液压锁闭器论文和设计-杨楠

全文摘要

一种液压锁闭器，包括油缸组件（3）、换向阀（1）、单向阀（2）、活塞杆组件（4），油缸组件（3）包括填充有液压油的封闭的缸体（32），活塞杆组件（4）包括限位在缸体（32）内的活塞杆（41）和活塞（44），其技术要点是：还包括复位弹簧组件（5），复位弹簧组件（5）包括设置在活塞杆（41）上的复位弹簧座（53）、限位在缸体（32）与复位弹簧座（53）之间的复位弹簧（52）；活塞（44）将缸体分隔成两个油腔，两个油腔之间通过设置在缸体（32）外的换向阀（1）和单向阀（2）连通。其具有结构简洁紧凑、锁闭性能稳定、使用方便快捷、维护成本低等优点。

主设计要求

1.一种液压锁闭器，包括油缸组件（3）、换向阀（1）、单向阀（2）、活塞杆组件（4），油缸组件（3）包括填充有液压油的封闭的缸体（32），活塞杆组件（4）包括限位在缸体（32）内的活塞杆（41）和活塞（44），其特征在于：还包括复位弹簧组件（5），复位弹簧组件（5）包括设置在活塞杆（41）上的复位弹簧座（53）、限位在缸体（32）与复位弹簧座（53）之间的复位弹簧（52）；活塞（44）将缸体分隔成两个油腔，两个油腔之间通过设置在缸体（32）外的换向阀（1）和单向阀（2）连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的液压锁闭器，其特征在于：活塞杆（41）与制动弹簧组件（9）衔接，制动弹簧组件（9）包括制动弹簧座（91）、限位在制动弹簧座（91）上的制动弹簧组。

3.根据权利要求2所述的液压锁闭器，其特征在于：制动弹簧组包括外弹簧（93）和内弹簧（92）。

4.根据权利要求2所述的液压锁闭器，其特征在于：复位弹簧（52）的刚度小于制动弹簧组。

5.根据权利要求4所述的液压锁闭器，其特征在于：复位弹簧（52）的刚度为制动弹簧组的5%~20%。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于铁路调车作业安全设备领域，具体说是一种液压锁闭器。

背景技术

停车器\/防溜器是安装在铁路驼峰编组场内对溜放车组制动停车、保证安全的一种调车设备，如授权公告号为CN106167032B的发明专利公开的“可变限界停车防溜器”，该技术方案在驱动机构的作用下通过齿轮、举臂等组件的传动改变制动轨的高度，最终实现防止车辆溜逸的效果。而停车器的上部限界关系到其制动能力和安全技术指标。

如申请公布号CN1840399A的发明专利公开的“自能源可控停车器”，该技术方案中，液压器采用了双腔式结构，其中左侧为压缩氮气和液压油的混合物，右侧为液压油，右侧液压油在柱塞的压缩下向左侧腔室流动，压缩氮气“储能”，结合换向阀和单向阀最终实现闭锁功能，以压缩氮气作为柱塞复位的驱动源。但众所周知的，气压对温度变化较为敏感，当外界温度的早晚温差过大时，或季节变幻时，压缩氮气所提供的回弹力并非固定值，进而影响系统的锁闭稳定性。极端情况下，如果氮气将左腔室内液压油完全压出，势必会造成安全隐患。此外，缸体、左侧腔室的油口A必须具有方向性，以避免压缩氮气进入管路中，为此设置了复杂的管路结构，不但增加了漏油风险，而且导致结构与维护成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液压锁闭器，从根本上解决了上述问题，其具有结构简洁紧凑、锁闭性能稳定、使用方便快捷、维护成本低等优点。仅通过换向阀配合单向阀即可控制液压油流通方向，进而实现锁闭，极大减少了现有锁闭系统的组件数量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：该液压锁闭器，包括油缸组件、换向阀、单向阀、活塞杆组件，油缸组件包括填充有液压油的封闭的缸体，活塞杆组件包括限位在缸体内的活塞杆和活塞，其技术要点是：还包括复位弹簧组件，复位弹簧组件包括设置在活塞杆上的复位弹簧座、限位在缸体与复位弹簧座之间的复位弹簧；活塞将缸体分隔成两个油腔，两个油腔之间通过设置在缸体外的换向阀和单向阀连通。

为应用于停车器或减速器，而将活塞杆与制动弹簧组件衔接，制动弹簧组件包括制动弹簧座、限位在制动弹簧座上的制动弹簧组。

为在有限空间内提高制动弹簧组的弹力，制动弹簧组包括外弹簧和内弹簧。

为保证在缓解状态时，制动弹簧组可向复位弹簧组伸展，复位弹簧的刚度应小于制动弹簧组，作为优选的，复位弹簧的刚度为制动弹簧组的5%~20%。

本实用新型的有益效果：液压锁闭器是控制系统的执行机构，也是减速停车器的核心机构。其主要由缸体、缸盖、活塞杆、活塞、单向阀及换向阀等集成在一起，采用双轨条内撑式、弹簧制动、弹簧复位、液压锁闭、电气控制。以铁道线路基本轨为依托，无需混凝土基础，取消了传统液压系统的油泵、电机、油箱、管路等，不需要动力电源，大弹簧组制动，小弹簧复位，利用液压锁闭器通过控制电路远程改变设备的工作状态，实现制动与缓解的状态转换。

与最接近的现有技术（原设计）相比，将压缩氮气替换成了复位弹簧，从而有效避免了工作环境对设备锁闭稳定性的影响。此外，由于取代了作为“复位驱动源”的压缩氮气，无需考虑出油口的设置方向，即无需将单向阀和换向阀分别设置在缸体两侧，降低了管路结构复杂度，降低了潜在漏油风险，延长了“补油”周期，进而有效降低了制造难度与装配难度；直接采用筒状缸体配合两端的缸盖即可达到同样的储油作用，区别于现有技术，在缸体内部设置管路结构，极大简化了缸体结构，更利于制造与维护，并降低了使用成本。

减速停车器主要由制动轨、支撑臂、制动弹簧组、复位弹簧、液压锁闭器、支撑梁及控制系统组成。可设置在中段配合车速传感器作为减速器使用，也可设置在末段作为停车器使用。制动轨是与车轮摩擦、产生制动力的执行部件，制动弹簧组是产生制动力的做功部件，复位弹簧的作用是将制动轨由缓解位推向制动位，制动轨与弹簧组之间通过支撑臂相联结，支撑梁用于支撑所有部件，并与线路基本轨固定。

附图说明

图1为本实用新型液压锁闭器的结构示意图。

图2为本实用新型液压锁闭器的工作原理示意图I。

图3为本实用新型液压锁闭器的工作原理示意图II。

图4为采用液压锁闭器的停车器的结构示意图。

图5为图4的俯视结构示意图。

图6为图4中支撑梁的结构示意图。

图7为图6的俯视结构示意图。

图8为图4的内轨卡的结构示意图。

图9为采用液压锁闭器的另一种停车器的结构示意图。

图10为图9的俯视结构示意图。

图11为图9中支撑梁的结构示意图。

图11a为图11沿A-A线的剖视结构示意图。

图11b为图11沿B-B线的剖视结构示意图。

图11c为图11沿C-C线的剖视结构示意图。

图11d为图11沿D-D线的剖视结构示意图。

图12为图11的俯视结构示意图。

图13为图9的内轨卡的结构示意图。

图14为采用液压锁闭器的停车器的使用状态示意图。

图15为图14中停车器的串联结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1~15，通过具体实施例详细说明本实用新型的内容。

实施例1

本实施例为液压锁闭器结构的具体内容。该液压锁闭器包括油缸组件3、换向阀1、单向阀2、活塞杆组件4、复位弹簧组件5等部分。其中，油缸组件3主要包括填充有液压油的封闭的缸体32，缸体32两端通过缸盖I 31和缸盖II 33封闭，且缸盖I 31和缸盖II 33为中空结构，在中空结构内设置若干密封圈，从而与活塞杆41紧密配合。缸盖II 33的外侧还设有环状凸起结构，该凸起结构作为复位弹簧52一侧的弹簧座，复位弹簧52另一侧通过复位弹簧座53限位。

活塞杆组件4主要包括限位在缸体32内的活塞杆41和活塞44。为方便活塞44的装配，活塞杆41上设有凸起结构，活塞44一侧通过该凸起结构限位，另一侧通过额外的零部件卡键42和卡键帽43限位。活塞44将缸体分隔成两个油腔，两个油腔之间通过设置在缸体32外的换向阀1和单向阀2连通。活塞杆41与制动弹簧组件9衔接，制动弹簧组件9包括制动弹簧座91、限位在制动弹簧座91上的制动弹簧组。优选的，制动弹簧组包括若干套装的外弹簧93和内弹簧92。

复位弹簧组件5主要包括设置在活塞杆41上的复位弹簧座53、限位在缸体32与复位弹簧座53之间的复位弹簧52。且为保证液压锁闭器的正常动作，复位弹簧52的刚度应当小于制动弹簧组，作为优选的，复位弹簧的刚度为制动弹簧组的5%~20%。为方便活塞杆41与制动弹簧组件9的联动，在活塞杆41末端设置关节轴承座51（复位弹簧座53通过关节轴承座51装配在活塞杆上），关节轴承座51内设置关节轴承54和关节轴承销55，从而与制动弹簧座91衔接。

众所周知的，任何液压设备的微量泄漏都是不可避免的，该停车器主要的泄漏点是换向阀的滑阀间隙。当车辆长时间夹在停车器上时，复位弹簧的长度会有微量变化，同时制动弹簧组的压缩量也会有微量变化，使停车器的制动力也有微量变化。但是只要变化量不超过(17±3)mm（取决于车轮内侧距离），制动力不会发生显著下降。如果停留车辆被后续溜放车辆撞动，车轮只要离开停车器，复位弹簧就会立即复位，使制动轨开口恢复到(1370±3)mm，制动力恢复到最大数值，等待下一组车轮11到来。

实施例2

本实施例为采用实施例1液压锁闭器的其中一种减速停车器结构的具体内容，该减速停车器结构与现有技术（CN1840399A）较为相近。除了上述的液压锁闭器13外，还包括轨卡组件6、支臂7、支撑梁组件8、制动弹簧组件9、制动轨10等部分。其中，轨卡组件6包括设置在基本轨12底部的绝缘槽62、设置在绝缘槽62上的外轨卡61和内轨卡63、设置在基本轨12底部的紧固件64。紧固件64主要是指螺栓、螺母、垫片等部件，其用于将外轨卡61和内轨卡63紧固在基本轨12两侧。内轨卡63上设有内轨卡销轴632，内轨卡销轴632上设有内轨卡销套631，举臂7铰接在内轨卡销套631上。

支撑梁组件8包括槽钢83、设置在槽钢83两侧上半部的承重板81（承重板81与槽钢之间设有筋板82），槽钢83上部设有补强板84，槽钢83中部设有两套同轴的滚轮85和滚轮轴86（数量与举臂数量相对应），滚轮85通过销套87设置在滚轮轴86上，举臂7底部与滚轮85接触。

制动弹簧组件9包括通过弹簧杆94衔接的制动弹簧座91、设置在制动弹簧座91上的同轴的内弹簧92和外弹簧93。该结构中，由于无需将槽钢83两侧上半部的承重板81嵌入内轨卡63底部，使装配过程更简单，因此作为优选实施例。

实施例3

本实施例为采用实施例1液压锁闭器的另一种减速停车器结构的具体内容，与实施例2相似，区别在与内轨卡63结构和支撑梁组件8。支撑梁组件8包括槽钢83、设置在槽钢83两侧下半部的承重板81，槽钢83中部设有两套同轴的滚轮85和滚轮轴86（数量与举臂数量相对应），举臂7底部与滚轮85接触。可见，由于承重板81位于下半部嵌入内轨卡63中，给装配带来了极大不便，并不作为优选实施例。

实施例4

本实施例为减速停车器13的不同使用状态对比，通常情况下使用时，采用图14已经可提供足够的制动力。如需要进一步增加制动力，则可采用图15所示的串联结构，两套停车器之间通过串联夹板连接。采用串联制动轨的目的是便于运输、制造与装配。

实施例5

本实施例为液压锁闭器工作原理的具体内容。

液压锁闭器工作原理：以下按照状态I（图2a）→状态II（图2b）→状态III（图2c）→状态IV（图2d）→状态I（图2a）的动作过程以及状态V（图3e）→状态VI（图3f）的动作过程描述本实用新型液压锁闭器的工作原理。

其中，单向阀的油路方向A→B为闭路，B→A为通路，其他油路方向如箭头所示。

状态I（图2a）→状态II（图2b）：车辆溜入时制动，制动弹簧组压缩

当作为停车器使用时，换向阀在默认状态下位于制动位。换向阀断电后，线圈内无电流通过。此时，两制动轨工作面之间的距离为(1370±3)mm，大于车辆内侧距离(1353±3)mm。当车辆溜入时，车轮内侧面向内挤压制动轨，通过支撑臂压缩制动弹簧组，制动弹簧组通过活塞杆将压力传给油缸中的活塞。但此时的单向阀处于关闭状态，液压油不能流动，活塞也不能移动，则制动弹簧组被压缩，制动弹簧组的推力即是制动轨对车轮的挤压力。由于制动弹簧组的刚度很高，制动轨与车轮之间的强大摩擦力即可对溜行车辆做制动功，迫使车辆停车。只要不给换向阀送电，系统始终处于制动位，随时使溜行车辆制动停车。

状态II（图2b）→状态III（图2c）：车辆牵出时缓解，制动弹簧组复位，复位弹簧压缩

当需要将车辆牵出时，将换向阀转换至缓解位，此时单向阀处于导通状态。油路连通后，活塞可在缸体内移动，由于制动弹簧组的车轮侧受到车轮限位，制动弹簧组向内侧伸展，压缩复位弹簧。当制动弹簧组伸展至预压长度时，其制动力消失，这时作用在制动轨上的压力只有复位弹簧的弹力，由于复位弹簧的刚度很低，只是制动弹簧组的5%～20%，对牵出作业的阻力很小。

在车辆牵出过程中，只要车辆第一个转向架通过了停车器，由于液压锁闭器的作用，停车器的两制动轨工作面之间的距离会自动锁闭在(1353±3)mm（等于车轮内侧距离）的状态，以后再通过的车轮，摩擦力会更小，对牵出作业基本没有影响。由于换向阀处于缓解位，配合使用单向阀，液压油也只能单向流通，从而锁定了复位弹簧的压缩状态。

状态III（图2c）→状态IV（图2d）→状态I（图2a）：车辆迁出后复位，复位弹簧复位

当牵出作业结束后，需要将停车器恢复制动位时，操纵制动按钮，使换向阀转换至制动位，使液压锁闭器解锁。由于没有车轮夹在停车器上，两制动轨在复位弹簧作用下，迅速由锁闭位的(1353±3)mm，转换到制动位的(1370±3)mm，完成复位动作。

状态V（图3e）→状态VI（图3f）：车辆经过时减速

当作为减速器使用时，换向阀默认状态下位于缓解位，制动弹簧组与复位弹簧均为预压长度，单向阀处于导通状态，活塞可在缸体内移动。当车辆经过停车器时，车辆通过制动轨和制动弹簧组压缩复位弹簧（复位弹簧阻力小于制动弹簧组阻力），并通过活塞杆推动活塞移动，这时作用在制动轨上的压力只是复位弹簧的弹力，阻力较小，不会使车辆制动停止。

单向阀、（电磁）换向阀为市购件，该部件为所属领域的现有技术，因此并未详细阐述其内部机构，只要能实现本实用新型的目的即可。

虽然图1中附图标记仅标记了一个密封圈45，但实际使用时为保证密封性，根据需要而在相应零件之间设置密封圈（本实用新型主要为活塞44与缸体32之间、端盖I 31、端盖II 33与缸体32之间等）属于本领域的常规技术手段，在具体结构中不再详细描述。

图2、图3中，复位弹簧与制动弹簧组的压缩距离仅为示意，目的仅在于示意弹簧的压缩动作，实际使用时的压缩量可能与图示不同。

文中技术术语解释：

驼峰：它是编组站的主要特征，是地面上修筑的犹如骆驼峰背形状的小山丘，设计成适当的坡度，上面铺设铁路，利用车辆的重力和驼峰的坡度所产生的位能辅以机车推力来解体列车的一种调车设备，是编组站解体车列的一种主要方法。

调车机车：专门用于编组站或调车场进行列车编组、解体作业的机车。

铁路限界：为保证运输安全而制定的建筑物、设备与机车车辆相互间在线路上不能逾越的轮廓尺寸线。

车辆减速器：驼峰编组站中设置在线束或股道的车辆调速设备，与驼峰控制系统配合，用来对溜放中的车辆进行速度控制，使车辆保持适当间隔或者溜入调车线的速度满足安全连挂要求，常见的减速器，如减速顶。

附图标记说明：

1换向阀

2单向阀

3油缸组件

31端盖I

32缸体

33端盖II

4活塞杆组件

41活塞杆

42卡键

43卡键帽

44活塞

45密封圈

5复位弹簧组件

51关节轴承座

52复位弹簧

53复位弹簧座

54关节轴承

55关节轴承销

6轨卡组件

61外轨卡

62绝缘槽

63内轨卡

631内轨卡销套

632内轨卡销轴

64紧固件

7支臂

8支撑梁组件

81承重板

82筋板

83槽钢

84补强板

85滚轮

86滚轮轴

87销套

9制动弹簧组件

91制动弹簧座

92内弹簧

93外弹簧

94弹簧杆

10制动轨

11车轮

12基本轨

13液压锁闭器

14串联夹板

设计图

液压锁闭器论文和设计

液压锁闭器论文和设计-杨楠

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢