CN106274348A - 一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套 - Google Patents

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Abstract

一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，包括固定支架、衬套本体和骨架；所述衬套本体的表面设置有衬套凸筋，所述衬套内孔壁上均匀设置有环形凹槽，所述衬套本体内嵌有骨架，所述骨架将衬套本体分割成外橡胶层和内橡胶层两部分；所述固定支架与所述衬套本体的外表面相配合；所述横向稳定杆上与稳定杆衬套配合的部分为稳定杆配合部，所述稳定杆配合部中间直径最大，越往两边直径越小。所述衬套本体采用天然橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶等材料加工制成。本发明使稳定杆和稳定杆衬套有足够的轴向刚度，从而限制稳定杆衬套轴向蹿动，减小衬套内孔橡胶材料的磨损，消除汽车在行驶过程中稳定杆和稳定杆衬套之间产生的异响。

Description

一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套。
背景技术
汽车横向稳定杆是汽车悬架中的一种辅助弹性元件，它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，尽量使车身保持平衡。稳定杆衬套固定在车架上，对稳定杆起着支撑、定位的作用。同时，稳定杆衬套必须有足够的轴向刚度从而限制稳定杆轴向蹿动。现有技术中，横向稳定杆与稳定杆衬套之间采用金属卡箍固定，在汽车行驶过程中与稳定杆之间会产生异响，尤其是在低温条件下由于稳定杆衬套的橡胶发硬导致更大的异响，并造成稳定杆衬套的磨损，降低了使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明设计了一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，能解决汽车在行驶过程中两者之间产生的异响，减少了稳定杆衬套的磨损，延长了其使用寿命。
本发明采用以下技术方案：
一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，包括固定支架、衬套本体和骨架；
所述衬套本体的表面中间设置有衬套凸筋，衬套本体的侧面设置有一个垂直于横向稳定杆的切口，所述切口由衬套本体外表面切至衬套内孔；所述衬套内孔与所述横向稳定杆相配合；所述衬套内孔壁上均匀设置有环形凹槽，所述衬套本体内嵌有骨架，所述骨架将衬套本体分割成外橡胶层和内橡胶层两部分，所述内橡胶层的厚度大于所述外橡胶层的厚度；
所述横向稳定杆上与稳定杆衬套配合的部分为稳定杆配合部，所述稳定杆配合部中间直径最大，越往两边直径越小，直到与稳定杆衬套内孔相配合的配合外缘处，稳定杆配合部的直径达到最小值，等于稳定杆非配合部的直径；衬套内孔的直径也是中间大，两边小，与所述稳定杆配合部的直径相配合；所述稳定杆制成后，对稳定杆配合部表面进行喷砂处理，再将经预硫化处理的橡胶衬套本体粘于其上；
所述固定支架与所述衬套本体的外表面相配合，所述固定支架被水平轴线分为上下两部分，所述上下部接口处设置有支架翻边，所述支架翻边上设有联接孔；
所述骨架分为骨架一和骨架二，所述骨架一和所述骨架二横截面为圆弧状，二者不相连，相对嵌在衬套本体中，接口处有间隙；所述骨架两侧均匀设置有通孔；在所述骨架另两侧中央各设置有通槽；所述骨架采用钢板材料，经过落料、冲孔及弯曲工序制成；
所述衬套本体由橡胶材料制成，所述橡胶材料按重量份组分为：天然橡胶80-90份，顺丁橡胶20-40份，硅橡胶15-30份，乙丙橡胶15-30份，丁腈橡胶5-15份，丁苯橡胶2-5份，高苯橡胶8-20份，氯丁橡胶20-35份，氢化丁晴橡胶15-35份，芳烃油3-5份，硬脂酸1-3份，偶联剂1-2份，碳酸钙10-15份，炭黑5-10份，氧化锌3-8份，增韧剂1-5份，抗氧剂1-2份，防老剂1-2份，交联剂0.1-1份，环氧化天然橡胶粉末50-80份，三元乙丙橡胶粉末15-30份，纳米氧化锌为1-6份，硬脂酸钠为4-6份，炭黑为1-3份，防霉剂为1-6份，硫磺为2-8份，PBS聚合物为4-10份，羟基聚磷酸酯为2-5份，亚硫酸氢钠为2-5份，硅烷偶联剂为4-8份，微晶纤维素1-3份，微晶石蜡2-6份，硫磺6-10份，钛白粉1-5份，维生素E1-1.5份，柠檬酸钠2-4份，柠檬烯1-5份，苯甲酰丙酮5-10份，氧化锡锑3-5份，稀土5-10份；
所述衬套本体橡胶材料的制备步骤如下：a.将天然橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、高苯橡胶投入密炼机中塑炼5-8min，使温度达到90-100℃，继续加入芳烃油、硬脂酸、偶联剂，进行混炼，混炼20-25min后进行冷却，得到预混胶；
b.将步骤a中得到的预混胶加入开炼机中，在60-80℃的温度下开炼8-10min后加入碳酸钙、炭黑、氧化锌、增韧剂、抗氧剂、防老剂、交联剂、环氧化天然橡胶、三元乙丙橡胶、纳米氧化锌、硬脂酸钠、炭黑、防霉剂、硫磺、PBS聚合物、羟基聚磷酸酯、亚硫酸氢钠、硅烷偶联剂、微晶纤维素、微晶石蜡、硫磺、钛白粉、维生素E、柠檬酸钠、柠檬烯、苯甲酰丙酮、氧化锡锑、稀土，继续开炼，待温度升到140-160℃时排胶，室温放置10-12h，得到混合胶体；
c.将混合胶体在双辊开炼机上混炼，并加入硫磺，混炼均匀后送入双螺杆挤出机料斗，进行挤出造粒；
d.将得到的橡胶颗粒放入平板硫化机中，控制硫化温度为145-155℃，控制硫化压力为10-14MPa，控制硫化时间为20-30min，硫化后在恒温箱中放置30-40h，即得；
所述衬套本体通过注射成型制成，在注射之前，将所述骨架沿竖直方向卡在注射型腔内，再将熔融橡胶材料沿热流道模具注射进型腔，熔融橡胶材料流入通孔及通槽，将外橡胶层和内橡胶层结合成一体，成型固化后，顶出制件。
进一步的，所述稳定杆可采用轧制或锻造的方法制造。
进一步的，所述通孔和所述通槽的数量根据骨架的尺寸设定，可在骨架两侧各均匀设置有3个通孔，在骨架3的另两侧中央各设置一个通槽，所述通槽内侧为弧形过渡。
进一步的，在稳定杆衬套注射成型前，向橡胶配方中加入石蜡。
本发明的有益效果为：
依据如上所述的本发明，在衬套本体中嵌入骨架，在衬套受外力作用时，能大大提高稳定杆衬套的轴向刚度，保护衬套本体，延长稳定杆衬套的使用寿命；在衬套本体上增加凸筋结构，使衬套受力更均；通过稳定杆衬套的变形，可有效的减少稳定杆与衬套的表面相对运动，进而减少衬套的磨损及异响；在衬套本体的内孔壁上均匀设置有环形凹槽，在横向稳定杆衬套的工作过程中当扭转输入施加给横向稳定杆，内橡胶层经历变形时，环形凹槽使得横向稳定杆与衬套内孔之间产生间隙，同时内橡胶层的径向最内部经由粘结剂在横向稳定杆的外周面的整个周向上连续延伸。采用这种布置，内橡胶层的弹性变形有效地被这些间隙吸收，从而使得衬套内孔与稳定杆的粘结界面处的应力集中减小，实现横向稳定杆衬套的耐用性提高以及粘结可靠性增强的效果。
将稳定杆配合部设置成中间大两边小的形状，再将橡胶衬套和稳定杆配合部硫化结合成一体，保证了粘接质量，使稳定杆和稳定杆衬套有足够的轴向刚度，从而限制稳定杆衬套轴向蹿动，同时防止灰尘或细小杂物进入稳定杆配合部和衬套内孔之间，从而减小衬套内孔橡胶材料的磨损，消除汽车在行驶过程中稳定杆和稳定杆衬套之间产生的异响，
本发明中，外橡胶层的厚度小于内橡胶层的厚度，当扭转输入施加给横向稳定杆时，外橡胶层经历的变形极小，这使得在外橡胶层内应力集中小，衬套本体内部不易产生裂纹等缺陷，提高稳定杆衬套的使用寿命。
另外，本发明所使用的橡胶材料，可以使稳定杆衬套有优良的高韧性、耐腐蚀性，同时橡胶的耐磨性、耐热老化性也有非常良好的表现，能满足稳定杆衬套的使用要求。
附图说明
图1为本发明的侧视剖面图；
图2为本发明的主视剖面图；
图3为本发明中骨架的结构示意图。
其中，1-固定支架；11-联接孔；12-支架翻边；2-衬套本体；22-切口；23-衬套凸筋；24-衬套内孔；241-环形凹槽；25-外橡胶层；26-内橡胶层；3-骨架；31-骨架一；32-骨架二；33-通孔；34-通槽；35-间隙；4-横向稳定杆；41-稳定杆配合部；411-配合外缘；42-非配合部。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，包括固定支架1、衬套本体2和骨架3；
如附图所示，所述衬套本体2的表面中间设置有衬套凸筋23；衬套本体2的侧面设置有一个垂直于横向稳定杆4的切口22，所述切口22由衬套本体外表面切至衬套内孔24；所述衬套内孔壁上均匀设置有环形凹槽241，所述衬套本体2内嵌有骨架3，所述骨架3将衬套本体2分割成外橡胶层25和内橡胶层26两部分，所述内橡胶层26的厚度大于所述外橡胶层25的厚度；
所述横向稳定杆4上与稳定杆衬套配合的部分为稳定杆配合部41，所述稳定杆配合部41中间直径最大，越往两边直径越小，直到与稳定杆衬套内孔相配合的配合外缘411处，稳定杆配合部41的直径达到最小值，等于稳定杆非配合部42的直径；衬套内孔24的直径也是中间大，两边小，与所述稳定杆配合部41的直径相配合；所述稳定杆4可采用轧制或锻造的方法制造，制成后，对稳定杆配合部41表面进行喷砂处理，再将预硫化橡胶衬套本体2粘于其上。将稳定杆配合部41设置成中间大两边小的形状，再将橡胶衬套2和稳定杆配合部41硫化结合成一体，保证了粘接质量，使稳定杆和稳定杆衬套有足够的轴向刚度，从而限制稳定杆衬套轴向蹿动，同时防止灰尘或细小杂物进入稳定杆配合部41和衬套内孔24之间，从而减小衬套内孔橡胶材料的磨损，消除汽车在行驶过程中稳定杆和稳定杆衬套之间产生的异响，
所述固定支架1与所述衬套本体2的外表面相配合，如图1所示，所述固定支架1被水平轴线分为上下两部分，所述上下部接口处设置有支架翻边12，所述支架翻边12上设有联接孔11，联接孔11将固定支架1的上下两部分联接并与车体相应部位联接固定；
如图1所示，所述骨架3分为骨架一31和骨架二32，所述骨架一31和所述骨架二32相对嵌在衬套本体2中，横截面为圆弧状，二者不相连，接口处有间隙35；如图3所示，所述骨架3两侧均匀设置有通孔33，通孔33的数量根据骨架的尺寸设定，本实施例中的骨架3两侧各均匀设置有3个通孔33；在所述骨架另两侧中央各设置有一个通槽34；由于衬套本体2为橡胶件，强度有限，在衬套本体中嵌入骨架3，在衬套受外力作用时，能大大提高稳定杆衬套的轴向刚度，保护衬套本体2，延长稳定杆衬套的使用寿命。所述骨架3采用钢板材料，经过落料、冲孔及弯曲工序制成，通槽34的内侧为弧形过渡，可有效避免应力集中。
所述衬套本体2通过注射成型制成，在注射之前，将所述骨架3的两部分沿竖直方向卡在注射型腔内，向熔融橡胶材料中加入石蜡配方，可在稳定杆与衬套表面产生润滑油脂，有效减缓摩擦及异响。再将熔融橡胶材料沿热流道模具注射进型腔，熔融橡胶材料流入通孔33及通槽34，实现外橡胶层25和内橡胶层26结合成一体，成型固化后，顶出制件，即形成嵌有骨架3的衬套本体2。
通过对稳定杆衬套的故障现象分析、改进措施及效果的验证，在衬套本体2上增加凸筋23结构，使衬套受力更均；通过稳定杆衬套的变形，可有效的减少稳定杆与衬套的表面相对运动，进而减少衬套的磨损及异响。
如图2所示，在衬套本体2的内孔壁上均匀设置有环形凹槽241，在横向稳定杆衬套的工作过程中当扭转输入施加给横向稳定杆4，内橡胶层26经历变形时，环形凹槽241使得横向稳定杆与衬套内孔24之间产生间隙，同时内橡胶层26的径向最内部经由粘结剂在横向稳定杆4的外周面的整个周向上连续延伸。采用这种布置，内橡胶层26的弹性变形有效地被这些间隙吸收，从而使得衬套内孔与稳定杆4的粘结界面处的应力集中减小，实现横向稳定杆衬套的耐用性提高以及粘结可靠性增强的效果。
另外，外橡胶层25的厚度小于内橡胶层26的厚度，当扭转输入施加给横向稳定杆4时，外橡胶层25经历的变形极小，这使得在外橡胶层25内应力集中小，衬套本体内部不易产生裂纹等缺陷，提高稳定杆衬套的使用寿命。
衬套本体由橡胶材料制成，该橡胶材料按重量份组分为：天然橡胶90份，顺丁橡胶40份，硅橡胶30份，乙丙橡胶30份，丁腈橡胶15份，丁苯橡胶5份，高苯橡胶20份，芳烃油5份，硬脂酸3份，偶联剂2份，碳酸钙15份，炭黑10份，氧化锌8份，增韧剂5份，抗氧剂2份，防老剂2份，交联剂1份，环氧化天然橡胶粉末80份，三元乙丙橡胶粉末30份，纳米氧化锌为6份，硬脂酸钠为6份，炭黑为3份，防霉剂为6份，硫磺为8份，PBS聚合物为10份，羟基聚磷酸酯为5份，亚硫酸氢钠为5份，硅烷偶联剂为8份，微晶纤维素3份，微晶石蜡6份，硫磺10份，钛白粉5份，维生素E1.5份，柠檬酸钠4份，柠檬烯5份，苯甲酰丙酮10份，氧化锡锑5份，稀土10份。
用于制造衬套本体2橡胶材料的制备步骤如下：
a.将天然橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、高苯橡胶投入密炼机中塑炼5-8min，使温度达到90-100℃，继续加入芳烃油、硬脂酸、偶联剂，进行混炼，混炼20-25min后进行冷却，得到预混胶；
b.将步骤a中得到的预混胶加入开炼机中，在60-80℃的温度下开炼8-10min后加入碳酸钙、炭黑、氧化锌、增韧剂、抗氧剂、防老剂、交联剂、环氧化天然橡胶、三元乙丙橡胶、纳米氧化锌、硬脂酸钠、炭黑、防霉剂、硫磺、PBS聚合物、羟基聚磷酸酯、亚硫酸氢钠、硅烷偶联剂、微晶纤维素、微晶石蜡、硫磺、钛白粉、维生素E、柠檬酸钠、柠檬烯、苯甲酰丙酮、氧化锡锑、稀土，继续开炼，待温度升到140-160℃时排胶，室温放置10-12h，得到混合胶体；
c.将混合胶体在双辊开炼机上混炼，并加入硫磺，混炼均匀后送入双螺杆挤出机料斗，进行挤出造粒；
d.将得到的橡胶颗粒放入平板硫化机中，控制硫化温度为145-155℃，控制硫化压力为10-14MPa，控制硫化时间为20-30min，硫化后在恒温箱中放置30-40h，即得。
通过PBS聚合物、羟基聚磷酸酯、亚硫酸氢钠、硅烷偶联剂、微晶纤维素、微晶石蜡、硫磺、柠檬酸钠、柠檬烯、苯甲酰丙酮、氧化锡锑、稀土的加入，可以提升橡胶的抗氧化性以及强度，配合钛白粉、维生素E等，可以进一步的提升橡胶的高韧性以及耐腐蚀、耐磨性。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，其特征在于，包括固定支架(1)、衬套本体(2)和骨架(3)；
所述衬套本体(2)的表面中间设置有衬套凸筋(23)，衬套本体(2)的侧面设置有一个垂直于横向稳定杆(4)的切口(22)，所述切口(22)由衬套本体外表面切至衬套内孔(24)；所述衬套内孔(24)与所述横向稳定杆(4)相配合；所述衬套内孔壁上均匀设置有环形凹槽(241)，所述衬套本体(2)内嵌有骨架(3)，所述骨架(3)将衬套本体(2)分割成外橡胶层(25)和内橡胶层(26)两部分，所述内橡胶层(26)的厚度大于所述外橡胶层(25)的厚度；
所述横向稳定杆(4)上与稳定杆衬套配合的部分为稳定杆配合部(41)，所述稳定杆配合部(41)中间直径最大，越往两边直径越小，直到与稳定杆衬套内孔相配合的配合外缘(411)处，稳定杆配合部(41)的直径达到最小值，等于稳定杆非配合部(42)的直径；衬套内孔(24)的直径也是中间大，两边小，与所述稳定杆配合部(41)的直径相配合；所述稳定杆(4)制成后，对稳定杆配合部(41)表面进行喷砂处理，再将经预硫化处理的橡胶衬套本体(2)粘于其上；
所述固定支架(1)与所述衬套本体(2)的外表面相配合，所述固定支架(1)被水平轴线分为上下两部分，所述上下部接口处设置有支架翻边(12)，所述支架翻边(12)上设有联接孔(11)；
所述骨架(3)分为骨架一(31)和骨架二(32)，所述骨架一(31)和所述骨架二(32)横截面为圆弧状，二者不相连，相对嵌在衬套本体(2)中，接口处有间隙(35)；所述骨架(3)两侧均匀设置有通孔(33)；在所述骨架另两侧中央各设置有通槽(34)；所述骨架(3)采用钢板材料，经过落料、冲孔及弯曲工序制成；
所述衬套本体(2)由橡胶材料制成，所述橡胶材料按重量份组分为：天然橡胶80-90份，顺丁橡胶20-40份，硅橡胶15-30份，乙丙橡胶15-30份，丁腈橡胶5-15份，丁苯橡胶2-5份，高苯橡胶8-20份，氯丁橡胶20-35份，氢化丁晴橡胶15-35份，芳烃油3-5份，硬脂酸1-3份，偶联剂1-2份，碳酸钙10-15份，炭黑5-10份，氧化锌3-8份，增韧剂1-5份，抗氧剂1-2份，防老剂1-2份，交联剂0.1-1份，环氧化天然橡胶粉末50-80份，三元乙丙橡胶粉末15-30份，纳米氧化锌为1-6份，硬脂酸钠为4-6份，炭黑为1-3份，防霉剂为1-6份，硫磺为2-8份，PBS聚合物为4-10份，羟基聚磷酸酯为2-5份，亚硫酸氢钠为2-5份，硅烷偶联剂为4-8份，微晶纤维素1-3份，微晶石蜡2-6份，硫磺6-10份，钛白粉1-5份，维生素E1-1.5份，柠檬酸钠2-4份，柠檬烯1-5份，苯甲酰丙酮5-10份，氧化锡锑3-5份，稀土5-10份；
所述衬套本体(2)橡胶材料的制备步骤如下：a.将天然橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、高苯橡胶投入密炼机中塑炼5-8min，使温度达到90-100℃，继续加入芳烃油、硬脂酸、偶联剂，进行混炼，混炼20-25min后进行冷却，得到预混胶；
b.将步骤a中得到的预混胶加入开炼机中，在60-80℃的温度下开炼8-10min后加入碳酸钙、炭黑、氧化锌、增韧剂、抗氧剂、防老剂、交联剂、环氧化天然橡胶、三元乙丙橡胶、纳米氧化锌、硬脂酸钠、炭黑、防霉剂、硫磺、PBS聚合物、羟基聚磷酸酯、亚硫酸氢钠、硅烷偶联剂、微晶纤维素、微晶石蜡、硫磺、钛白粉、维生素E、柠檬酸钠、柠檬烯、苯甲酰丙酮、氧化锡锑、稀土，继续开炼，待温度升到140-160℃时排胶，室温放置10-12h，得到混合胶体；
c.将混合胶体在双辊开炼机上混炼，并加入硫磺，混炼均匀后送入双螺杆挤出机料斗，进行挤出造粒；
d.将得到的橡胶颗粒放入平板硫化机中，控制硫化温度为145-155℃，控制硫化压力为10-14MPa，控制硫化时间为20-30min，硫化后在恒温箱中放置30-40h，即得；
所述衬套本体(2)通过注射成型制成，在注射之前，将所述骨架(3)沿竖直方向卡在注射型腔内，再将熔融橡胶材料沿热流道模具注射进型腔，熔融橡胶材料流入通孔(33)及通槽(34)，将外橡胶层(25)和内橡胶层(26)结合成一体，成型固化后，顶出制件。
2.根据权利要求1所述的一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆(4)可采用轧制或锻造的方法制造。
3.根据权利要求1所述的一种防蹿动的高韧横向稳定杆衬套，其特征在于，所述通孔(33)和所述通槽(34)的数量根据骨架的尺寸设定，可在骨架(3)两侧各均匀设置有3个通孔(33)，在骨架3的另两侧中央各设置一个通槽(34)，所述通槽(34)内侧为弧形过渡。
4.根据权利要求1所述的一种汽车横向稳定杆，其特征在于，在稳定杆衬套注射成型前，向橡胶配方中加入石蜡。
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