液压缓冲制动缸的设计研究

　　随着国民经济的发展,铁路运输需求迅速增长,铁路运能与运量的矛盾十分突出,近代无论是在技术的先进性、可靠性、还是设备种类的多样化上铁路很多部位都达到了较高的水平。但是在铁路编组场尾部停车自动化的环节上相对落后了很多,为了防止车辆或车组在线路上停留时发生自行溜逸的事故,人工下铁鞋等传统作业方法仍然是尾部停车制动的主要手段,这对作业人员和运输生产的安全存有很大隐患,同时也大大制约了编组站的通过能力及铁路的运输能力。

　　1　液压系统的设计

　　液压缓冲制动缸是实现自动控制的铁路车辆在线柔性速度双向可控的实用新型装置,系统的液压原理如图1所示,缓冲制动缸具有减速、缓冲、制动、防溜的工作能力。

　　(1)缓解状态。油泵电机组1启动,输出的油液经单向阀2后被溢流阀4调定为一定压力,分别供给电磁换向阀6的P口和缓冲制动缸10的上腔。液控单向阀7处于被强制导通状态,缓冲制动缸10下腔的油液经液控单向阀7和电磁换向阀6的T口流回油箱。缓冲制动缸10的活塞杆缩回到最低点,系统处于缓解状态。

　　(2)制动状态。电磁换向阀6通电,油泵电机组1输出的油液经电磁换向阀6和液控单向阀7供到液压制动缸10的下腔,液压制动缸10的上腔油液受到压缩也被供到下腔,此时缓冲制动缸10的活塞杆高速伸出,处于缓冲制动状态。

　　(3)缓冲制动状态。处于缓冲制动状态的缓冲制动缸10在受到驶入装置群的车辆车轮的碾压时,缓冲制动缸10的下腔油液被压缩,液控单向阀7的先导油口与油箱相通,单向阀单向断开,被压缩的下腔油液通过滤油器8和溢流阀9回流到上腔,此时上腔的压力低于下腔压力数倍。当车轮驶离缓冲制动缸10时,上腔连接管道及蓄能器5内的压力油又通过电磁换向阀6和液控单向阀7回流至缓冲制动缸的下腔,使活塞杆顶出。缓冲制动缸10准备承受车辆车轮的下一次碾压。车辆的车轮每碾压一次活塞杆,它的能量就要被缓冲制动缸所吸收,直至车辆在装置群中停止。

　　2　缓冲制动缸的设计研究

　　在整个液压系统的结构设计中很多零部件都可选型,因此执行件缓冲制动缸的设计直接影响了系统性能发挥。如果失效会严重制约装置的推广使用。缓冲制动缸在铁轨上的安装形式如图2所示,为了保证铁轨在受到制动分力不发生变形,缓冲制动缸与铁轨的倾斜夹角γ不能大于13°,这就限制了缓冲制动缸的尺寸从而也限制活塞杆的直径。

　　2·1　缓冲制动缸的结构设计

　　在结构设计中改变以往液压缸执行件的设计思想,将活塞杆固定在安装缸套上,让缸体做往复运动,这样可最大限度地增大关键件的空间尺寸。缓冲制动缸的结构设计如图3所示。