CN101619751B - 一种弹性关节类橡胶弹性元件制作组装方法及其产品 - Google Patents

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Abstract

一种弹性关节类橡胶弹性元件制作组装方法及其产品，将金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体通过高温、高压硫化后粘接成一个橡胶金属硫化体。弹性元件包括金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体，金属芯轴在轴向剖面上呈内凹锥台形，在芯轴锥台形部分的表面上整体硫化有弹性橡胶体，弹性橡胶体内外表面在轴向剖面上为内凸锥台形，且外表面硫化粘接有金属外套；金属外套径向剖面方向为圆弧形两半结构，金属外套与弹性橡胶体外表面形状相配，轴向截面形状也为内凸锥台形，金属外套与弹性橡胶体相互镶嵌、咬合硫化在一起的。且两半金属外套与弹性橡胶体硫化后与原直径相比沿径向是分开成有较大角度间隙的橡胶金属硫化体。

Description

一种弹性关节类橡胶弹性元件制作组装方法及其产品
技术领域
本发明属于一种减振部件及其组装方法，特别是指橡胶关节类弹性元件产品及其制作方法，主要用于各种机车车辆的转向架用的橡胶弹性元件中，同时也可以适用于工程机械等任何减振弹性连接的部位。
背景技术
关节类橡胶弹性元件是常用的一种橡胶金属复合的减振元件，可广泛应用于各种减振场所，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍，其中应用最为普遍的分为两种，一种为无外套式结构，产品由连接芯轴及外部橡胶两部分组成，另一种为三大件式结构，产品由外套、芯轴以及中间橡胶三部分组成，这两种结构的共同特点为，结构简单，性能基本上可以满足各种基本使用工况，缺点是这种结构的径向于轴向刚度比大，当径向轴向刚度比小于5∶1时，这些普通结构就不能满足设计要求了。
近些年来，随着技术进步，车辆的舒适性也越来越受到关注，在减振降噪方面有金属件无法比拟的橡胶元件也越来越广泛应用到轨道交通中，这也对橡胶件的要求越来越高，径轴比小于5∶1的参数输入也越来越多出现在产品的使用要求中。本结构就是一种能满足这种特殊使用工况的径轴比小于5∶1的新型结构设计。
发明内容
本发明的目的在于针对现有弹性关节径轴比仍过大，无法满足现有车辆要求的不足，提供一种新型弹性关节类橡胶弹性元件制作组装方法及其产品。该种弹性关节类橡胶弹性元件既芯轴强度和安全性好，又径向和轴向刚度比能达到2∶1甚至更小。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种弹性关节类橡胶弹性元件及其组装方法，包括金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体，其特点在于：金属芯轴在轴向剖面上呈内凹锥台形，在芯轴锥台形部分的表面上整体硫化有弹性橡胶体，弹性橡胶体内外表面在轴向剖面上为内凸锥台形，且外表面硫化粘接有金属外套；金属外套径向剖面方向为圆弧形两半结构，金属外套与弹性橡胶体外表面形状相配，轴向截面形状也为内凸锥台形，金属外套与弹性橡胶体相互镶嵌、咬合硫化在一起的。且两半金属外套与弹性橡胶体硫化后与原直径相比沿径向是分开成有较大角度间隙的橡胶金属硫化体；角度间隙的大小可根据刚度需要进行角度调整，同时可以在该角度间隙内填充隔断部分橡胶块或连续的环状橡胶带。金属外套与金属芯轴之间配合形成内凹空间，同时金属外套与金属芯轴在自然状态时存在一定的偏心量。
弹性关节类橡胶弹性元件的制作方法是：将金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体通过高温、高压硫化后粘接成一个橡胶金属硫化体。具体步骤如下：
1、将金属芯轴加工成内凹形状，在轴向剖面上呈锥台形的内凸结构；并将金属外套加工成与金属芯轴形状相配的内凸形状，在轴向剖面上呈锥台形的内凸型结构；
2、将金属外套、金属芯轴置入硫化机内，在金属外套与金属芯轴之间的径向方向形成一定的间隙，将弹性橡胶体注入金属外套与金属芯轴之间的间隙内，通过高温、高压硫化后，使金属外套、金属芯轴与弹性橡胶体粘接成一个橡胶金属硫化体。
本发明的特点在于：
由于金属外套为两瓣结构，且硫化后与原直径相比沿径向分开了一定的距离，因此当硫化体压金属安装时，橡胶就得到了预压缩，调整两瓣外套沿径向分开的距离，就可以调整橡胶的预压缩量。在结构上主要有以下特点：
1)由于金属外套和芯轴分别加工成内凸和内凹结构，芯轴的最大部位大于金属外套的内径，因此金属外套须作成分瓣结构，方可进行组装并硫化，同时要求安装孔为两瓣分体式结构。
2)由于金属外套设计成分瓣式，硫化时沿径向适当分开，安装时分瓣金属外套合拢，因此橡胶就能得到一定的预压缩应力，从而提高弹性关节的使用性能。
3)产品为轴对称结构，径向分为两个方向，有金属外套方向(主方向)及与之垂直的方向(次方向)，该两方向均可根据使用情况进行调节，实现满足需要的不同性能参数。
3)由于内凹状设计，因而内部形成了两个橡胶垫结构，从而大大提高了弹性关节的轴向刚度，降低了径向和轴向刚度比。
附图及说明：
图1为本发明实施例一结构示意图；
图2为本发明实施例一结构示意A-A剖视图；
图3为本发明实施例二结构示意图；
图4为本发明实施例二结构示意A-A剖视图；
图5为本发明实施例三结构示意图；
图6为本发明实施例三结构示意A-A剖视图。
图中：1、芯轴；2、弹性橡胶体；3、金属外套；4、锥环形间隙。
具体实施方式：
附图1-6给出了本发明的三个具体实施例，下面将通过附图和实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
通过附图1-2可以看出，本发明为一种弹性关节类橡胶弹性元件，包括芯轴1、金属外套3和弹性橡胶2体，其特点在于：金属外套3在径向剖切方向为两半弧状结构，金属外套3轴向截面形状为内凸锥台形结构；金属芯轴3轴向截面形状为内凹锥台形结构，金属外套3与金属芯轴3相互配合，并通过弹性橡胶3硫化在一起的。金属外套1和弹性橡胶体2硫化后与原直径相比沿径向是分开成有间隙的橡胶金属硫化体，弹性橡胶3与金属外套3均为不连续的两半结构，在两半结构之间留有锥环形间隙4。金属外套3与金属芯轴3之间配合形成内凹空间，同时金属外套3与金属芯轴3在自然状态时存在一定的偏心量。该弹性关节类橡胶弹性元件内凹型结构让I区域(见附图2)形成一个较大橡胶垫结构，该处结构橡胶压缩将可以为产品提供很大的轴向力。
弹性关节类橡胶弹性元件的制作方法是：将金属外套3、金属芯轴1和弹性橡胶体2通过高温、高压硫化后粘接成一个橡胶金属硫化体。具体步骤如下：
1、将金属芯轴1加工成内凹形状，在轴向剖面上呈锥台形的内凸结构；并将金属外套3加工成与金属芯轴形状相配的内凸形状，在轴向剖面上呈锥台形的内凸型结构；
2、将金属外套3、金属芯轴1置入硫化机内，在金属外套3与金属芯轴1之间的径向方向形成一定的间隙，将弹性橡胶体2注入金属外套3与金属芯轴1之间的间隙内，通过高温、高压硫化后，使金属外套3、金属芯轴1与弹性橡胶体2粘接成一个橡胶金属硫化体；
实施例二
实施例二与实施例一类似，区别在于弹性橡胶体5形状为环状结构，两部分的橡胶是连在一起的，在该弹性关节类橡胶弹性元件的次方向空间(即两半结构的空隙)内增加橡胶材料，所增加橡胶材料与主方向橡胶形状一致同时与主方向橡胶材料形成一体，这样可以有效提供更小的径轴刚度比。
实施例二的加工制作方法与实施例一是一样的。
实施例三
实施例三与实施例一类似，区别在于弹性橡胶体6形状为在次方向空间(即两半结构的空隙)内部分增加橡胶材料，所增加橡胶材料为独立橡胶块；次方向橡胶跟主方向橡自由有明显的空气隔离段，与主方向橡胶相互独立，可以有效对该产品次方向的性能进行调整。
实施例三的加工制作方法与实施例一是一样的。

Claims (4)

1.一种弹性关节橡胶弹性元件，包括金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体，金属芯轴在轴向剖面上呈内凹锥台形，在芯轴锥台形部分的表面上整体硫化有弹性橡胶体，其特点在于：弹性橡胶体内外表面在轴向剖面上为内凸锥台形，且外表面硫化粘接有金属外套；所述的金属外套径向剖面方向为圆弧形两半结构，金属外套与弹性橡胶体外表面形状相配，轴向截面形状也为内凸锥台形，金属外套与弹性橡胶体相互镶嵌、咬合硫化在一起的；金属外套与金属芯轴之间配合形成内凹空间。
2.如权利要求1所述的弹性关节橡胶弹性元件，其特征在于：所述的金属外套与弹性橡胶体硫化后与原直径相比沿径向是分开成有较大角度间隙的橡胶金属硫化体；角度间隙的大小可根据刚度需要进行角度调整，同时在该角度间隙内填充隔断部分橡胶块或连续的环状橡胶带。
3.如权利要求2所述的弹性关节橡胶弹性元件，其特征在于：金属外套与金属芯轴在自然状态时存在一定的偏心量。
4.一种实现权利要求1-3任意一项所述弹性关节橡胶弹性元件的弹性关节橡胶弹性元件制作组装方法，其特征在于：所述的弹性关节橡胶弹性元件的制作方法是：将金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体通过高温、高压硫化后粘接成一个橡胶金属硫化体；具体步骤如下：
A、将金属芯轴加工成内凹形状，在轴向剖面上呈锥台形的内凹结构；并将金属外套加工成与金属芯轴形状相配的内凸形状，在轴向剖面上呈锥台形的内凸型结构；
B、将金属外套、金属芯轴置入硫化机内，在金属外套与金属芯轴之间的径向方向形成一定的间隙，将弹性橡胶体注入金属外套与金属芯轴之间的间隙内，通过高温、高压硫化后，使金属外套、金属芯轴与弹性橡胶体粘接成一个橡胶金属硫化体，使得金属外套与金属芯轴之间配合形成内凹空间。
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