CN105882674B - 适用于双t型构架的橡胶铰接关节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，对角设置在双T型构架的横梁和侧梁连接处，包括铰接轴、橡胶关节和安装座，所述的橡胶关节包括内铁件、橡胶层和外铁件，外铁件套设在内铁件上，二者之间设有橡胶层，安装座套设在外铁件的外侧，所述的内铁件套设在铰接轴的外侧，所述的橡胶层的轴向断面为开口相对的双U型结构，安装座两端分别设有用于固定橡胶关节的内端盖和外端盖。与现有技术相比，本发明具有很大的横向刚度，不再需要中心横梁来传递横向力，且结构简单，拆装维修方便。

Description

适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置
技术领域
本发明属于轨道车辆转向架技术领域，涉及一种用于轨道车辆转向架构架的橡胶铰接关节装置，具体涉及一种适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置。
背景技术
传统的轨道车辆转向架普遍采用刚性构架，横梁和侧梁刚性的固接在一起，只依靠一系悬挂较小的垂向刚度来缓和线路的扭曲不平顺，但一系簧垂向刚度又不能设的过小。若线路的扭曲过大，则车辆通过此线路时的轮重减载率提高，安全性降低，大大限制了轨道车辆对线路的适应能力。若采用柔性构架，将构架的横梁和侧梁解耦，并使用橡胶铰接关节连接，则可增强转向架对线路扭曲的适应能力、拓宽构架适用的线路扭曲条件、提高安全性能，且可以选用相对较大的一系簧垂向刚度。
中国发明专利CN101565049A公开了一种铰接构架直线电机转向架，该转向架构架具有2个相互铰接的T型框架，在框架的两侧梁中部通过橡胶节点连接一中心横梁，该发明实现了构架的柔性化，提高了构架承受扭曲力的限度,以降低转向架的设计难度。
中国实用新型专利CN201249779Y公开了一种橡胶铰接关节装置，在构成构架的T型框架中，采用橡胶铰接关节装置来连接侧梁和横梁,从而形成相互铰接的连接点，以适应弯角较急的轨道曲线，实现提高构架承受扭曲力的限度、降低针对于构架设计难度和材质的要求以及降低制造成本。
中国实用新型专利CN201205920Y公开了一种橡胶关节式铰接结构，用以连接构架的侧梁和横梁而形成相互铰接的T型框架，实现构架的连接点具有柔性特点而能够适应弯角较急的轨道曲线，提高构架承受扭曲力的限度、有效地降低对于转向架设计难度和材质的要求、降低转向架制造成本。
当轮对行驶到缓和曲线时，两个铰接点可以承受较大的扭矩而适量地扭曲,从而对构架起到保护作用，通过铰接处的橡胶节点实现了构架的柔性化。但上述橡胶关节的横向刚度不足，承受横向力能力不够，因此采用中心横梁来传递横向力，使得结构复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有很大的横向刚度，不再需要中心横梁来传递横向力，且结构简单，拆装维修方便的适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，对角设置在双T型构架的横梁和侧梁连接处，包括铰接轴、橡胶关节和安装座，所述的橡胶关节包括内铁件、橡胶层和外铁件，外铁件套设在内铁件上，二者之间设有橡胶层，安装座套设在外铁件的外侧，所述的内铁件套设在铰接轴的外侧，所述的橡胶层的轴向断面为开口相对的双U型结构，安装座两端分别设有用于固定橡胶关节的内端盖和外端盖。
橡胶层的轴向断面为开口相对的双U型结构，因此橡胶关节无论是径向变形，还是轴向变形，总有一部分橡胶处于受压状态，从而橡胶关节具有很大的径向、轴向刚度。橡胶关节的径向，对应转向架的垂向与纵向，橡胶关节的轴向，对应转向架的横向，从而保证了两个T型构架之间的横向刚度很大。
橡胶关节的外铁件和内铁件之间的橡胶层的轴向断面为开口相对的双U型结构，使得该橡胶关节具有很大的横向刚度，保证了侧梁和横梁的连接，确保构架的安全性能。
橡胶层的轴向断面的双U型结构中的每个U型结构中部平直，两翼与中部的夹角均为100°～150°，中部轴向宽度是两翼自由端之间距离的1/2～2/3。
为保证橡胶铰接关节装置的径向刚度，其中部应呈平直状，且平直部分轴向宽度越长，装置的径向刚度越大；为保证橡胶铰接关节装置的轴向刚度，其两翼应与中部存在一定的夹角，在允许的角度范围内，角度越小，装置的轴向刚度越大。因此可通过调整中部平直部轴向宽度及两翼夹角，来获得优选的橡胶铰接关节装置，本发明的两翼与中部的夹角以及中部轴向宽度与两翼之间距离的比值范围能够使得所述的橡胶铰接关节装置具有很大的径向和轴向刚度，来满足转向架的承载功能要求。
所述的外端盖密封，内端盖设有一个供铰接轴穿过的孔洞，铰接轴与该孔洞的内侧壁之间设有橡胶密封圈。
该橡胶密封圈起到密封和支撑作用，和外端盖一起避免橡胶关节受到污染和损伤，同时在拆换橡胶关节时，起到支撑横梁的作用，保证横梁与测量的连接位置。
所述的铰接轴设有第一端部和第二端部，且铰接轴从第一端部到第二端部渐缩，第一端部与构架的横梁连接，第二端部穿过内铁件并通过端部螺栓和端部垫圈与内铁件连接。
铰接轴从第一端部到第二端部渐缩，能够使铰接轴与橡胶关节紧密连接在一起，增加该装置承受横向力的能力，同时，从第一端部到第二端部渐缩方便将铰接轴安装到橡胶关节中，其与内铁件的配合面为锥形面，方便安装并能够实现自动对中。
端部螺栓和端部垫圈之间还可以设置防松垫片。
所述的内铁件呈中空结构。这样能够起到减重的作用。
所述的外铁件呈多瓣式结构，外铁件与安装座之间保证安装尺寸，使橡胶层处于预紧状态。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
发明的有益效果是：
(1)该橡胶铰接关节装置具有很大的横向刚度，不再需要中心横梁来传递横向力，构架结构得到简化。使用该橡胶铰接关节装置“双T”型柔性构架，对线路的扭曲具有较好的顺服性，拓宽了构架适用的扭曲线路范围、提高了安全性能。
(2)构架一系悬挂可采用相对较大刚度，可满足直线电机以及永磁同步电机对一系悬挂的要求。
(3)结构简单，紧凑，拆装维护方便。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为本发明应用于双T型构架的结构示意图；
图中，1为铰接轴，2为内端盖，3为外铁件，4为橡胶层，5为内铁件，6为橡胶关节，7为安装座，8为外端盖，9为防松垫片，10为端部螺栓，11为端部垫圈，12为橡胶密封圈，13为横梁，14为侧梁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，对角设置在双T型构架的横梁和侧梁连接处，如图2所示，该双T型构架由两个横梁13和侧梁14组成两个T型框架，两个T型框架分别通过橡胶铰接关节装置铰接在一起而构成柔性构架，橡胶铰接关节装置具有很大的横向刚度，不再需要中心横梁来传递横向力。
该橡胶铰接关节装置包括铰接轴1、橡胶关节6和安装座7，如图2中的A区域及图1所示，橡胶关节6包括内铁件5、橡胶层4和外铁件3，外铁件3套设在内铁件5上，二者之间设有橡胶层4，外铁件3和内铁件5均与橡胶层4硫化贴合在一起，橡胶层4的轴向断面为开口相对的双U型结构，橡胶层4的轴向断面的双U型结构中的每个U型结构中部平直，两翼与中部的夹角均为120°，中部轴向宽度是两翼自由端之间距离的7/12。安装座7套设在外铁件3的外侧，外铁件3为三瓣式结构，与安装座7保证安装尺寸，使橡胶层4处于预紧状态，内铁件5套设在铰接轴1的外侧，并且内部中空，安装座7两端分别设有用于固定橡胶关节6的内端盖2和外端盖8。
其中，外端盖8密封，内端盖2设有一个供铰接轴1穿过的孔洞，铰接轴1与该孔洞的内侧壁之间设有橡胶密封圈12，铰接轴1设有第一端部和第二端部，且铰接轴1从第一端部到第二端部渐缩，第一端部与构架的横梁13连接，第二端部穿过内铁件5并通过端部螺栓10和端部垫圈11与内铁件5连接，端部螺栓10与端部垫圈11之间还设有防松垫片9。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中橡胶层4的轴向断面的双U型结构中的每个U型结构中部平直，两翼与中部的夹角均为100°，中部轴向宽度是两翼自由端之间距离的2/3。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中橡胶层4的轴向断面的双U型结构中的每个U型结构中部平直，两翼与中部的夹角均为150°，中部轴向宽度是两翼自由端之间距离的1/2。

Claims (5)

1.一种适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，对角设置在双T型构架的横梁和侧梁连接处，包括铰接轴、橡胶关节和安装座，所述的橡胶关节包括内铁件、橡胶层和外铁件，外铁件套设在内铁件上，二者之间设有橡胶层，安装座套设在外铁件的外侧，其特征在于，所述的内铁件套设在铰接轴的外侧，所述的橡胶层的轴向断面为开口相对的双U型结构，安装座两端分别设有用于固定橡胶关节的内端盖和外端盖，橡胶层的轴向断面的双U型结构中的每个U型结构中部平直，两翼与中部的夹角均为100°～150°，中部轴向宽度是两翼自由端之间距离的1/2～2/3倍。
2.根据权利要求1所述的适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，其特征在于，所述的外端盖密封，内端盖设有一个供铰接轴穿过的孔洞，铰接轴与该孔洞的内侧壁之间设有橡胶密封圈。
3.根据权利要求2所述的适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，其特征在于，所述的铰接轴设有第一端部和第二端部，且铰接轴从第一端部到第二端部渐缩，第一端部用于与构架的横梁连接，第二端部穿过内铁件并通过端部螺栓和端部垫圈与内铁件连接。
4.根据权利要求1所述的适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，其特征在于，所述的内铁件呈中空结构。
5.根据权利要求1所述的适用于双T型构架的橡胶铰接关节装置，其特征在于，所述的外铁件呈多瓣式结构，外铁件与安装座之间保证安装尺寸，使橡胶层处于预紧状态。
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