一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法

文档序号:1873093 发布日期:2021-11-23 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法 (Method for reducing deflection rigidity of rubber vibration damping pad ) 是由 柳禄泱 董永 王一靓 林胜 黄远添 付原庆 于 2021-07-16 设计创作,主要内容包括:本发明涉及轨道车辆减震技术领域,具体公开了一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法,在橡胶减振垫的上板和下板之间硫化橡胶体,将橡胶体设置成纵向对称结构,橡胶体在横向方向和纵向方向上的橡胶长度不一致,将橡胶体纵向方向的橡胶下端长度设置成小于橡胶上端的橡胶长度,以使在承受载荷时降低橡胶减震垫的偏转刚度来适应橡胶减震垫上方钢簧的变形,避免钢簧因弯曲而导致垂向刚度急剧上升。(The invention relates to the technical field of damping of rail vehicles, and particularly discloses a method for reducing deflection rigidity of a rubber damping pad.)

一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆减震技术领域,尤其涉及一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法。

背景技术

在轨道车辆中,一系悬挂系统通常包括钢簧系统和转臂定位系统,其中钢簧系统由安装于轴箱上的钢簧和一系橡胶减震垫串联组合而成,钢簧位于橡胶减震垫上端,橡胶减震垫包括上板和下板。如图1所示,传统的橡胶减震垫为圆盘橡胶减震垫,当承受较大的载荷时,一系悬挂系统需要往下走,由于轴箱8是固定的,只有图1中所示的转臂节点9和钢簧系统往下走,其中转臂节点9绕轴箱8的固定点旋转;圆盘橡胶减震垫为轴对称结构,偏转刚度较大,从而橡胶减震垫的上板4和下板5平行绕轴箱8的固定点旋转,导致钢簧7两侧压缩比不一致,钢簧7失稳而使得钢簧7弯曲,进而使得一系悬挂系统的垂向刚度急剧上升,钢簧7极容易被损坏;同时一系悬挂系统的垂向刚度过大将导致车辆在做脱轨系数实验时从轨道中跳出而无法通过脱轨系数试验。

综上所述,为了降低一系悬挂系统的垂向刚度,需要设计一种低偏转刚度的橡胶减震垫以适应钢簧变形,避免钢簧因弯曲导致一系悬挂系统的垂向刚度急剧上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法,通过在橡胶减振垫的上板和下板之间硫化纵向对称结构的橡胶体,横向方向的橡胶最大长度设置成大于纵向方向的橡胶最大长度,以使在承受载荷时降低橡胶减震垫的偏转刚度来适应橡胶减震垫上方钢簧的变形,避免钢簧因弯曲而导致垂向刚度急剧上升。

为达到上述目的,本发明提出如下技术方案:一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法,在橡胶减振垫的上板和下板之间硫化橡胶体,将橡胶体设置成纵向对称结构,且将横向方向的橡胶最大长度设置成大于纵向方向的橡胶最大长度,以使在承受载荷时降低橡胶减震垫的偏转刚度来适应橡胶减震垫上方钢簧的变形,避免钢簧因弯曲而导致垂向刚度急剧上升。

优选的,将橡胶体纵向方向的橡胶下端长度设置成小于橡胶上端的橡胶长度,增大承受载荷时纵向方向橡胶的应力释放空间,降低橡胶减震垫的偏转刚度。

优选的,橡胶体纵向方向的橡胶的型面一为朝向橡胶减震垫内侧内凹的弧面,将型面一的切面L与下板之间夹角的角度B设置成小于30度。

优选的,在下板的纵向方向上纵向对称设置两个缺口,橡胶体纵向方向的橡胶硫化在缺口内侧的上板和下板之间。

优选的,将缺口设置成直线型缺口或弧形缺口。

优选的,将橡胶体横向方向的橡胶设置成上下对称结构,即橡胶体横向方向的橡胶上端长度和橡胶下端长度一致,且横向方向的橡胶的型面二与下板垂直设置,以保证橡胶减震垫的径向刚度。

优选的,在上板下端硫化上端面橡胶,在下板上端硫化下端面橡胶,上端面橡胶和下端面橡胶的厚度大于2mm;上端面橡胶和下端面橡胶均与橡胶体相连,避免橡胶体在变形过程中直接与上板或下板接触而减小对橡胶的磨损。

优选的,将橡胶体与上端面橡胶和下端面橡胶均采用圆弧面过渡;将纵向方向的橡胶的下端与下端面橡胶之间的第一圆弧半径R1设为5mm-8mm,将纵向方向的橡胶的上端与上端面橡胶之间的第二圆弧半径R2设为30mm-45mm。

优选的,将上板和下板设置成平板状或圆弧板状。

优选的,将横向方向的橡胶总面积设置成纵向方向的橡胶总面积的3倍以上,以保证整体径向刚度。

技术效果:

1、纵向方向为车辆行进方向,即轨道延伸的方向,无论车辆为空载或满载状态,纵向方向上承受的偏转载荷均较大;将橡胶减震垫的橡胶体设置成纵向对称结构,横向方向的橡胶最大长度大于纵向方向的橡胶最大长度,橡胶体纵向方向的橡胶下端长度小于橡胶上端的橡胶长度,因此会在纵向方向的橡胶从上至下形成一个内凹型的凹陷部,当纵向方向上承受载荷时,较短的纵向方向的橡胶偏扭刚度小,且纵向方向的橡胶凹陷部处会为橡胶偏转时提供应力释放空间,使得橡胶减震垫更容易偏转,降低了偏转刚度。

2、横向方向为与纵向方向垂直的方向,即与轨道延伸方向垂直的方向,将横向方向的橡胶设置成上下对称结构,横向方向的橡胶长度设置成大于纵向方向的橡胶长度,且横向方向的橡胶总面积是纵向方向的橡胶总面积的3倍,可以增大橡胶减震垫的承载面积,保证橡胶减震垫的总承载面积,在降低橡胶减震垫偏转刚度的同时,可以保证橡胶减震垫的径向刚度。

3、在上板下端和上板上端均硫化与橡胶体相连的端面橡胶,可保护金属结构的上板或下板在使用过程中不被腐蚀,可以防止承受载荷时橡胶体在变性过程中直接与金属结构的上板和下板接触而加大对橡胶体的磨损而使橡胶体损坏。

4、将橡胶体纵向方向橡胶的型面一设置成朝向橡胶减震垫内侧内凹的弧面,可以在承受载荷时减小橡胶体的偏转刚度,且加大橡胶体形变的应力释放空间,降低偏扭转刚度,同时弧面设置的型面一可以在偏转过程中减小型面的褶皱变形。

5、将横向方向的橡胶型面二与下板垂直设置,可以保证橡胶减震垫的径向刚度。

6、在下板的纵向方向上设置两个纵向对称的缺口,橡胶体纵向方向的橡胶硫化在缺口内侧的上板和下板之间,可以进一步降低橡胶减震垫的偏转刚度。

附图说明

图1为背景技术中钢簧系统和转臂定位系统的示意图(承受载荷时)。

图2为实施例一中橡胶减震垫的立体结构示意图。

图3为实施例一中橡胶减震垫的主视结构示意图。

图4为图3的左视结构示意图。

图5为图3中A-A方向的剖视图。

图6为图4中C-C方向的剖视图。

图7为实施例一中橡胶减震垫的立体结构示意图。

图8为实施例一中钢簧系统和转臂定位系统的示意图(承受载荷时)。

图9为实施例二中橡胶减震垫的俯视图。

附图标记包括:1、橡胶减震垫;2、上板;3、下板;4、橡胶体;5、横向方向的橡胶;6、纵向方向的橡胶;7、钢簧;8、轴箱;9、转臂节点;10、型面一;11、缺口;12、型面二;13、上端面橡胶;14、下端面橡胶;15、第一圆弧;16、第二圆弧;17、凹陷部;18、第一定位柱;19、第二定位柱;20、内定位槽;21、外定位槽。

具体实施方式

以下结合附图2-9对本发明做进一步详细描述。

实施例一

如附图2-8所示,一种降低橡胶减振垫偏转刚度的方法,在橡胶减振垫1的上板2和下板3之间硫化橡胶体4,将橡胶体4设置成纵向对称结构,且将横向方向的橡胶5最大长度设置成大于纵向方向的橡胶6最大长度,以使在承受载荷时降低橡胶减震垫1的偏转刚度来适应橡胶减震垫1上方钢簧7的变形,避免钢簧7因弯曲而导致垂向刚度急剧上升。

纵向方向为如图5中M方向所示的方向,纵向方向为车辆行进的方向,即轨道延伸的方向;横向方向为如图6中N方向所示的方向,横向方向为与纵向方向垂直的方向,即与轨道延伸方向垂直的方向;无论车辆为空载或满载状态,纵向方向上承受的偏转载荷均较大,而横向方向上承受的偏扭载荷相对较小。

如图2和图5所示,橡胶减震垫包括上板2、下板3和位于上板2和下板3之间的橡胶体4,在上板2上设有定位钢簧7的第一定位柱19和第二定位柱20,第一定位柱19内侧设有内定位槽20,第一定位柱19和第二定位柱20之间设有外定位槽21,钢簧7位于橡胶减震垫1上方且定位在内定位槽20和外定位槽21内。

如图3所示,将橡胶体4设置成纵向对称结构,且橡胶体4在横向方向和纵向方向上的橡胶长度不一致,具体为将横向方向的橡胶5最大长度设置成大于纵向方向的橡胶6最大长度,可在承受载荷时降低橡胶减震垫1的偏转刚度来适应橡胶减震垫1上方钢簧7的变形,避免钢簧7因弯曲而导致垂向刚度急剧上升;还能增大承载面积,在降低偏转刚度时保证径向刚度。

其中,将横向方向的橡胶5总面积设置成纵向方向的橡胶6总面积的3倍以上,优选为3倍,能降低纵向方向的橡胶6的面积,降低偏转刚度,但同时能保证橡胶减震垫1的总承载面积,保证整体径向刚度。

其中,如图5所示,将橡胶体4纵向方向的橡胶6下端长度设置成小于橡胶上端的橡胶长度,会在纵向方向的橡胶从上至下形成一个凹陷部17,当纵向方向上承受载荷时,较短的纵向方向的橡胶6偏转刚度小,且纵向方向的橡胶6在凹陷部处会为橡胶偏转时提供应力释放空间,使得橡胶减震垫更容易偏转,降低了偏转刚度。

其中,如图5所示,橡胶体4纵向方向的橡胶6的型面一10为朝向橡胶减震垫1内侧内凹的弧面,将型面一10的切面L与下板3之间夹角的角度B设置成小于30度。当型面一10的切面L与下板3之间夹角的角度B设置成大于30度时,将减小凹陷部17的容积面积,不利于纵向方向的橡胶6的偏转,同时型面一10在偏转时可能会褶皱断裂;将型面一10的切面L与下板3之间夹角的角度B设置成小于30度,首先可加大凹陷部17的容积面积,另外纵向方向的橡胶6能从较宽的橡胶上端平缓的过渡到较窄的橡胶下端,在保证大凹陷部17容积面积的同时,能最大程度的增大纵向方向的橡胶6的径向刚度。

其中,如图7所示,在下板3的纵向方向上纵向对称设置两个缺口11,橡胶体4纵向方向的橡胶6硫化在缺口11内侧的上板2和下板3之间。本实施例里的缺口11为直线型缺口;缺口11的设置减小了下板3的面积,可以降低橡胶减震垫1的偏转刚度。将上板2和下板3设置成平板状。

其中,如图6所示,将橡胶体4横向方向的橡胶5设置成上下对称结构,即橡胶体4横向方向的橡胶5上端长度和橡胶下端长度一致,且横向方向的橡胶5的型面二12与下板3垂直设置,可以保证橡胶减震垫1的径向刚度。

其中,如图5所示,在上板2下端硫化上端面橡胶13,在下板3上端硫化下端面橡胶14,上端面橡胶13和下端面橡胶14的厚度大于2mm;上端面橡胶13和下端面橡胶14均与橡胶体4相连。上板2和下板3均为金属结构,上端面橡胶13和下端面橡胶14可保护金属结构的上板2或下板3在使用过程中不被腐蚀,还能避免橡胶体4在变形过程中直接与金属结构的上板2或下板3接触而减小对橡胶的磨损;且上端面橡胶13和下端面橡胶14的厚度均大于2mm,承载能力强,可更好的变形,连接稳定,防止在变形过程中上端面橡胶13从上板2上剥离,防止下端面橡胶14从下板3上剥离。

其中,如图5所示,将橡胶体4与上端面橡胶13和下端面橡胶14之间均采用圆弧面过渡,可以防止在变形过程中,橡胶型面在橡胶体4与上端面橡胶13和下端面橡胶14连接的角部堆积打折断裂。

上端面橡胶13与型面一10由第二圆弧16过渡,下端面橡胶14与型面一10由第一圆弧15过渡,将纵向方向的橡胶6的下端与下端面橡胶14之间的第一圆弧15半径R1设为5mm-8mm,因此第一圆弧15处橡胶型面内凹空间大,有利于橡胶型面承受偏转载荷时形变,也可防止橡胶堆积变形;将纵向方向的橡胶6的上端与上端面橡胶13之间的第二圆弧16半径R2设为30mm-45mm,可以加大凹陷部17在纵向方向的橡胶6上端的容积空间。

如图8所示,轴箱8是固定的,钢簧系统位于轴箱8上端,钢簧系统包括钢簧7和一系橡胶减震垫1,转臂节点9和钢簧系统可绕轴箱8旋转。当承受载荷时,一系悬挂系统将往下运动,由于轴箱8是固定的,从而只有转臂节点9和钢簧系统往下运动,其中转臂节点9绕轴箱固定点旋转。本实施例中的橡胶减震垫1的偏转刚度小,从而橡胶减震垫1的上板2与车辆的构架平行,下板3绕轴箱8的固定点旋转,钢簧7两侧压缩比一致,钢簧7不会失稳,刚度恒定,能保证产品的整体刚度,避免钢簧7因弯曲而导致垂向刚度急剧上升。

实施例二

如附图9所示,本实施例与是实施例一的区别在于,缺口11为朝向橡胶减震垫1内凹的弧形缺口11,相对于直线型缺口11,内凹的弧形缺口11使得下板3的面积更小,可以更大程度的降低偏转刚度,同时又不会影响纵向方向的橡胶6的形状和面积。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于,将上板2和下板3设置成圆弧板状,便于更好的偏转,降低偏转刚度。

以上实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本发明的实施方式做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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