一種牽引緩沖裝置及其牽引桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鐵路貨車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種牽引緩沖裝置及其牽引桿。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中牽引桿緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0003] 該牽引桿緩沖裝置通常包括牽引桿100、鉤尾銷200、從板300、緩沖器400和鉤尾 框500等零部件，其主要作用是連接車輛、傳遞列車縱向力（牽引力和壓縮力）以及緩和車 輛間的縱向沖動(dòng)，并通過安裝牽引桿，消除車鉤之間的連掛間隙，提高動(dòng)力學(xué)性能。
[0004] 牽引桿是用于固定編組列車車輛之間進(jìn)行連接的裝置，安裝于車輛的端部。牽引 桿具有高強(qiáng)度、低重量、無間隙等特點(diǎn)，不僅能滿足重載列車的使用要求，而且減小了車輛 間的縱向間隙，從而降低列車間的縱向沖動(dòng)，改善列車縱向動(dòng)力學(xué)性能，提高運(yùn)行安全性， 降低能源消耗。
[0005] 如圖2和圖3所示，該牽引桿包括桿身1'、設(shè)于桿身1'兩端的端部2'，端部2' 上設(shè)有用于安裝鉤尾銷200的安裝孔21'，為了保證鑄造工藝性，桿身1'設(shè)置了六個(gè)工藝 孔IP，以方便芯體的定位和牽引桿內(nèi)腔砂芯的清理。
[0006] 上述牽引桿具有以下技術(shù)缺陷：
[0007] 首先，如圖4所示，該牽引桿的桿身1'呈箱型結(jié)構(gòu)，其截面呈矩形結(jié)構(gòu)，使得牽引 桿的加工工藝較為簡(jiǎn)單，但是這種結(jié)構(gòu)的臨界壓力較小，且整個(gè)牽引桿的重量較大；
[0008] 其次，如圖3和圖5所示，該牽引桿的端部2'的外壁面具有縱向向外凸出的對(duì)中 凸肩22'，該對(duì)中凸肩22'的左、右兩側(cè)均設(shè)有第一弧面23'，結(jié)合圖1，牽引緩沖裝置的 從板300設(shè)有與對(duì)中凸肩22'對(duì)應(yīng)的凹槽、第二弧面，安裝時(shí)，對(duì)中凸肩22'與凹槽相配 合，第一弧面23'與第二弧面相配合。當(dāng)鐵路貨車沿直線行走時(shí)，對(duì)中凸肩22'與凹槽的 對(duì)中作用使得各車體同軸設(shè)置，保證直線行走的穩(wěn)定性；然而，當(dāng)鐵路貨車拐彎時(shí)，兩車體 之間需要有一定的彎折角度，但此時(shí)第一弧面23'和第二弧面的配合、對(duì)中凸肩22'和凹 槽的配合會(huì)阻止該彎折角度的產(chǎn)生，導(dǎo)致牽引桿端部2'和從板300承受不必要的附加外 力，影響其工作穩(wěn)定性；
[0009] 再次，如圖5和圖6所示，桿身1'上的工藝孔11'的水平截面為長(zhǎng)圓孔，該長(zhǎng)圓 孔包括中部的直線段Iir及其兩端的圓弧段112'，在工作過程中，直線段111'和圓弧 段112'的連接處容易出現(xiàn)應(yīng)力集中；
[0010] 最后，如圖7和圖8所示，桿身P的工藝孔11'設(shè)置垂向向內(nèi)凸出的凸臺(tái)12'， 雖然增大了工藝孔IP的強(qiáng)度，但是當(dāng)牽引桿內(nèi)腔積水時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)排水。
[0011] 有鑒于此，亟待針對(duì)上述技術(shù)問題，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的牽引桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證其強(qiáng) 度的前提下，減輕牽引桿的重量。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 本實(shí)用新型的目的為提供一種牽引桿，通過將桿身的橫截面由矩形改進(jìn)為第一鼓 形，保證牽引桿強(qiáng)度的前提下，減輕牽引桿的重量。本實(shí)用新型的另一目的為提供一種應(yīng)用 該牽引桿的牽引緩沖裝置。
[0013] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種牽引桿，包括桿身及其兩端的端部；所 述桿身的橫截面為內(nèi)壁各方向到其形心的距離大致相同的第一鼓形結(jié)構(gòu)，所述第一鼓形結(jié) 構(gòu)包括設(shè)于左、右的圓弧段，設(shè)于上、下的水平段，從所述圓弧段到所述水平段依次連接有 過渡直線段、過渡圓弧段。
[0014] 本實(shí)用新型將現(xiàn)有牽引桿的桿身的橫截面由矩形改進(jìn)為第一鼓形結(jié)構(gòu)，該第一鼓 形結(jié)構(gòu)接近于圓形，其內(nèi)壁各方向到其形心的距離大致相同，也即各點(diǎn)的柔度接近，使得桿 身的各處具有接近相等的穩(wěn)定性。由此可見，該牽引桿的桿身在保證臨界壓力的前提下，減 小了桿身左右方向尺寸，克服了現(xiàn)有技術(shù)中浪費(fèi)材料的現(xiàn)象，大大減小了桿身的重量。
[0015] 優(yōu)選地，所述過渡直線段與所述圓弧段、所述過渡圓弧段均相切，所述水平段與所 述過渡圓弧段也相切。
[0016] 優(yōu)選地，所述圓弧段、所述過渡直線段和所述水平段的壁厚均相同。
[0017] 優(yōu)選地，所述端部的外壁面為球面。
[0018] 優(yōu)選地，所述端部與所述桿身之間設(shè)置縱向貫通的減重孔。
[0019] 優(yōu)選地，所述減重孔的橫截面為第二鼓形結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于上、下的水平側(cè)壁，和分 別設(shè)于左、右的左弧形側(cè)壁、右弧形側(cè)壁。
[0020] 優(yōu)選地，所述端部的左壁、右壁設(shè)有減重槽。
[0021] 優(yōu)選地，所述桿身設(shè)有上下貫通的工藝孔，所述工藝孔的水平截面呈近似橢圓形 結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于左、右的水平側(cè)壁、設(shè)于兩外側(cè)的外弧形側(cè)壁，以及連接所述水平側(cè)壁、所述 外弧形側(cè)壁之間的過渡直線側(cè)壁。
[0022] 優(yōu)選地，所述過渡直線側(cè)壁與所述水平側(cè)壁通過第一圓角連接，所述過渡直線側(cè) 壁與所述外弧形側(cè)壁通過第二圓角連接，且所述過渡直線側(cè)壁與所述第一圓角、第二圓角 均相切。
[0023] 優(yōu)選地，所述桿身設(shè)有上下貫通的工藝孔，所述工藝孔的左、右兩側(cè)分別設(shè)有垂向 向內(nèi)凸出的左凸起部、右凸起部，所述左凸起部、所述右凸起部之間設(shè)有縱向貫通的流通通 道。
[0024] 本實(shí)用新型還提供一種牽引桿緩沖裝置，包括牽引桿，插裝于所述牽引桿的安裝 孔中的鉤尾銷；所述牽引桿采用如上所述的牽引桿。
[0025] 由于上述牽引桿具有如上技術(shù)效果，因此，應(yīng)用該牽引桿的牽引緩沖裝置也應(yīng)當(dāng) 具有相同的技術(shù)效果，在此不再贅述。
【附圖說明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中牽引緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為圖1中牽引桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為圖2另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4為圖3中桿身的橫截面示意圖；
[0030] 圖5為圖3所示牽引桿的俯視圖；
[0031] 圖6為圖5中工藝孔的局部放大圖；
[0032] 圖7為圖5中A-A向剖視圖；
[0033] 圖8為圖5的水平截面剖視圖；
[0034] 圖 1-圖 8 中：
[0035] 牽引桿100 ;鉤尾銷200 ;從板300 ;緩沖器400 ;鉤尾框500 ;
[0036] 桿身1';工藝孔11';直線段111';圓弧段112';凸臺(tái)12';
[0037] 端部2';安裝孔21';對(duì)中凸肩22';第一弧面23';
[0038] 圖9為本實(shí)用新型所提供牽引桿的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖10為圖9中桿身的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖11為圖9所示牽引桿的俯視圖；
[0041] 圖12為圖11的B-B向剖視圖；
[0042] 圖13為圖11中C-C向剖視圖；
[0043] 圖14為圖9中工藝孔的局部放大圖；
[0044] 圖15為圖9所示牽引桿的水平截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045] 圖9至圖15中：
[0046] 桿身 1 ;
[0047] 水平段Ia ;圓弧段Ib ;過渡直線段Ic ;過渡圓弧段Id ;
[0048] 工藝孔11 ;水平側(cè)壁Ila ;外弧形側(cè)壁Ilb ;過渡直線側(cè)壁Ilc ;第一圓角Ild ;第 二圓角lie ;
[0049] 左凸起部111 ;右凸起部112 ;流通通道113 ;
[0050] 端部 2 ;
[0051] 外壁面21;
[0052] 減重孔22 ;水平側(cè)壁22a ;左弧形側(cè)壁22b ;右弧形側(cè)壁22c ;
[0053] 減重槽23 ;
[0054] 安裝孔24。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 本實(shí)用新型的核心為提供一種牽引桿，該牽引桿將桿身的橫截面由矩形改進(jìn)為內(nèi) 壁各點(diǎn)到形心距離大致相同的形狀，保證了牽引桿強(qiáng)度，并減輕了牽引桿的重量。本實(shí)用新 型的另一核心為提供一種應(yīng)用該牽引桿的牽引緩沖裝置。
[0056] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具 體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0057] 需要說明的是，本文中出現(xiàn)的方位詞"左、右、上、下"的定義以圖9所示的坐標(biāo)為 基準(zhǔn)而定義，并定義左右延伸的方向?yàn)闄M向，長(zhǎng)度方向?yàn)榭v向，上下延伸的方向?yàn)榇瓜?，與 上下方向垂直的平面為水平面；應(yīng)當(dāng)理解，這些方位詞是基于本領(lǐng)域中牽引桿的慣常安裝 位置以及技術(shù)人員的使用習(xí)慣所定義，本文中僅為了便于描述而定義，并非特指，因此不應(yīng) 當(dāng)影響本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0058] 請(qǐng)參考圖9和圖10,圖9為本實(shí)用新型所提供牽引桿的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu) 不意圖；圖10為圖9中桿身1的橫截面的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0059] 在一種【具體實(shí)施方式】中，如圖9和圖10所示，本實(shí)用新型提供一種牽引桿，包括桿 身1及其兩端的端部2,端部2設(shè)有上下貫通的安裝孔24,桿身1設(shè)有上下貫通的工藝孔 11。桿身1的橫截面為內(nèi)壁各方向到其形心〇的距離大致相同的第一鼓形結(jié)構(gòu)，第一鼓形 結(jié)構(gòu)包括設(shè)于左、右的圓弧段lb，設(shè)于上、下的水平段la，從圓弧段Ib到水平段Ia依次連 接有過渡直線段lc、過渡圓弧段Id。這里"大致相同"指的第一鼓形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁大部分到 形心距離都相等，即使個(gè)別位置到形心距離不相等，也相差很小。
[0060] 根據(jù)材料力學(xué)壓桿穩(wěn)定相關(guān)知識(shí)，提高壓桿穩(wěn)定性的措施可以從慣性矩入手，根 據(jù)歐拉公式
可知，截面的慣性矩I越大，臨界壓力Pcr就越大；從經(jīng)驗(yàn)公式 σ " = α-bX (a，b均為正值）可看出，柔度λ越小，臨界應(yīng)力越高，由于
>所以提高慣性半 徑i的數(shù)值就能減小λ的數(shù)值?？梢姴辉黾咏孛婷娣e，盡可能地把材料放在離截面形心較 遠(yuǎn)處，以取得較大的I和i，就相當(dāng)于提高了臨界壓力。
[0061] 同時(shí)，如壓桿在各個(gè)面內(nèi)的相當(dāng)長(zhǎng)度ul相同，應(yīng)使界面對(duì)任一形心軸的慣性半徑 i相等，或接近相等，這樣，壓桿在任一平面內(nèi)的柔度λ都相等或接近相等，于是在任一平 面內(nèi)有相等或接近相等的穩(wěn)定性。
[0062] 對(duì)于寬為b高為h的矩形，對(duì)X軸慣性矩
，對(duì)于直徑為D的圓，由于對(duì)稱 的原因，所以
[0063] 基于上述理論，分析現(xiàn)有技術(shù)的截面呈矩形的牽引桿的桿身1，其上下方向和左右 方向長(zhǎng)度相差較大，因此，慣性距也相差較大，在牽引桿