转臂节点的预压缩量调节方法
阅读说明：本技术 转臂节点的预压缩量调节方法 (Pre-compression amount adjusting method for rotating arm node ) 是由 蒋仲三 冯万盛 韩庆利 曾先会 罗俊 陈俊辉 张玉祥 张志强 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于轨道车辆减振部件制造领域,公开了转臂节点的预压缩量调节方法,转臂节点包括芯轴、橡胶体和外套,橡胶体硫化在芯轴和外套之间,将外套设为两节,在两节外套之间设置对装间隙实现转臂节点的预压缩,通过调节对装间隙的宽度来调节转臂节点的预压缩量,以此根据转臂节点的特定应用工况调节转臂节点在径向和轴向上的刚度性能,调节其径向和轴向的刚度比。(The invention belongs to the field of manufacturing of vibration reduction parts of railway vehicles and discloses a precompression amount adjusting method of a rotating arm node, wherein the rotating arm node comprises a mandrel, a rubber body and an outer sleeve, the rubber body is vulcanized between the mandrel and the outer sleeve, the outer sleeve is divided into two sections, a butt-assembling gap is arranged between the two sections of the outer sleeve to realize precompression of the rotating arm node, and the precompression amount of the rotating arm node is adjusted by adjusting the width of the butt-assembling gap, so that the rigidity performance of the rotating arm node in the radial direction and the axial direction is adjusted according to the specific application working condition of the rotating arm node, and the rigidity ratio of the rotating arm node in the radial direction and the axial direction is adjusted.)
技术领域
本发明涉及转臂节点的预压缩量调节方法，主要用于轨道车辆的一系或二系减震系统中，属于轨道车辆减振部件制造领域。
背景技术
转臂节点多用于轻轨、地铁、普通客车和高速动车组的转向架中，为列车的A类关键部件，装配在轴箱定位系统的转臂之中，用以传递转向架的牵引力和横向力，可吸收并衰减车辆在垂向、横向和纵向上的振动，保证车辆的平稳运行，同时起柔性连接及轴箱定位作用。
转臂节点通常是由金属与橡胶硫化而成，传递轮对与构架的牵引力和制动力。同时，转臂节点还可以提供横向和纵向刚度，实现轮对及构架间的横向及纵向相对位移，保证车辆的运行稳定性和曲线通过性，是轨道车辆中重要的悬挂部件。
通常转臂节点容许轴箱相对构架有较大的垂向位移，而轮对及构架间的横向及纵向相对位移依靠转臂节点的变形来实现，转臂节点中的橡胶可以提供不同的横向和纵向定位刚度，转臂节点的纵向刚度和横向刚度直接决定了轴箱的纵向和横向位移。为了提高转臂节点的使用寿命，防止转臂节点在受载时不因被拉而损坏，需要针对不同的应用场景对转臂节点设计不同的预压缩量，以得到具体工况下所需特定的横、纵两向刚度性能。
发明内容
本发明的目的在于提供转臂节点的预压缩量调节方法，通过将外套设置成两节，并通过调节两节外套之间所形成的对装间隙的宽度来调节转臂节点的预压缩量，以此根据转臂节点的特定应用工况调整转臂节点在径向和轴向上的刚度性能，调节其径向和轴向的刚度比。
为达到上述目的，本发明提出如下技术方案：转臂节点的预压缩量调节方法，上述转臂节点包括芯轴、橡胶体和外套，橡胶体硫化在芯轴和外套之间；将外套设为两节，在两节外套之间设置对装间隙，通过调节对装间隙的宽度D1来调节转臂节点的预压缩量，以此根据转臂节点的特定应用工况调节转臂节点在径向和轴向上的刚度性能，调节其径向和轴向的刚度比。
优选的，对装间隙由两节外套之间的外套对装面一和外套对装面二形成，通过调节外套对装面一和外套对装面二之间的距离，即通过调整由外套对装面一和外套对装面二形成的对装间隙的宽度D1，来实现对转臂节点预压缩量的调节。
优选的，调节方法包括如下步骤：
第一步：根据不同工况所需的径轴比测算出该工况下转臂节点所需的预压缩量；
第二步：通过测算出来的预压缩量，确定所需的对装距离S1；
第三步：通过调整模具中两节外套的放置位置或调整两节外套的长度，使由外套对装面一和外套对装面二所形成的对装间隙的宽度D1与根据具体工况下测算出的预压缩量所需的对装距离S1相等。
优选的，对装间隙由调节挡圈和两节外套之间的外套内侧面形成，通过调节调节挡圈和外套内侧面之间的距离，即通过调节由调节挡圈和外套内侧面形成的对装间隙的宽度D1，来实现对转臂节点预压缩量的调节。
优选的，在两节外套之间的外套内端面一和外套内端面二的上部分别设置对称式的下沉式台阶一和下沉式台阶二，下沉式台阶一和下沉式台阶二共同形成调整台阶，将两瓣式调节挡圈设置在调整台阶上，调节挡圈上位于下沉式台阶一一侧的调节挡圈外端面一与下沉式台阶一上的外套内侧面一之间、调节挡圈上位于下沉式台阶二一侧的调节挡圈外端面二与下沉式台阶二上的外套内侧面二之间形成2个对称的对装间隙，通过调整对装间隙的宽度D1，来实现对转臂节点预压缩量的调节。
优选的，调节挡圈的宽度W1大于外套内端面一和外套内端面二之间的宽度D2，且D2≥2D1，以保证调节挡圈既可以平稳装于调整台阶上，外套内端面一和外套内端面二又不会对转臂节点预压缩量的调节形成干涉。
优选的，调节挡圈的厚度不小于3mm且不大于调整台阶的高度H1，以保证调节挡圈不会对转臂节点装入轴箱的轴孔内形成干涉且能防止调节挡圈被挤断。
优选的，调节方法包括如下步骤：
第一步：根据不同工况所需的径轴比测算出该工况下转臂节点所需的预压缩量；
第二步：通过测算出来的预压缩量，确定所需的对装距离S1；
第三步：选择与所需的对装距离S1相适配的调节挡圈，所选调节挡圈与外套内侧面之间所形成的对装间隙的宽度D1与根据具体工况下测算出的预压缩量所需的对装距离S1之间的关系是： S1=2D1。
优选的，在橡胶体位于对装间隙的下方设置形变空腔，以为橡胶体在使用过程中提供形变容积空间，防止橡胶体因应力集中而损坏，增加橡胶体的使用寿命。
优选的，芯轴与橡胶体之间的硫化面一和外套与橡胶体之间的硫化面二均朝向远离转臂节点的轴向中心线L1的一侧凸出；硫化面一在橡胶体形变空腔与芯轴之间的型面为与转臂节点的轴向中心线L1平行的水平直面。
本发明的有益效果：
1、本发明通过将外套设置成两节，并通过调节两节外套之间所形成的对装间隙的宽度来调节转臂节点的预压缩量，以此根据转臂节点的特定应用工况调整转臂节点在径向和轴向上的刚度性能，调节其径向和轴向的刚度比。具体有如下两种方式：
1）通过将外套设置成两节式，通过调整两节外套之间的外套对装面一和外套对装面二之间的对装间隙的宽度D1来调节转臂节点的预压缩量；具体为可根据不同工况测算出该工况下转臂节点所需的预压缩量，并通过预压缩量确定所需的对装距离S1，再调整外套对装面一和外套对装面二之间所形成的对装间隙的宽度D1，使的S1得D1。
2）通过将外套设置成两节式，并在两节式外套的外套内端面上部设置由下沉式台阶一和下沉式台阶二形成的调整台阶，通过在调整台阶上设置两瓣式调节挡圈，并调调节挡圈外端面与调整台阶上的外套内侧面之间的对装间隙的宽度D1来调节转臂节点的预压缩量；具体为可根据不同工况测算出该工况下转臂节点所需的预压缩量，并通过预压缩量确定所需的对装距离S1，再调整调节挡圈外端面与调整台阶上的外套内侧面之间的对装间隙的宽度D1，使得S1=2D1；对不同工况下不同预压缩量需求的转臂节点，只需要更换不同宽度的调节挡圈即可，不需要对转臂节点本身进行调整或更换，增加了转臂节点使用的通用性，节约了制造成本。
2.1）在橡胶体位于两节外套对装间隙的下方处设置形变空腔，可通过形变空腔为橡胶体在使用过程中提供形变容积空间，防止橡胶体因应力集中而损坏，增加橡胶体的使用寿命。
2.2）通过将芯轴与橡胶体之间的硫化面一和外套与橡胶体之间的硫化面二均朝向远离转臂节点的轴向中心线L1的一侧即朝向外套凸出，可增强转臂节点的轴向刚度。同时将芯轴与橡胶体之间的硫化面一在橡胶体形变空腔与芯轴之间的型面设为与转臂节点的轴向中心线L1平行的水平直面，可提高硫化过程中液态胶料的流动性，使橡胶体均匀硫化，保证橡胶体的使用性能。
附图说明
图1为实施例一中转臂节点的整体结构示意图。
图2为实施例一中转臂节点装配时侧翻放置的结构示意图。
图3为实施例二中转臂节点的整体结构示意图。
图4为图3中A处的局部放大图。
图5为实施例二中转臂节点装配时侧翻放置的结构示意图。
附图标记包括：1、芯轴；2、橡胶体；3、对装间隙；4、外套一；5、外套二；6、外套对装面一；7、外套对装面二；8、外套内侧面一；9、外套内侧面二；10、外套内端面一；11、外套内端面二；12、外套外端面；13、下沉式台阶一；14、下沉式台阶二；15、第一瓣调节挡圈；16、第二瓣调节挡圈；17、调节挡圈外端面一；18、调节挡圈外端面二；19、形变空腔；20、硫化面一；21、硫化面二；22、水平直面；23、芯轴的第一端；24、芯轴的第二端。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本发明做进一步详细描述。
实施例一
如附图1和附图2所示，转臂节点的预压缩量调节方法，上述转臂节点包括芯轴1、橡胶体2和外套，橡胶体2硫化在芯轴1和外套之间，将外套设为两节，两节外套分别为外套一4和外套二5，外套一4和外套二5之间设有对装间隙3，通过调节对装间隙3的宽度D1来调节转臂节点的预压缩量，以此根据转臂节点的特定应用工况调节其径向和轴向的刚度比，调节转臂节点在径向和轴向上的刚度性能。
如图1所示，外套一4包括外套对装面一6，外套二5包括外套对装面7，本实施例的的对装间隙3由外套对装面一6和外套对装面7形成，外套对装面一6和外套对装面7之间的距离即为对装间隙3的宽度D1，通过调整外套对装面一6和外套对装面7之间的对装间隙3的宽度D1即可调节转臂节点的预压缩量。
如图1和图2所示，在橡胶体2位于对装间隙3的下方设置形变空腔19，形变空腔19的宽度D4不小于对装间隙的宽度D1，以为橡胶体2在使用过程中提供形变容积空间，防止橡胶体2因应力集中而损坏，增加橡胶体2的使用寿命。
如图1和图2所示，芯轴1与橡胶体2之间的硫化面一20和外套与橡胶体2之间的硫化面二21均朝向远离转臂节点的轴向中心线L1的一侧凸出，可增强转臂节点的轴向刚度。
如图1和图2所示，芯轴1与橡胶体2之间的硫化面一20在形变空腔19与芯轴1之间的型面为与转臂节点的轴向中心线L1平行的水平直面22。由于硫化时是从一端注胶，将硫化面一20在橡胶体2形变空腔19的下方设置成水平直面22，使得硫化面一20在橡胶体2形变空腔19的下方成为水平通道，可以提高硫化过程中液态胶料的流动性，保证橡胶体2硫化的均匀性，增强橡胶体2的使用性能和使用寿命。
本实施例中转臂节点的预压缩量调节方法包括如下步骤：
第一步：根据不同工况所需的径轴比测算出该工况下转臂节点所需的预压缩量；
第二步：通过测算出来的预压缩量，确定所需的对装距离S1；
第三步：通过调整模具中两节外套的放置位置或调整两节外套的长度，使由外套对装面一6和外套对装面二7所形成的对装间隙3的宽度D1与根据具体工况下测算出的预压缩量所需的对装距离S1相等。
本实施例中转臂节点的装配步骤如下：
第一步：将转臂节点竖直放置，使得芯轴的第一端23朝向轴箱的轴孔内侧，芯轴的第二端24朝向远离轴箱轴孔的一侧；
第二步：将芯轴的第一端23朝下过盈压装装入轴箱的轴孔内，直至芯轴的第二端24被压装至轴孔内，此时，外套对装面一6与外套对装面7对装贴合压紧，且转臂节点通过外套外端面12与轴孔过盈配合装配完毕。
实施例二
如附图3-5所示，本实施例与实施例一的区别在于，对装间隙3由调节挡圈和两节外套之间的外套内侧面形成，通过调节调节挡圈和外套内侧面之间的距离，即通过调节由调节挡圈和外套内侧面形成的对装间隙3的宽度D1，来实现对转臂节点预压缩量的调节。
如图3和图4所示，在两节外套之间的外套内端面一10和外套内端面二11的上部分别设置对称式的下沉式台阶一13和下沉式台阶二14，下沉式台阶一13和下沉式台阶二14共同形成调整台阶，上述调节挡圈为两瓣式结构，包括第一瓣调节挡圈15和第二瓣调节挡圈16，第一瓣调节挡圈15和第二瓣调节挡圈16对装在外套一4和外套二5的调整台阶上并环抱在调整台阶的外侧；调节挡圈包括调节挡圈外端面一17和调节挡圈外端面二18，调节挡圈外端面一17位于下沉式台阶一13上，调节挡圈外端面二18位于下沉式台阶二14上，调节挡圈外端面一17与下沉式台阶一13上的外套内侧面一8之间、调节挡圈外端面二18与下沉式台阶二14上的外套内侧面二9之间形成2个对称的对装间隙3，通过调整对装间隙3的宽度D1，来实现对转臂节点预压缩量的调节。
如图4所示，调节挡圈的宽度W1大于外套内端面一10和外套内端面二11之间的宽度D2，且D2≥2D1，一方面可以保证调节挡圈能稳定装于调整台阶上，另一方面，若D2＜2D1，则转臂节点在装配时，在调节挡圈和外套之间还未被压紧时，即没有达到转臂节点的最佳压缩量时，外套内端面一10和外套内端面二11即接触压紧，此时外套内端面一10和外套内端面二11会对转臂节点预压缩量的调节形成干涉，因此，需将D2设置成D2≥2D1。
调节挡圈的厚度不大于调整台阶的高度H1。若调节挡圈的厚度大于调整台阶的高H1，则在转臂节点的装配过程中，调节挡圈会对转臂节点装入轴箱的轴孔内形成干涉。
如图3和图4所示，形变空腔19的宽度D4不小于外套内侧面一8和外套内侧面二9之间的距离D3，以为橡胶体2在使用过程中提供形变容积空间，防止橡胶体2因应力集中而损坏，增加橡胶体2的使用寿命。
本方案中，对不同工况下不同预压缩量需求的转臂节点，只需要更换不同宽度的调节挡圈即可，不需要对转臂节点本身进行调整或更换，增加了转臂节点使用的通用性，节约了制造成本。
本实施例中转臂节点的预压缩量调节方法包括如下步骤：
第一步：根据不同工况所需的径轴比测算出该工况下转臂节点所需的预压缩量；
第二步：通过测算出来的预压缩量，确定所需的对装距离S1；
第三步：选择与所需的对装距离S1相适配的调节挡圈，所选调节挡圈与外套内侧面之间所形成的对装间隙3的宽度D1与根据具体工况下测算出的预压缩量所需的对装距离S1之间的关系是：S1=2D1。其中，调节挡圈外端面一17与下沉式台阶一13上的外套内侧面一8之间形成一个对装间隙3，调节挡圈外端面二18与下沉式台阶二14上的外套内侧面二9之间形成一个对装间隙3，2个对装间隙3对称设置，且2个对装间隙3的距离均为D1。
本实施例中转臂节点的装配步骤如下：
第一步：将转臂节点竖直放置，使得芯轴的第一端23朝向轴箱的轴孔内侧，芯轴的第二端24朝向远离轴箱轴孔的一侧；
第二步：将芯轴的第一端23朝下装入轴箱的轴孔内，当靠近芯轴的第一端23一侧的外套一4上靠近调整台阶上的外套内侧面一8接近轴孔时暂停装配；
第三步：将与转臂节点的预压缩量相适配的两瓣式金属调节挡圈的第一瓣调节挡圈15和第二瓣调节挡圈16相对对装在外套的调整台阶上，并使得第一瓣调节挡圈15和第二瓣调节挡圈16对装后形成的径向中心线与转臂节点的径向中心线L2重合；
第四步：将对装好的第一瓣调节挡圈15和第二瓣调节挡圈16连同转臂节点继续向下装入轴孔内，直至芯轴的第二端24被压装至轴孔内，此时，外套内侧面一8与调节挡圈外端面一17之间，外套内侧面二9与调节挡圈外端面二18之间均对装贴合压紧，且转臂节点通过外套外端面12与轴孔过盈配合装配完毕。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明内容的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。