客车车钩缓冲装置说明书•••第一节密接式车钩缓冲装置使用、维护1 密接式钩缓装置的使用范围25T型客车采用的密接式车钩缓冲装置是由四方车辆研究所专为此而设计的，型号为MJGH-25T。
2 密接式钩缓装置的组成及性能指标1）本装置可实现自动连挂，连挂状态纵向平均间隙不大于1.5mm；2）本装置在使两车可靠连挂的同时，保证列车能顺利通过现有线路所有平、竖曲线；3）缓冲和吸收列车运行过程中车辆之间的纵向冲击能量；4）解钩采用人工作业；5）密接式车钩不能直接与普通车钩连挂，如特殊情况下要求车组与装普通车钩的机车车辆连挂的，可采用配备的专用过渡车钩。
2.3 密接式钩缓装置的主要技术指标如下：1）整体强度：≥2000 kN2）缓冲器性能参数：初压力：≤30kN阻抗力：≤800 kN容量：≥30kJ行程：73mm3）车钩平均连挂间隙：≤1.5mm4）水平转角≥±17°垂直转角≥±4°3 密接式钩缓装置的安装和拆卸要求密接式钩缓装置的安装位置在车体牵引梁的专用安装座上，安装座的厚度根据具体的技术文件确定。
安装前，应先用垂球检测车钩安装板（即允许上翘15ˊ）。
的垂直度，垂直度应为90°25.03.1 该装置通过4个M38螺栓固定在车体对应安装座上，组装时应加弹簧、平垫圈及防松开口销。
应采用测力扳手作业，紧固扭矩为800～900N·m。
3.2 密接式钩缓装置安装后，钩体凸锥顶点距轨面的垂直距高为880±30mm。
3.3 拆卸密接式钩缓装置，将钩体支撑水平，拆下4个M38安装螺栓。
4 密接车钩缓冲装置的使用4.1 列车连挂要求密接式车钩缓冲装置可以实现列车自动连挂。
连挂时，要求连挂速度不大于5km/h。
4.2 列车解钩方法密接式车钩缓冲装置的解钩由人工完成，具体操作过程规定如下：1)确认手柄定位销位于解钩手柄的销孔中（图1.2位置1），不能位于钩体的销孔中（图1.2位置2）。
某转管武器双向环形弹簧缓冲器的设计
④ 为便 于计 算 ， 取射 角为零 ； ⑤ 省去 因动 力偶 而增 大 的
滑 板摩擦 阻力 ， 取滑 板摩擦 阻力 Ｆ， 为 一常 量 。转 管炮
在缓 冲 器上的运 动 如 图 ２所 示 ， 其 中， Ｆ 为后 坐 力 ， ｊ
为后 坐 冲量 。
冲筒 、 连杆 、 耳环 、 螺套 、 螺帽、 垫片 等组成 ， 其结 构 如图
图 】 双向环形缓冲器结构 图
３ 炮身缓 冲运 动微 分方 程的 建立 和求 解
３ ． １ 建 立 方 程
此缓 冲装 置 在炮 身后 坐和 复进过 程 中都起 到 了缓
收 稿 日期 ：２ ０ｌ ３ － ０ ５ — １ ０ ；修 Ｈ期 ：２ ０ １ ３ — ０ ６ — １ ８
关 键 词 ： 转管 武 器 ；缓 冲 器 ；环 形 弹 簧
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｊ ２ ０ ３ ． ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
冲的作用 ， 在炮 身复进 到 位时能 继续 向前 运 动 ， 向前 压
缩缓 冲 簧 ； 前 冲到位 后 ， 缓 冲簧 伸 张 ， 又 使 炮 身返 回运 动 。这样 炮身 的运动 周而 复始 ， 每循 环 一次 ， 就构成 了
和最 大工 作行 程 ， 并 由此 设 计 出能 满 足 要 求 的 缓 冲
装 置结构 。
由 于缓 冲 器在其 工 作 过 程 中受 力 比较 复 杂 ， 因 此 可 以做一 些 合 理 假 设 ， 以简化计算 ， 方 便 分 析 。具 体 为： ①架 座保持 稳定 ， 否则 ， 架 座 的 移 动 和 跳动 要 吸 收
簧 的缓 冲能 力很 高 ， 能消耗 掉所 吸 收的大 部分 能量 ， 而 只释放 吸 收总能 量 的 １ ／ ３左 右 ， 通 常 用 在空 间尺 寸 受
起重机缓冲器的工作原理_概述说明以及解释
起重机缓冲器的工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在起重机的工作中，为了保护起重机和承载物件免受冲击和振动的影响，起重机缓冲器扮演着非常重要的角色。
起重机缓冲器通过吸收能量、减少运动速度并提供稳定支撑，可以有效地减轻或避免因起吊过程中产生的震荡造成的设备损坏和人员伤害。
1.2 文章结构本文将以“起重机缓冲器的工作原理”为主题展开探讨，并分为五个部分。
引言部分旨在提供对本文所探讨内容的概述，介绍起重机缓冲器工作原理的基本知识。
接下来，第二部分将详细介绍起重机缓冲器的定义、作用以及基本组成部分。
第三部分将根据缓冲力特点和工作介质进行分类，并列举不同场景下起重机缓冲器选择与应用示例。
第四部分将探讨当前研究热点、技术发展方向和创新应用举例，并阐述其可能对行业产生的影响和推动作用。
最后一部分将总结起重机缓冲器的工作原理及其重要性，展望其未来发展方向，并探讨进一步研究的方向和潜在问题。
1.3 目的本文旨在全面解释起重机缓冲器的工作原理，包括其定义、作用和基本组成部分。
通过对不同类型起重机缓冲器及其应用场景的分类介绍，读者将了解到不同场景下起重机缓冲器的选择与应用示例。
此外，通过对当前技术研究热点、技术发展方向和创新应用的探讨，本文还将揭示起重机缓冲器技术的未来趋势及可能带来的影响。
最后，在总结与展望部分，文章将归纳起重机缓冲器工作原理及其重要性，并提出关于未来发展方向和进一步研究方向的讨论，为相关领域的学者和从业人员提供参考与启发。
2. 起重机缓冲器的工作原理:2.1 缓冲器的定义和作用:起重机缓冲器是一种用于起重机械系统中的安全保护装置。
它主要通过吸收和释放能量，减轻起重物体或载荷在运行过程中产生的冲击力。
缓冲器的作用是防止起重机发生意外事故，保护机械设备和工作人员免受过大的冲击力所造成的伤害。
它通过控制起重过程中的速度变化，起到减震、减振、平稳操作及延长设备使用寿命等功能。
2.2 缓冲器的基本组成部分:一个标准的起重机缓冲器通常包括以下几个基本组成部分:- 缓冲介质: 常见的缓冲介质有油、气体和弹性材料等，根据不同应用场景选择合适的缓冲介质。
底盘结构件强度分析报告（后桥、制动器、摆臂、副车架等）
底盘结构件强度分析报告（后桥、制动器、摆臂、副车架等）⽬录1任务来源 (1)2分析⽬的 (1)3前悬模型分析 (1)3.1模型简化 (1)3.2 前悬模型简介 (1)4前悬分析⼯况介绍 (2)4.1最⼤铅垂⼒⼯况（1.75倍静载） (2)4.2最⼤制动⼯况 (2)4.3最⼤侧向⼒⼯况 (2)5前悬分析结果 (2)6后悬分析模型 (6)6.1后悬分析模型简化 (6)6.2 后桥模型简介 (6)7后悬分析⼯况介绍 (6)7.1最⼤铅垂⼒⼯况（1.75倍静载） (7)7.2最⼤制动⼒⼯况 (7)7.3最⼤侧向⼒⼯况 (7)8后悬分析结果 (7)9 结论 (10)1 任务来源根据**车型设计开发协议书及相关输出要求，**车型要求对其前后悬架进⾏强度分析。
2 分析⽬的**的前后悬架多为借⽤，且**现在已经加重，需要对前后悬架在新设计的**上的强度进⾏计算，分析其强度条件是否满⾜。
3 前悬模型分析3.1模型简化**车前悬是麦弗逊式悬架，根据各部件之间的联接关系对模型进⾏相应的简化。
简化后的前悬模型由以下⼏个部件组成，分别是：左右减震器外筒、转向节、下摆臂、转向横拉杆，纵向推⼒杆，减震器安装⽀架等。
在ABAQUS中建⽴有限元仿真模型（见图1）。
图1 前悬运动学模型3.2 前悬模型简介由于前悬中的部分部件形状较为复杂，⽐如转向节、纵梁推⼒杆等，对于六⾯体分⽹有⼀定难度。
为保证项⽬进度，且⼜不失仿真结果的精确性，对这些部件采⽤了⽐较密集的四⾯体⽹格划分，且在ABAQUS中，赋予C3D10M⼆次四⾯体修正单元。
该类型单元可以⽤于接触等分析类型，且精度较⾼。
其他部件采⽤六⾯体分⽹，赋予C3D8I⾮协调六⾯体单元。
该类型单元同样具有较⾼的仿真精度，同时不存在沙漏现象。
各部件之间的联接关系按照实际情况，同时也参考了ADAMS中麦弗逊悬架各部件间的运动学关系。
4 前悬分析⼯况介绍初始条件：满载前轴载荷：785KG前轴簧下质量：56 KG簧上质量：729 KG轮胎滚动半径：286MM单侧轮胎接地点受⼒：3846.5N4.1最⼤铅垂⼒⼯况（1.75倍静载）最⼤铅垂⼒⼯况模拟在1.75倍的满载状态下前悬的受⼒情况，单侧转向节上的载荷如下：垂向⼒：6731.375N4.2最⼤制动⼯况最⼤制动⼯况模拟了车辆在摩擦系数为0.8的路⾯下的制动情况，且摩擦⼒完全充当制动⼒。
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2006年用户年会论文
车辆缓冲器环簧强度分析
田建广 揭长安
[天津机车车辆厂]
[ 摘 要 ]：本文通过对货车二号缓冲器的内、外环弹簧进行有限元分析，明确了内、外环弹簧承载状态下的应力分布和变形，较好地验证了极限载荷下该缓冲器环弹簧产生塑性变形的情况。
特别是首次探明了内、外环弹簧接触表面的接触应力状态，为改进环弹簧的设计提供了依据。
1. 引言
为了提高铁路货车运输能力，适应目前高速重载的需要，作为主要承载零件的缓冲器的工作状况正在越来越受到重视。
为了我厂缓冲器产品的研究和新品的开发，我们对铁路货车装用量最大的二号缓冲器环簧进行了分析和验证。
2. 模型的建立
图１为二号缓冲器内、
外环弹簧接触状态简图，承载状态下由于受到轴向压力的作用，使外环的上端面与内环的上端面处在同一水平面内，即内环受压而缩小，外环受拉而涨大。
由于环簧是一个轴对称物体，因此我们建模时采用平面轴对称建模方式。
网格为自适应网格。
（见图２）
3. 加载
由于承载状态下，内环与外环相互接触摩擦，因此该分析为接触非线性结构分析。
当施加力载荷时，发生了求解不收敛的情况，原因是产生了刚体运动，接触失效。
为了解决该问题，我们选择了施加位移载荷的加载方式，收到了很好地效果。
另外，我们还试用了施加力载荷时，在刚体运动方向加了一个刚度较弱的弹簧，来防止刚体运动的产生，虽然也达到了收敛的结果，但是发现应力分布情况与采用位移
2006年用户年会论文
加载时的结果有差别，在此一并提出，望各位专家予以指导。
4. 结论
应用ANSYS 分析软件对内、外环弹簧应力分析，结果表明内、外环弹簧的接触面上，内环簧的上角和外环簧的下角部位的接触应力最高，是产生应力集中的地方（见图3）。
在实际零件的相关部位内环弹簧采用了R2，外环弹簧采用了R3的倒角，有效地减小了相关部位的接触应力值（见图4），从理论上验证了设计的合理性。
ANSYS 软件对接触问题的分析，是目前其它常规计算和实验测定无法解决的。
在给定极限位移的条件下，分析得到的最大载荷为1430kN 内、外环弹簧，与实际测得载荷平均值1200kN 相差19.2%,这是因为分析中假设材料是完全弹性的。
从应力图中可以看出内、外环弹簧局部应力超出材料屈服极限,导致内、外环弹簧出现塑性变形，所以实际测量值低于分析值。
从内环弹簧内径缩小、外环弹簧外径增大的测量结果，也验证了ANSYS 软件分析是正确的。
图三
图四。