吸能防撞型车端铰接装置和车端连接结构的制作方法
本发明涉及一种吸能防撞型车端铰接装置和车端连接结构，属于轨道交通车辆的车端连接。
背景技术：
1、在城市线路轨道交通车辆中的车端连接主要由贯通道和车端铰接装置实现。贯通道是连接两节车厢的完整柔性通道系统，包含风挡，还集成了渡板、侧护板、锁闭机构等组件，主要功能是供乘客在车厢间安全通行，同时起到密封、隔音、缓冲减振的作用。外风挡是贯通道中最外层的折叠防护结构，主要负责在列车转弯、上下坡时适应车厢角度变化，并防止风雨、灰尘进入车内。外风挡通常采用柔性材料（如橡胶、聚氨酯或折叠式棚布），以适应铰接装置的运动，避免在车辆行驶中发生干涉或破损，现有外风挡由于缺少底部支撑，容易造成变形和塌陷，影响车辆曲线通过性和寿命。铰接装置主要承受传递载荷与运动作用，位于相邻车体的车端之间，是实现车辆灵活转向的核心机械结构，铰接装置以橡胶轴承、环形框架、牵引杆系为核心，承受垂向力并传递大部分的纵向载荷（前后向载荷）和横向载荷（左右向载荷），在保证多自由度运动的同时，安全可靠地传递各向载荷。传统的车端铰接装置不具备吸能和减振功能，或能量吸收值小，或无法满足行程要求，碰撞时容易造成车体端墙变形和断裂，并提高列车高速行驶时的振动，影响车体的稳定性，提高车体维护的频率和成本，为了防撞一般在车端两侧或中间安装防爬器、吸能筒等，缓冲运动，吸收车端动能，防止车端大力碰撞，但缺点防撞吸能部件装置占用车端连接空间，不利于铰接装置的布置，并增加了车端连接的重量和车端部件的安装拆卸及检修维护的频率。
2、检索的相关对比文件有：
3、1.cn112046515a，贯通道地板与铰接装置连接结构及方法；
4、2.cn201820012215.9，一种铰接式转向架、铰接式转向架的铰接装；
5、3.cn201510855009.5，一种机车车辆连接的铰接装置；
6、4.cn209904768u，指示件及压溃吸能装置；
7、5.cn118025243a，一种高速列车车间多功能外风挡连接机构；
8、6.cn112977524a，一种轨道车辆及其车端吸能结构。
技术实现思路
1、本发明提供的吸能防撞型车端铰接装置，在两车端之间实现吸能与铰接的装配集成，吸能组件连接在车体安装板上，对铰接装置的重量影响小，不影响外安装座与球铰连杆间的拆装维护；通过吸能组件的溃压变形承担车体的纵向载荷，实现吸能防撞，降低车体相对冲击的速度，有效减轻因车端碰撞形成的车体振动，提高车辆运行过程中车体的稳定性，实现车端整体吸能及减振功能，降低因碰撞而造成车体损伤的概率，降低车体维护频率和成本。本发明还提供一种车端连接结构。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、吸能防撞型车端铰接装置，包括与车端固定的车体安装板、将两个车体安装板连接的铰接机构，其特征在于：所述的铰接机构包括沿纵向设置且内端压装有橡胶球铰的球铰连杆、与球铰连杆沿纵向对齐设置的外安装座和受纵向载荷可形成溃压变形的吸能组件，外安装座的内端与橡胶球铰的芯轴固接并与转向架形成横向定位配合，外安装座的外端通过一组吸能组件与一个车体安装板连接，球铰连杆的外端通过另一组吸能组件与另一个车体安装板连接，车体安装板随相邻车体间的相对冲击而将纵向载荷传递至吸能组件。
4、优选的，所述外安装座的外端和球铰连杆的外端均沿纵向设置，吸能组件包括与外安装座外端或球铰连杆外端同轴连接的导向压块，与车体安装板连接且沿纵向设置的吸能筒、装在吸能筒中且随导向压块的挤压而溃压变形的吸能块，导向压块锥面配合伸入吸能筒中与吸能块相抵。
5、优选的，所述的吸能筒包括与连体安装板连接的筒本体和将筒本体后端密封且对吸能块形成支撑的密封支撑板，筒本体内壁与导向压块锥面配合，随导向压块的压入而被胀开，吸能块为与吸能筒内腔适配的蜂窝铝柱。
6、优选的，所述球铰连杆包括沿纵向设置的连杆和一体成型在连杆内端的球铰压装环，外安装座包括沿纵向设置的连杆、一体成型在连杆内端的座体和固定在座体上的盖板，座体上开设与球铰压装环适配的凹槽，橡胶球铰压装在球铰压装环中且与连杆垂直，球铰压装环置于凹槽中，橡胶球铰的芯轴被座体支撑并被盖板压紧固定，座体的左右两端均固定与转向架相抵的横向止挡座。
7、优选的，所述座体的顶面上开设两个分别与芯轴端部配合的u型槽，芯轴端部支撑在u型槽中，盖板包括将芯轴端部压紧在u型槽中且与座体顶面固定的下压板和固定在下压板顶面上的耐磨支撑板。
8、优选的，所述导向压块呈凹字型，连杆外端伸入至吸能筒中且与导向压块螺纹连接，吸能筒伸入至车体安装板的装配孔中并通过防松锁紧组件与车体安装板连接，防松锁紧组件包括间隙配合套在连杆上的锥形卡环、通过螺纹紧固在车体安装板的装配孔中的螺纹挡环和过盈压装在螺纹挡环上且与车体安装板固定的防松卡环，锥形卡环与连杆形成周向定位配合，连杆上具有轴肩，锥形卡环外端与轴肩相抵且与吸能筒固定配合，螺纹挡环锥面配合套在锥形卡环上且配合锥面的内径由外向内逐渐减小。
9、优选的，所述锥形卡环为多瓣拼合结构，锥形卡环中的一瓣上具有向外凸出的卡位键，连杆上开设与卡位键对应的键槽，卡位键伸入键槽中将锥形卡环周向定位在连杆上。
10、车端连接结构，包括以上所述的吸能防撞型车端铰接装置和连接在两车体之间的外风挡，其特征在于：所述外风挡刚性支撑在吸能防撞型车端铰接装置的外安装座上。
11、优选的，所述的外风挡包括中间连接框、对称设置在中间框两侧且与车体固定的车体安装框、压装在中间连接框和车体安装框之间的外风挡帘布组件，外挡挡帘布组成包括复合海绵体一、与复合海绵体一并排设置的复合海绵体二、粘接在复合海绵体一外端面上的镶块一、粘接在复合海绵体二外端面上的镶块二和硅胶帘布，硅胶帘布将镶块一、复合海绵体一、复合海绵体二和镶块二包裹成整体，复合海绵一与复合海绵体二之间有小间隙。
12、优选的，所述的中间连接框底部形成底部凸起，在底部凸起上固定耐磨金属板，耐磨金属板支撑在耐磨支撑板上。
13、发明的有益效果是：
14、本发明的吸能防撞型车端铰接装置，球铰连杆和外安装座沿纵向对齐设置，球铰连杆的内端压装橡胶球铰，外安装座的内端与橡胶球铰的芯轴固接，球铰连杆和外安装座的外端分别通过吸能组件与两个车体安装板连接，在两车端之间实现吸能与铰接的装配集成，吸能组件集成在铰接装置的两端，车体安装板与车端固定后吸能组件作为自由端插入车端内侧，不占用车端间的连接空间，有利于铰接装置的布置，吸能组件连接在车体安装板上，对铰接装置的重量影响小，不影响外安装座与球铰连杆间的拆装维护；用外安装座与转向架形成横向定位配合，实现将车体的横向载荷通过铰接装置传递至转向架，用橡胶球铰形成球铰连杆和外安装座的铰接，通过橡胶球铰的扭转变形承担车体的扭转载荷，用吸能组件形成车体安装板与球铰连杆和外安装座的连接，车体安装板随相邻车体间的相对冲击而将纵向载荷传递至吸能组件，当车体受到纵向冲击时通过吸能组件的溃压变形把碰撞动能转化成内能、热能和摩擦能，通过吸能组件的溃压变形承担车体的纵向载荷，实现吸能防撞，降低车体相对冲击的速度，有效减轻因车端碰撞形成的车体振动，提高车辆运行过程中车体的稳定性，实现车端整体吸能及减振功能，降低因碰撞而造成车体损伤的概率，降低车体维护频率和成本。
15、在外安装座上设置耐磨支撑板用于支撑铰接装置上方的外风挡，对外风挡形成刚性支撑，防止外风挡因底部无支撑而变形和塌陷，提高车辆曲线通过性并延长外风挡使用寿命。
16、本发明的车端连接结构中在中间连接框与两个车体安装框之间分别压装外风挡帘布组件，在外风挡中形成两组复合海绵体和镶块的硫化整体，使外风挡具备了减振缓冲功能，可以一定程度缓解冲击振动，具备一定吸能特点，可降低车端的振动、异响，提升乘坐舒适性。用硅胶帘布包裹镶块一、复合海绵体一、复合海绵体二和镶块二，并在复合海绵体一和复合海绵体二之间留出间隙，使车辆曲线运动时复合海绵体一和复合海绵体二能形成相对运动，以满足车辆过曲线时外风挡变形和拉扯的需求。