一種定位橡膠關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種定位橡膠關(guān)節(jié)，包括彈性擋圈、金屬芯軸和金屬硫化體，所述金屬硫化體通過金屬內(nèi)套、彈性橡膠體、金屬外套硫化成為一體，所述金屬內(nèi)套為內(nèi)凹式球面，所述彈性橡膠體為內(nèi)凹式球面，所述金屬外套為內(nèi)凸式球面，所述硫化體與金屬芯軸采用過盈配合壓裝組成，所述金屬芯軸兩端設(shè)計有凹槽，所述彈性擋圈安裝在金屬芯軸的凹槽內(nèi)。本實用新型橡膠關(guān)節(jié)可實現(xiàn)0.8:1縱/橫向剛度比，并有效去除了應(yīng)力集中，降低產(chǎn)品應(yīng)力應(yīng)變水平，提高產(chǎn)品的疲勞性能，增加軸向彈性擋圈設(shè)計有效的預(yù)防了金屬芯軸的軸向竄動風(fēng)險，在有限的設(shè)計空間內(nèi)，在不影響產(chǎn)品性能及使用壽命的前提下，通過挖空內(nèi)凸式球面金屬外套實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化設(shè)計。
【專利說明】
一種定位橡膠關(guān)節(jié)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于軌道車輛減振部件制造領(lǐng)域，具體涉及一種定位橡膠節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]定位橡膠關(guān)節(jié)是一種可以應(yīng)用于軌道車輛轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)臂式軸箱系統(tǒng)的橡膠減振部件，主要功能有:軸箱定位;傳遞牽引、制動力;吸收、衰減車輛垂向、橫向、縱向振動，從而保證車輛運行的具有良好的動力學(xué)性能，是保證車輛運行安全的關(guān)鍵部件。
[0003]隨著高速重載的迅速發(fā)展及轉(zhuǎn)臂式軸箱定位方式的廣泛應(yīng)用，根據(jù)車輛動力學(xué)計算表明:對轉(zhuǎn)臂定位節(jié)點的縱/橫剛度比要求也越來越嚴格，縱/橫剛度比需求也越來越小。更小的縱/橫向剛度比有利于提高車輛臨界速度、提高車輛平穩(wěn)性指標、降低輪軌磨耗功。目前的轉(zhuǎn)臂定位節(jié)點的縱/橫向剛度比一般在3:1?6:1左右，如果需要實現(xiàn)更小的縱/橫向剛度比，就需要增大轉(zhuǎn)臂定位節(jié)點的橫向剛度，甚至大于縱向剛度。從而實現(xiàn)1:1甚至是
0.8:1的縱/橫向剛度比，這就需要一種新型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂定位橡膠關(guān)節(jié)來滿足這種更小的縱/橫向剛度比要求。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種轉(zhuǎn)臂節(jié)點(兩節(jié)對裝式)如圖1所示轉(zhuǎn)臂節(jié)點，左硫化體、右硫化體，存在以下缺點:
[0005]缺點1:為了實現(xiàn)較小的徑軸剛度比，硫化體外套采用了大角度的突變結(jié)構(gòu)，彈性橡膠體的型面設(shè)計突變嚴重，橡膠型面不平順，存在諸多突變點，產(chǎn)品在生產(chǎn)及使用過程中都容易產(chǎn)品應(yīng)力集中，影響產(chǎn)品使用壽命;缺點2:左、右硫化體與芯軸為過盈配合，產(chǎn)品在使用過程中有金屬芯軸竄出的風(fēng)險;缺點3:產(chǎn)品的縱/橫向剛度比在3:1左右，難以實現(xiàn)1:1甚至0.8:1的縱/橫向剛度比。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供了一種定位橡膠關(guān)節(jié)，可實現(xiàn)1:1甚至0.8:1的縱/橫剛度比，并有效去除了應(yīng)力集中，降低了產(chǎn)品應(yīng)力應(yīng)變水平，提高產(chǎn)品的疲勞性能，而增加的軸向彈性擋圈設(shè)計有效的預(yù)防了金屬芯軸的軸向竄動風(fēng)險，最后在有限的設(shè)計空間內(nèi)，在不影響產(chǎn)品性能及使用壽命的前提下，通過挖空內(nèi)凸式球面金屬外套實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化設(shè)
i+o
[0007]根據(jù)本實用新型的目的，所采用的技術(shù)方案為:一種定位橡膠關(guān)節(jié)，包括彈性擋圈、金屬芯軸和金屬硫化體，所述金屬硫化體通過金屬內(nèi)套、彈性橡膠體、金屬外套硫化成為一體，所述金屬內(nèi)套為外凹式球面，所述彈性橡膠體為內(nèi)凹式球面，所述金屬外套為內(nèi)凸式球面，所述硫化體與金屬芯軸采用過盈配合壓裝組成，所述金屬芯軸外周設(shè)計有凹槽，所述彈性擋圈安裝在金屬芯軸的凹槽內(nèi)。
[0008]進一步，彈性橡膠體內(nèi)部設(shè)有內(nèi)空封閉區(qū)間a，側(cè)邊設(shè)有挖空設(shè)計b區(qū)域;金屬外套內(nèi)部設(shè)置有封閉空腔C。
[0009]進一步，金屬硫化體采用左、右硫化體對裝式結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過對裝面對裝，左、右硫化體采用陰陽相配的方式壓裝在一起。
[0010]進一步，金屬內(nèi)套的內(nèi)凹半徑Re和金屬外套內(nèi)凸半徑Rd，Rd 2 Re。
[0011]進一步，產(chǎn)品采用軸向預(yù)壓縮及徑向預(yù)壓縮共同作用的方式實現(xiàn)橡膠的預(yù)壓縮，軸向預(yù)壓縮的實現(xiàn)方式不是采用傳統(tǒng)的外套軸向預(yù)壓縮方式，而是采用內(nèi)套軸向預(yù)壓縮方式。
[0012]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0013]本實用新型定位橡膠關(guān)節(jié)實現(xiàn)產(chǎn)品彈性橡膠體的內(nèi)部開孔設(shè)計，極大的減小徑向剛度;改變彈性橡膠體軸向承載的變形方式，由傳統(tǒng)的剪切變形改為壓縮變形，大幅提高軸向剛度，可實現(xiàn)0.8:1的徑軸剛度比。
[0014]彈性橡膠體采用內(nèi)凹式均勻球面的彈性橡膠體球面設(shè)計，消除突變點，降低彈性橡膠體的應(yīng)力應(yīng)變水平，可有效的去除彈性橡膠體的應(yīng)力集中問題，降低了產(chǎn)品應(yīng)力應(yīng)變水平，提高產(chǎn)品的疲勞性能。
[0015]在有限的設(shè)計空間中，在不影響產(chǎn)品性能及使用壽命的前提下，通過挖空內(nèi)凸式球面金屬外套實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化設(shè)計，有效的降低了車輛的簧下質(zhì)量，減小輪對對軌道的沖擊，減輕輪緣磨耗。
[0016]定位橡膠關(guān)節(jié)增加軸用彈性擋圈的設(shè)計可有效的預(yù)防金屬芯軸的軸向竄動風(fēng)險，左右硫化體對裝式結(jié)構(gòu)，硫化體出模更容易，產(chǎn)品合格率提高。
【附圖說明】
[0017]圖1現(xiàn)有技術(shù)一種節(jié)點縱向剖切圖；
[0018]圖2為本實用新型【具體實施方式】縱向剖切圖；
[0019]圖3為本實用新型【具體實施方式】彈性擋圈裝配局部放大圖。
[0020]圖中:1、彈性擋圈，2、金屬芯軸，3、金屬內(nèi)套，4、彈性橡膠體，5、金屬外套，6、對裝面。
【具體實施方式】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0022]附圖2給出了本實用新型的一個具體實施例。通過附圖可以看出，提供了一種定位橡膠關(guān)節(jié)，可實現(xiàn)0.8:1縱/橫向剛度比，并有效去除了應(yīng)力集中，降低了產(chǎn)品應(yīng)力應(yīng)變水平，提高產(chǎn)品的疲勞性能，而增加的軸向彈性擋圈設(shè)計有效的預(yù)防了金屬芯軸的軸向竄動風(fēng)險，最后在有限的設(shè)計空間內(nèi)，在不影響產(chǎn)品性能及使用壽命的前提下，通過挖空內(nèi)凸式球面金屬外套實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化設(shè)計。
[0023]—種定位橡膠關(guān)節(jié)，包括彈性擋圈1、金屬芯軸2和金屬硫化體，所述金屬硫化體通過金屬內(nèi)套3、彈性橡膠體4、金屬外套5硫化成為一體，金屬內(nèi)套3為外凹式球面，彈性橡膠體4為內(nèi)凹式球面，金屬外套為內(nèi)凸式球面，硫化體與金屬芯軸采用過盈配合壓裝組成，金屬芯軸外周設(shè)計有凹槽，所述彈性擋圈安裝在金屬芯軸的凹槽內(nèi)。金屬硫化體采用左、右硫化體對裝式結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過對裝面6對裝，左右硫化體與芯軸采用過盈配合壓裝組成，最后安裝軸用彈性擋圈。
[0024]如附圖2所示，彈性橡膠體a區(qū)域的內(nèi)空封閉區(qū)間和b區(qū)域的挖空設(shè)計可有效降低徑向剛度，金屬內(nèi)套的內(nèi)凹半徑Re和金屬外套內(nèi)凸半徑Rd可以有效提高軸向剛度，調(diào)整a、b區(qū)域的大小及半徑Rc、Rd可實現(xiàn)不同縱/橫向剛度比的匹配關(guān)系。增加a、b區(qū)域大小并減小半徑Rc、Rd有利于降低縱/橫向剛度比。
[0025]金屬內(nèi)套及金屬外套的球面設(shè)計生成了內(nèi)凹式球面設(shè)計的彈性橡膠體，這種設(shè)計有效的避免了橡膠型面的突變，可有效的去除彈性橡膠體的應(yīng)力集中問題，降低了產(chǎn)品應(yīng)力應(yīng)變水平，提高產(chǎn)品的使用壽命。
[0026]如附圖3所示，通過在金屬芯軸上設(shè)計凹槽，在左右硫化體兩端增加的軸用彈性擋圈設(shè)計可有效的預(yù)防金屬芯軸軸向竄動的風(fēng)險。擋圈的具體實現(xiàn)方法如附圖3所示，金屬芯軸在硫化體外側(cè)設(shè)計凹槽，使用擋圈卡鉗將軸用彈性擋圈卡在芯軸凹槽內(nèi)，擋圈外徑大于金屬內(nèi)套的內(nèi)徑，起到限制硫化體軸向竄動的風(fēng)險，提高產(chǎn)品使用可靠性。
[0027]如附圖2所示，在不影響產(chǎn)品性能及使用壽命的前提下，將內(nèi)凸式金屬外套挖空，通過有限元仿真計算分析，并考慮安全系數(shù)可確定該區(qū)域的最大面積，實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化設(shè)計的目的。
[0028]以上所述僅是本實用新型方法的【具體實施方式】，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和修飾，這些改進和修飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種定位橡膠關(guān)節(jié)，包括彈性擋圈(I)、金屬芯軸(2)和金屬硫化體，所述金屬硫化體通過金屬內(nèi)套(3)、彈性橡膠體(4)、金屬外套(5)硫化成為一體，其特征在于:所述金屬內(nèi)套(3)為內(nèi)凹式球面，所述彈性橡膠體(4)為內(nèi)凹式球面，所述金屬外套為內(nèi)凸式球面，所述金屬硫化體與金屬芯軸(2)采用過盈配合壓裝組成。2.根據(jù)權(quán)要求I所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述彈性橡膠體(4)內(nèi)部設(shè)有內(nèi)空封閉區(qū)間a，側(cè)邊設(shè)有挖空設(shè)計b區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)要求I所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述金屬外套(5)內(nèi)部設(shè)置有封閉空腔C。4.根據(jù)權(quán)要求I所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述金屬硫化體采用左、右硫化體對裝式結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過對裝面(6)對裝。5.根據(jù)權(quán)要求4所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述左、右硫化體采用陰陽相配的方式壓裝在一起。6.根據(jù)權(quán)要求I所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述金屬內(nèi)套(3)的內(nèi)凹球面半徑為Re和金屬外套(5)內(nèi)凸球面半徑為Rd，Rd > Re。7.根據(jù)權(quán)要求I所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述橡膠關(guān)節(jié)采用金屬內(nèi)套(3)軸向預(yù)壓縮及徑向預(yù)壓縮共同作用的方式實現(xiàn)橡膠的預(yù)壓縮。8.根據(jù)權(quán)要求I所述的一種定位橡膠關(guān)節(jié)，其特征在于，所述金屬芯軸(2)兩端設(shè)計有凹槽，所述彈性擋圈(I)安裝在金屬芯軸的凹槽內(nèi)。
【文檔編號】F16F1/38GK205423652SQ201620242398
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】李剛, 孫海燕, 馮萬盛, 柳祿泱
【申請人】株洲時代新材料科技股份有限公司