CN110185706A - 一种包含有金属隔片的液压衬套 - Google Patents

一种包含有金属隔片的液压衬套 Download PDF

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丁行武
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Abstract

本发明提出了一种包含有金属隔片的液压衬套，所述液压衬套包括：芯轴；套设在所述芯轴上的流道体，在所述芯轴和所述流道体之间的间隙内填充有橡胶体，其中，在所述橡胶体内径向相对地构造有用于容纳液压流体的两个主液腔，所述两个主液腔通过所述流道体中的流道彼此连通；以及若干设置在所述橡胶体内的金属隔片；其中，若干所述金属隔片设置在所述橡胶体内，且在周向上处于两个所述主液腔之间，所述主液腔的周向端部形成有两个在径向上间隔开的分支部，所述金属隔片的周向端部伸入到两个所述分支部之间。

Description

一种包含有金属隔片的液压衬套
技术领域
本发明涉及一种用于车辆、尤其是轨道车辆的液体复合衬套。具体地，涉及一种包含有金属隔片的液压衬套。
背景技术
液压衬套是在车辆(例如汽车和轨道车辆)中广泛应用的一种零件，主要安装在车辆的悬架或转向架上，用于缓冲振动和冲击，以提高车辆行驶的稳定性和安全性。
中国专利文献CN108150536A公开了一种液压衬套。该液压衬套包括芯轴、套设在芯轴外侧的流道体，以及压紧套设在流道体外侧的外套。在芯轴和流道体之间的间隙内填充有橡胶体，在流道体的外表面上构造有凹槽，其优选地呈螺旋状的圆周分布形式。这样，凹槽与外套共同围成了用于液压液体的流道。在橡胶体上径向相对地构造有用于容纳液体的两个液腔，这两个液腔分别与流道的一端相连，使得它们通过流道而彼此连通。通过两个液腔内的液压流体之间的流动性，就可以调节液压衬套的刚度，从而实现提高车辆行驶、尤其是在车辆转弯时的稳定性。
然而，在上述液压衬套中，其刚度调节的范围有限，且液腔中的液体的流动性能差，产品的径向阻尼效果差。此外，在应用过程中，橡胶体的刚度较低，使得橡胶体易因变形而产生损坏，且使用寿命短，从而会引起液压流体的窜流和泄漏，极大地影响了液压衬套的使用。
因此，希望能够提供一种能提高液压衬套的橡胶体的刚度，并能够提高橡胶体的使用寿命的加强件。同时，提供一种具有能够在更大范围上变化的刚度和阻尼，以提高车辆行驶的稳定性与安全性。
发明内容
针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种新型的包含有金属隔片的液压衬套，金属隔片伸入到液压衬套的主液腔内的端部能够实现对主液腔中液体的扰动，从而优化液体的流动性能，改善了产品的径向阻尼效果，并能够有效抑制高频动态硬化现象的发生。此外，金属隔片的布置结构能够保证其在硫化期间的位置精度，并有利于脱模。液压衬套还能够在保证径向二次刚度的前提下优化表层橡胶的热量传递，改善橡胶的传热率，从而提高硫化的均匀性，增强硫化效果。
为此，根据本发明，提出了一种包含有金属隔片的液压衬套，所述液压衬套包括：芯轴；套设在所述芯轴上的流道体，在所述芯轴和所述流道体之间的间隙内填充有橡胶体，其中，在所述橡胶体内径向相对地构造有用于容纳液压流体的两个主液腔，所述两个主液腔通过所述流道体中的流道彼此连通；以及若干设置在所述橡胶体内的金属隔片；其中，若干所述金属隔片设置在所述橡胶体内，且在周向上处于两个所述主液腔之间，所述主液腔的周向端部形成有两个在径向上间隔开的分支部，所述金属隔片的周向端部伸入到两个所述分支部之间。
在一个优选的实施例中，所述主液腔在周向上处于中部区域的径向厚度设置成小于两侧区域的径向厚度。
在一个优选的实施例中，在所述流道体的内表面上径向对称地设有两个径向向内延伸的径向止挡。
在一个优选的实施例中，所述径向止挡对应安装在所述橡胶体中的两个所述主液腔的径向外侧。
在一个优选的实施例中，所述径向止挡的周向宽度根据所述液压衬套所需要的径向二次刚度和橡胶体的硫化均匀性综合确定。
在一个优选的实施例中，所述主液腔的横截面积和轴向延伸长度根据所述液压衬套所需的径向动态刚度来确定。
在一个优选的实施例中，若干所述金属隔片与所述橡胶体通过硫化方式形成一体。
在一个优选的实施例中，所述金属隔片伸入到所述主液腔内的部分的周向长度设置成占所述分支部的周向长度的10％-60％的范围内。
在一个优选的实施例中，若干所述金属隔片设置成在周向上间隔开分布或连续分布。
在一个优选的实施例中，所述金属隔片在径向上均匀间隔开设置有若干层。
在一个优选的实施例中，所述金属隔片构造成弧形板状，且所述金属隔片的弯曲弧度的曲率半径设置为44mm-235mm。
在一个优选的实施例中，所述金属隔片设有若干通孔。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行说明。
图1是根据本发明的包含有金属隔片的液压衬套的一个实施例的轴向剖视图。
图2是根据本发明的包含有金属隔片的液压衬套的另一个实施例的轴向剖视图。
图3显示了金属隔片的一个实施例的结构。
图4是图3中所示的金属隔片的侧视图。
图5是图3中所示的金属隔片的俯视图。
图6显示了图5中沿线A-A的剖视图。
图7显示了金属隔片的另一个实施例的结构。
在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
下面通过附图来对本发明进行介绍。
图1示意性地显示了根据本发明的包含有金属隔片的液压衬套的轴向剖视图。如图1所示，液压衬套100包括芯轴110、设置在芯轴110的径向外侧的流道体120，以及以压紧的方式套设在流道体120的径向外侧的外套130。芯轴110通常是预成型件。芯轴110的两端例如可与轨道列车的转向架构架相连，而外套130与定位转臂相连。
如图1所示，在芯轴110上套设有内套150。在内套150和流道体120之间的环状间隙内填充有橡胶体140。在橡胶体140上设置有用于容纳液压流体的两个主液腔142，两个主液腔142优选地构造成在径向上相对。也就是说，这两个主液腔142都设置成在周向上部分地延伸。流道体120设有用于液压流体在其中流动的流道(未示出)。流道的两端分别与两个主液腔142连通。另外，在外套130上构造有与流道连通的用于注入液压流体的注液孔(未示出)。
在实际应用过程中，当轨道列车在直线段抗蛇形运行阶段，轮对会承受到高频振动，而在低速过曲线时，轮对的轮缘会贴靠钢轨，此时振动频率明显下降。在上述两种工况下，车轮的运动会驱使芯轴110和外套130发生相对运动，使得处于前方的主液腔和处于后方的主液腔会分别地发生扩张和收缩。这样，液压流体便能够在两个主液腔142之间流动，从而相应地调节了液压衬套100的刚度，使得列车保持稳定运行。这种变化的刚度是液压衬套100的一项重要性能。
液压衬套的上述特征和功能是本领域中已知的，例如可以参阅本申请人的中国专利文献CN108150536A，该专利文献通过引用结合于本文中。
根据本发明，设置在橡胶体140内部的两个主液腔142在周向上部分延伸且径向相对，在沿芯轴110的轴向方向上连续延伸且两端封闭而形成密封的液腔。主液腔142的周向端部形成有两个径向间隔开的分支部1421，分支部1421的作用将在下文中介绍。
如图1所示，主液腔142在周向上处于中部区域的径向厚度设置成小于两侧区域的径向厚度。主液腔142的横截面积和轴向延伸长度根据液压衬套100所需的径向动态刚度来确定。
如图1所示，在流道体120的内表面上设有两个径向向内延伸的径向止挡121，两个径向止挡121在径向上对称设置。两个径向止挡121分别对应地设置在橡胶体140中的两个主液腔142的径向外侧。径向止挡121的周向宽度根据液压衬套100所需要的径向二次刚度和橡胶体的硫化均匀性来综合确定。径向止挡121能够有效保证液压衬套100的径向二次刚度，从而保证列车稳定运行。
在图2所示实施例中，液压衬套200中的流道体220的内表面上的径向止挡221的周向宽度变小。周向宽度缩小的径向止挡221能够在保证径向二次刚度的前提下有效改善橡胶层的热量传递，改善橡胶的传热率，从而有效提高橡胶体240的硫化均匀性，增强硫化效果。
根据本发明，在橡胶体140内设有若干金属隔片160，若干金属隔片160通过硫化方式，嵌入式设置在橡胶体140内。优选地，若干金属隔片160径向对称地设置在橡胶体140内。若干金属隔片160可以设置成在周向上间隔开分布，或者设置成在周向上连续分布。在图1和图2所示实施例中，在橡胶体140内设有两块金属隔片160，两块金属隔片160径向对称地设置在橡胶体140内。金属隔片160的这种分布方式能够有效提高液压衬套100的垂向(图1或图2中的水平方向)刚度，有利于实现液压衬套的三向刚度匹配设计。
在周向上，金属隔片160的端部伸入到主液腔142的周向端部的两个分支部1421之间。且金属隔片160伸入到主液腔142内的部分的周向长度设置成占分支部1421的周向长度的10％-60％的范围内。在受到径向载荷的情况下，金属隔片160伸入到主液腔142内的端部能够实现对主液腔142中液体的扰动，从而优化液体的流动性能，改善了产品的径向阻尼效果，并且能够有效抑制高频动态硬化现象的发生。此外，在橡胶体140的硫化过程中，金属隔片160的布置结构能够保证金属隔片160的位置精度，并有利于脱模。
图3显示了根据本发明的包含有金属隔片的液压衬套100中的金属隔片160的一个实施例的结构。如图3所示，金属隔片160包括板状的隔片本体170。隔片本体170的周边构造成异形结构。其中，隔片本体170的端部构造成异形曲面结构。在隔片本体170的两端区域均设有若干沿厚度方向向外侧凸起的凸面部分171，且凸面部分171沿端部向外延伸。在一个实施例中，凸面部分171的截面形状设置成弧形。在图3所示实施例中，在隔片本体170的端部分别设有两个凸面部分171，且两个凸面部分171沿隔片本体170的中心线对称分布。
同时，在隔片本体170的两端还设有若干沿厚度方向向内侧凹的凹面部分172，凹面部分172设置在相邻的两个凸面部分171之间。在图3所述实施例中，在隔片本体170的端部分别设有两个凹面部分172，并且两个凹面部分172设置在两个凸面部分171之间。在一个实施例中，凸面部分171和凹面部分172的截面形状均为弧形，从而在隔片本体170的两端形成异形曲面。凸面部分111沿厚度方向向外凸起的最大尺寸设置成大于凹面部分112沿厚度方向向内侧凹的最大尺寸。隔片本体170的端面的这种异形曲面结构尤其有利于在液压衬套的橡胶体的硫化过程中，增加隔片本体170与橡胶的粘结面积，提高金属隔片160与橡胶的粘结强度，利于金属隔片160在模穴中的定位和脱模，从而提高液压衬套的性能。
如图4所示，隔片本体170构造成弧形板状，且隔片本体170的弯曲弧度的曲率半径根据液压衬套的橡胶体中的主液腔142的结构以及橡胶体140的硫化厚度确定。隔片本体170的弯曲弧度的曲率半径设置为处于44mm-235mm的范围内。隔片本体170的这种结构能够进一步提高隔片本体170与橡胶的粘结强度以及优化液压衬套的刚度性能。
根据本发明，在隔片本体170的两侧区域设有凹槽180。如图3至图5所示，凹槽180分别设置在隔片本体170的沿宽度方向的两侧一个。优选地，凹槽180相对地设置在隔片本体170的两侧，且处于隔片本体110两侧的中部位置。优选地，凹槽180的宽度设置成处于隔片本体170的长度的三分之一到二分之一的范围内，且凹槽180的深度设置成处于隔片本体170的宽度的六分之一到四分之一的范围内。隔片本体170上的凹槽180的这一尺寸能够在保证金属隔片160优化液压衬套刚度性能的同时，进一步增加金属隔片160与橡胶的粘结面积。由此，进一步提高了金属隔片160与橡胶的粘结强度，并且，能够有效提高橡胶体硫化成型时胶料的流动平衡性，从而提高橡胶的硫化均匀性。
在本实施例中，凹槽180的底部做圆角过渡处理。通过圆角过渡能够避免应力集中，保证金属隔片160的强度。
根据本发明，隔片本体170的拐角区域构造成波浪形角部190。如图3到图6所示，在隔片本体170的拐角区域设有若干沿隔片本体170的侧面向内延伸一定尺寸的弧形槽191。若干弧形槽191依次错开设置在隔片本体170的相对的面上，从而形成了波浪形角部190。隔片本体170的拐角区域的这种波浪形角部190的结构尤其能够增加隔片本体170与橡胶的粘结面积，有利于提高金属隔片160与橡胶的粘结强度。同时，这种波浪形角部190的结构有利于更好的实现对金属隔片160在液压衬套硫化成型时的夹紧和定位，从而有效避免金属隔片160在液压衬套成型过程中出现角度偏转。
图6显示了隔片本体170的端部沿线A-A的剖视图。如图6所示，隔片本体170的端部通过凸面部分171、凹面部分172以及拐角处的波浪形角部190共同形成了异形曲面结构，从而在液压衬套的橡胶体的硫化过程中，显著增加隔片本体170与橡胶的粘结面积，有效提高金属隔片160与橡胶的粘结强度以及实现对金属隔片160的精确定位。
此外，在隔片本体170上设有若干通孔174。优选地，通孔174设置成圆形通孔，且通孔174在隔片本体170上均布设置。通孔174进一步增加了隔片本体170与橡胶的粘结面积，从而进一步提高了金属隔片160与橡胶的粘结强度以及优化了橡胶体硫化成型时胶料的流动平衡性。
图7显示了金属隔片的另一实施例的结构。在本实施例中，金属隔片260可以采用普通隔片。如图7所示，金属隔片260包括隔片本体270，隔片本体270构造成弧形板状，且隔片本体270的弯曲弧度的曲率半径根据液压衬套的橡胶体中的主液腔的结构以及橡胶体的硫化厚度确定。隔片本体270的弯曲弧度的曲率半径同样设置为处于44mm-235mm的范围内。隔片本体270的这一结构有利于在液压衬套的橡胶体的硫化过程中，增加隔片本体270与橡胶的粘结面积，从而提高了金属隔片260与橡胶的粘结强度以及与橡胶的硫化程度和硫化均匀性，进一步提高液压衬套的性能。
此外，在隔片本体270上设有若干通孔272。优选地，通孔272设置成圆形通孔，且通孔272在隔片本体270上均布设置。通孔272进一步增加了隔片本体270与橡胶的粘结面积，从而进一步提高了金属隔片260与橡胶的粘结强度以及与橡胶的硫化程度和硫化均匀性。
根据本发明，液压衬套100在制造过程中，可以将金属隔片预埋在模腔内，然后通过硫化橡胶体140，而使金属隔片与橡胶体140形成一体。由此，实现增强橡胶体的刚度的目的。此外，金属隔片使其伸入到主液腔142内的端部能够对主液腔142中液体进行有效地扰动，从而进一步优化液体的流动性能，改善产品的径向阻尼效果。
根据本发明的包含有金属隔片的液压衬套，其通过金属隔片有效增强了液压衬套的垂向刚度，且金属隔片设置成周向端部部分地伸入到液压衬套的主液腔内，使其端部能够实现对主液腔中液体的扰动，从而能够优化液体的流动性能，改善了产品的径向阻尼效果，并能够有效抑制高频动态硬化现象的发生。此外，金属隔片的布置结构能够保证其在硫化期间的位置精度，并有利于脱模。该液压衬套还能够在保证径向二次刚度的前提下改善橡胶的热量传递，提高硫化程度和硫化均匀性，且有效提高了液压衬套的性能。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种包含有金属隔片的液压衬套，其特征在于，所述液压衬套包括：
芯轴(110)；
套设在所述芯轴上的流道体(120)，在所述芯轴和所述流道体之间的间隙内填充有橡胶体(140)，其中，在所述橡胶体内径向相对地构造有用于容纳液压流体的两个主液腔(142)，所述两个主液腔通过所述流道体中的流道彼此连通；以及
若干设置在所述橡胶体内的金属隔片(160)；
其中，若干所述金属隔片设置在所述橡胶体内，且在周向上处于两个所述主液腔之间，所述主液腔的周向端部形成有两个在径向上间隔开的分支部(1421)，所述金属隔片的周向端部伸入到两个所述分支部之间。
2.根据权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述主液腔在周向上处于中部区域的径向厚度设置成小于两侧区域的径向厚度。
3.根据权利要求2所述的液压衬套，其特征在于，在所述流道体的内表面上径向对称地设有两个径向向内延伸的径向止挡(121)。
4.根据权利要求3所述的液压衬套，其特征在于，所述径向止挡对应安装在所述橡胶体中的两个所述主液腔的径向外侧。
5.根据权利要求3或4所述的液压衬套，其特征在于，所述径向止挡的周向宽度根据所述液压衬套所需要的径向二次刚度和橡胶体的硫化均匀性来综合确定。
6.根据权利要求1或2所述的液压衬套，其特征在于，所述主液腔的横截面积和轴向延伸长度根据所述液压衬套所需的径向动态刚度来确定。
7.根据权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，若干所述金属隔片与所述橡胶体通过硫化方式形成一体。
8.根据权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述金属隔片伸入到所述主液腔内的部分的周向长度设置成占所述分支部的周向长度的10％-60％的范围内。
9.根据权利要求7或8所述的液压衬套，其特征在于，若干所述金属隔片设置成在周向上间隔开分布或连续分布。
10.根据权利要求7或8所述的液压衬套，其特征在于，所述金属隔片在径向上均匀间隔开设置有若干层。
11.根据权利要求7或8所述的液压衬套，其特征在于，所述金属隔片构造成弧形板状，且所述金属隔片的弯曲弧度的曲率半径设置为44mm-235mm。
12.根据权利要求7或8所述的液压衬套，其特征在于，所述金属隔片设有若干通孔(174)。
CN201910411542.0A 2019-05-17 2019-05-17 一种包含有金属隔片的液压衬套 Pending CN110185706A (zh)

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