城市軌道車用彈性膠泥緩沖器及其應(yīng)用

1、城市軌道車用彈性膠泥緩沖器及其應(yīng)用摘 要:著重介紹了彈性膠泥和城軌用彈性膠泥緩沖器的性能優(yōu)點(diǎn)、工作原理。關(guān)鍵詞:城市軌道、彈性膠泥、緩沖器引言開展 城市軌道 交通 系統(tǒng)已成為我國解決城市交通 問題 的必由之路,城市軌道交通車輛的產(chǎn)業(yè)化是我國機(jī)車車輛 工業(yè) 的重要工作之一,而軌道車輛關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化是城市軌道交通車輛產(chǎn)業(yè)化的重要保證。緩沖器是城市軌道交通車輛的重要部件之一,其作用是緩和車輛沖擊減小車輛縱向沖動(dòng)。緩沖器性能的好壞直接 影響 行車平安和旅客舒適度,因此世界各國均重視對(duì)性能優(yōu)良緩沖器的開發(fā) 研究 。目前 國內(nèi)典型的緩沖器有橡膠緩沖器、油脂光滑的環(huán)彈簧摩擦式緩沖器、液壓緩沖器,但是它們

2、分別存在低溫性能和耐老化性能差、壽命短、制造與維修工藝復(fù)雜、本錢高、自重大、制造加工精度要求高等缺點(diǎn),所以都很難得到廣泛的推廣。1 彈性膠泥簡介用于彈性膠泥緩沖器研究的緩沖介質(zhì)彈性膠泥材料,是一種高粘度、可壓縮、可流動(dòng)的未經(jīng)硫化的有機(jī)硅化合物,在-80+250范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性,并且無臭、無毒,對(duì)環(huán)境和人員無污染。它有固、液2種狀態(tài),是車鉤緩沖器理想的緩沖介質(zhì)材料。在沒有復(fù)原彈簧作用的條件下,利用其高彈性特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)緩沖器的復(fù)原回程;利用其壓縮性實(shí)現(xiàn)緩沖器的壓縮行程;利用其良好的流動(dòng)性可以實(shí)現(xiàn)緩沖器的大容量、低阻抗才能。這種材料的流動(dòng)粘度大小可根據(jù)實(shí)際使用的需要進(jìn)展調(diào)整,可以使其運(yùn)動(dòng)粘度比

3、普通液壓油大幾十甚至上百倍。這樣就將液壓緩沖器密封難的問題簡單化。這種材料假設(shè)能解決消費(fèi)工藝問題,其本錢不會(huì)高于60美元/,而1個(gè)城市軌道車輛用緩沖器容量在15的條件下,其彈性膠泥的用量不會(huì)超過3,因此彈性膠泥材料的價(jià)格可以滿足彈性膠泥緩沖器推廣的市場要求。2 彈性膠泥緩沖器的根本構(gòu)造原理彈性膠泥緩沖器主要由活塞和活塞桿、缸蓋、缸體、充料閥等組成(見圖1),其工作原理是:將彈性膠泥材料裝入緩沖器體內(nèi),根據(jù)需要施加一定的預(yù)壓力,當(dāng)緩沖器活塞桿受到一定的壓力時(shí),彈性膠泥受壓縮產(chǎn)生阻抗力,并利用活塞的環(huán)形間隙(或節(jié)流孔)的節(jié)流作用和彈性膠泥材料的壓縮變形吸收沖擊能量。由于膠泥材料的特性,當(dāng)彈性膠泥的

4、預(yù)壓力和活塞的運(yùn)動(dòng)速度越大,阻抗也就越大,這有利于進(jìn)步緩沖器在大沖擊下的容量,即沖擊越大,緩沖器的容量就越大;沖擊小,緩沖器的容量就越小。當(dāng)作用在活塞桿上的外力撤銷后,彈性膠泥自行體積膨脹,將活塞推回到原位,在這個(gè)過程中彈性膠泥材料以較慢的速度通過活塞的環(huán)形間隙(或節(jié)流孔)流回原位,實(shí)現(xiàn)緩沖器的回程動(dòng)作。該緩沖器頭部與車鉤的連接方式可以采用法蘭連接或用成對(duì)連接環(huán)連接,尾部需要安裝橡膠球關(guān)節(jié)來調(diào)節(jié)因線路曲線造成車鉤之間的高度差。3 彈性膠泥緩沖器的標(biāo)準(zhǔn)條件 分析緩沖器的技術(shù)參數(shù)要與車輛相匹配,不同技術(shù)狀態(tài)的車輛要求緩沖器的技術(shù)參數(shù)也不一樣。緩沖器是否優(yōu)良主要看其性能是否與車輛相匹配,能否最大限度

5、地降低列車的縱向沖擊力,以進(jìn)步旅客的舒適度。彈性膠泥緩沖器力-位移曲線圖如圖2所示。3.1 彈性膠泥緩沖器的額定容量額定容量是緩沖器在額定的行程、阻抗力范圍內(nèi)可以承受的最大沖擊或者壓縮動(dòng)能,這是緩沖器的根本指標(biāo),例如上海地鐵調(diào)車速度5/時(shí), 車輛緩沖器容量為18.7。3.2 彈性膠泥緩沖器的額定阻抗力額定阻抗力對(duì)車輛的縱向加速度、車輛零部件的使用壽命、旅客的舒適度 影響 很大,一般越小越好。但有時(shí)因條件所限,為了滿足緩沖器的吸收能量和快速回位的要求,最小阻抗力不宜選得過小(如上海地鐵車輛緩沖器的額定阻抗力為590)。3.3 彈性膠泥緩沖器的額定行程額定行程是緩沖器的重要參數(shù)之一。一般來說,緩沖

6、器的額定行程大對(duì)進(jìn)步緩沖器的額定容量,降低額定阻抗力有利。如上海地鐵車輛緩沖器的為58,國內(nèi)城市軌道用緩沖器有做到73的。它的大小往往受到車輛構(gòu)造因素的制約。3.4 彈性膠泥緩沖器的初壓力3.5 緩沖器的吸收率吸收率是緩沖器在一次沖擊中消耗的能量與承受的能量的比值,緩沖器吸收率的大小表示其衰減沖擊動(dòng)能的才能。緩沖器的吸收率為阻尼耗能和彈性耗能之和與總能量的比值(見圖2)。一般是越大越好,城市軌道車用緩沖器吸收率以80%左右為最正確值。4 完畢語彈性膠泥緩沖器與普通緩沖器相比具有容量大、阻抗力小、體積小、質(zhì)量輕、檢修周期長等優(yōu)點(diǎn),在同樣容量下可減輕30%50%的重量,檢修周期長達(dá)10。隨著城市軌道 交通 的 開展 以及旅客舒適度要求的進(jìn)步,彈性膠泥緩沖器將得到