CN110425247A - 一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封方法及结构 - Google Patents

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Abstract

一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，液体橡胶复合节点包括流道外套、盖板、中间隔套、橡胶体和芯轴，橡胶体硫化在中间隔套与芯轴之间，盖板与橡胶体之间设置有液体空腔，盖板和中间隔套的外侧套有流道外套；中间隔套外侧的两端设有台阶口，盖板两端以及流道外套上设置有与液体空腔连通的液体通道，盖板两端盖合在所述的台阶口处形成有台阶口密封结构,所述盖板两端以及流道外套上的液体通道处设置有液体通道密封结构。本发明通过多重密封结构确保液体不从液体空腔沿各层结构之间的间隙向四周泄漏。

Description

一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封方法及结构
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种液体橡胶复合节点的密封方法及结构。
背景技术
根据动力学要求转臂节点在直线高速运行（高频振动）时，提供较大的径向刚度保证运行稳定性，提高临界速度；在过曲线（低频大振幅）时，提供较小的刚度性能保证过曲线性能，减小磨耗；普通节点难以实现上述特性，特别对于老线路，轮轨及线路磨损较大，维护成本高，因此需要使用一种新产品同时具备上述特性—液体橡胶复合节点。
液体橡胶复合转臂节点工作原理：主要通过在橡胶部件内部设计两中空型腔结构，通过流道设计将两空腔连通，预先在一型腔内灌注密封不可压缩的（粘性）液体。在载荷作用下两空腔内的容积发生变化，液体在两腔之间流动产生阻尼，消耗振动能量，达到衰减振动的目的。低频振动时，液体经通道上下流动，起到大阻尼效果，高频率区段液体来不及流动，阻尼值较小，有效隔离振动，且高频振动下动刚度基本稳定保持不变，起到防止动态硬化的作用。系统的频率比基本保持不变，依然起到良好的减振效果。
由于液体橡胶复合转臂节点的结构中包括多层结构，液体经通道上下流动时，液体容易从相邻两层结构中间的空隙出流出，因此需要在液体橡胶复合转臂节点中设置密封结构，阻止液体的流出。然后，在载荷和振动的双重作用下两空腔内的容积不断发生变化的同时，两空腔中的液体的压强是很大的，且容易出现液体压强激增的情况。而液体橡胶复合转臂节点中能设置密封结构的空间很小，单一的密封结构难以对这种多层结构和液体压强大的液体橡胶复合转臂节点进行有效的密封。因此，液体橡胶复合转臂节点的密封方法及结构还需进一步研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何对多层结构的液体橡胶复合转臂节点中压强不断变化、激增的液体在有限的空间内进行有效的密封。
针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，液体橡胶复合节点包括流道外套、盖板、中间隔套、橡胶体和芯轴，橡胶体硫化在中间隔套与芯轴之间，盖板与橡胶体之间设置有液体空腔，盖板和中间隔套的外侧套有流道外套；中间隔套外侧的两端设有台阶口，盖板两端以及流道外套上设置有与液体空腔连通的液体通道，盖板两端盖合在所述的台阶口处形成有台阶口密封结构,所述盖板两端以及流道外套上的液体通道处设置有液体通道密封结构。
进一步地，盖板包括弧形板和凸块，凸块设置在弧形板的内侧，中间隔套的台阶口处硫化有橡胶体，弧形板的两端盖合在台阶口处的橡胶体上；台阶口沿液体橡胶复合节点周向方向的截面，以及台阶口沿液体橡胶复合节点轴向方向的截面都为L形。
进一步地，弧形板的两端盖合在L形台阶口处形成的台阶口密封结构为：弧形板的内侧及两端都压合在L形台阶口处的橡胶体上，且流道外套的内侧分别与弧形板的外侧、台阶口处的橡胶体以及中间隔套的外侧过盈配合。
进一步地，弧形板两端开有贯通弧形板的盖板通孔，流道外套上开有贯通流道外套的流道通孔，流道外套上还设有环绕在流道外套外侧的流道槽，液体空腔依次与盖板通孔、流道通孔和流道槽连通形成液体通道，液体通道处设置有液体通道密封结构。
进一步地，液体通道密封结构为：盖板通孔的外围且在弧形板外侧设置有环形的凹槽，在所述的凹槽中设有盖板密封圈，流道外套的内侧压紧在盖板密封圈上，且流道外套的内侧与弧形板外侧过盈配合。
进一步地，液体橡胶复合节点还包括整体外套，整体外套套在流道外套上，且整体外套与流道外套过盈配合；整体外套的两端都伸出了流道外套的顶端，且所述整体外套伸出的部分向中间隔套顶端处折弯形成外套弯头，整体外套、流道外套和中间隔套之间形成有折合空腔，在折合空腔中设置有端部密封圈，外套弯头压紧端部密封圈形成端部密封结构。
进一步地，中间隔套的顶端设置有第一端部台阶和第二端部台阶，第一端部台阶一端与中间隔套外表面连接，另一端与第二端部台阶连接，折合空腔中的端部密封圈分别与流道外套的顶端和第一端部台阶贴紧。
一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封方法，用橡胶体将中间隔套与芯轴硫化成一个整体，将盖板盖合在隔套上，并将盖板、中间隔套、橡胶体和芯轴一起装配到流道外套中；且在盖板与橡胶体之间开设液体空腔，在中间隔套外侧的两端设置台阶口，通过设置台阶口密封结构对台阶口处进行密封；在盖板两端以及流道外套上设置与液体空腔连通的液体通道，通过设置液体通道密封结构对所述的液体通道进行密封。
进一步地，将台阶口在液体橡胶复合节点的周向方向的截面和轴向方向的截面都设置成L形，并将橡胶体硫化在所述的L形台阶口上，让流道外套的内侧分别与弧形板的外侧、台阶口处的橡胶体以及中间隔套的外侧形成过盈配合，从而将盖板压紧在台阶口处的橡胶体上，形成台阶口密封结构；在盖板的两端开设盖板通孔，流道外套上开设流道通孔，并在流道外套上开设环绕在流道外套外侧的流道槽，使液体空腔依次与盖板通孔、流道通孔和流道槽连通形成液体通道，在盖板通孔的外围且在弧形板外侧开设环形的凹槽，在所述的凹槽中放置盖板密封圈，让流道外套的内侧与盖板的外侧过盈配合，使流道外套的内侧压紧在盖板密封圈上，从而形成液体通道密封结构。
进一步地，将流道外套装配到整体外套中，使整体外套与流道外套过盈配合，并让整体外套的两端都伸出流道外套的顶端，将整体外套伸出的部分向中间隔套顶端处折弯形成外套弯头，使整体外套、流道外套和中间隔套之间形成折合空腔；将端部密封圈放置在所述的折合空腔中，用外套弯头将端部密封圈压紧在中间隔套和流道外套的顶端，形成端部密封结构。
本发明的有益技术效果在于：
1.将盖板压紧在台阶口处的橡胶体上，形成台阶口密封结构，形成第一层密封结构，确保液体不从液体空腔沿各层结构之间的间隙向四周泄漏。
2.在盖板通孔的外围且在弧形板外侧开设环形的凹槽，在凹槽中放置盖板密封圈，让流道外套的内侧压紧在盖板密封圈上，从而形成液体通道密封结构，解决在弧形板和流道外套上开通孔后带来的泄漏风险。
3.用外套弯头将端部密封圈压紧在中间隔套和流道外套的顶端，形成端部密封结构，防止液体从中间隔套外侧与流道外套的内侧之间的间隙处流出。
附图说明
图1为实施例一中液体橡胶复合节点的剖视结构示意图；
图2为图1中B区域的局部放大图；
图3为图1中A-A方向的剖视图；
图4为图3中C区域的局部放大图；
图5为实施例一中液体橡胶复合节点的整体外套翻边后的局部剖视结构示意图；
图6为图5中D区域的局部放大图；
图中：1整体外套、11外套弯头、2流道外套、21流道通孔、22流道槽、31弧形板、311盖板通孔、312盖板密封圈、32凸块、4中间隔套、41台阶口、42第一端部台阶、43第二端部台阶、5橡胶体、6芯轴、7液体空腔、8折合空腔、9端部密封圈。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：
实施例一
如图1、图2、图3和图4所示，液体橡胶复合节点包括整体外套1、流道外套2、盖板、中间隔套4、橡胶体5和芯轴6。橡胶体5硫化在中间隔套4与芯轴6之间，使中间隔套4、橡胶体5和芯轴6连接成一个整体。盖板包括弧形板31和凸块32，凸块32设置在弧形板31的内侧的中部。中间隔套4外侧的两端设有台阶口41，台阶口41处硫化有橡胶体5，弧形板31的两端盖合在台阶口41处的橡胶体5上，且盖板、中间隔套4、橡胶体5和芯轴6一起装配到流道外套2中。盖板与橡胶体5之间设置有液体空腔7，弧形板31两端开有贯通弧形板31的盖板通孔311。
为了防止液体空腔7中的液体流出液体橡胶复合节点，本实施例将台阶口41在液体橡胶复合节点的周向方向的截面和轴向方向的截面都设置成L形，让流道外套2的内侧分别与弧形板31的外侧、台阶口41处的橡胶体5以及中间隔套4的外侧形成过盈配合，从而将弧形板31的两端压紧在L形台阶口41处的橡胶体5上，形成台阶口41密封结构，防止液体空腔7中的液体从中间隔套4与弧形板31之间的间隙处流出。
流道外套2上开有贯通流道外套2的流道通孔21，流道外套2上还设有环绕在流道外套2外侧的流道槽22，液体空腔7依次与盖板通孔311、流道通孔21和流道槽22连通形成液体通道。本实施例中液体空腔7有两个，液体是从一个液体空腔7经一个盖板通孔311、流道通孔21、流道槽22再流到液体橡胶复合节点另一端的另一个流道通孔21、盖板通孔311最后流到另一个液体空腔7，形成一个封闭的内部液体通道。
在盖板通孔311的外围且在弧形板31外侧开设环形的凹槽，在所述的凹槽中放置盖板密封圈312。流道外套2的内侧与盖板的外侧过盈配合，使流道外套2的内侧压紧在盖板密封圈312上，从而形成液体通道密封结构，防止液体空腔7中的液体从盖板外侧与流道外套2的内侧之间的间隙处流出。
如图1、图2、图5和图6所示，整体外套1套在流道外套2上，且整体外套1与流道外套2过盈配合。整体外套1的两端都伸出了流道外套2的顶端，且所述整体外套1伸出的部分向中间隔套4顶端处折弯形成外套弯头11，整体外套1、流道外套2和中间隔套4之间形成有折合空腔8，在折合空腔8中设置有端部密封圈9。
中间隔套4的顶端设置有第一端部台阶42和第二端部台阶43，第一端部台阶42一端与中间隔套4外表面连接，另一端与第二端部台阶43连接，外套弯头11压紧端部密封圈9，使得折合空腔8中的端部密封圈9分别与流道外套2顶端的端面以及第一端部台阶42的两个外表面贴紧，形成端部密封结构。密封圈堵住了中间隔套4外侧与流道外套2的内侧之间的间隙，能防止液体从中间隔套4外侧与流道外套2的内侧之间的间隙处流出。在实际的液体橡胶复合节点的疲劳实验中，模拟实际工况对液体橡胶复合节点挤压的次数超过了百万次，还未发现漏液。
很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，液体橡胶复合节点包括流道外套、盖板、中间隔套、橡胶体和芯轴，橡胶体硫化在中间隔套与芯轴之间，盖板与橡胶体之间设置有液体空腔，盖板和中间隔套的外侧套有流道外套；中间隔套外侧的两端设有台阶口，盖板两端以及流道外套上设置有与液体空腔连通的液体通道，盖板两端盖合在所述的台阶口处形成有台阶口密封结构,所述盖板两端以及流道外套上的液体通道处设置有液体通道密封结构。
2.根据权利要求1所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，盖板包括弧形板和凸块，凸块设置在弧形板的内侧，中间隔套的台阶口处硫化有橡胶体，弧形板的两端盖合在台阶口处的橡胶体上；台阶口沿液体橡胶复合节点周向方向的截面，以及台阶口沿液体橡胶复合节点轴向方向的截面都为L形。
3.根据权利要求2所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，弧形板的两端盖合在L形台阶口处形成的台阶口密封结构为：弧形板的内侧及两端都压合在L形台阶口处的橡胶体上，且流道外套的内侧分别与弧形板的外侧、台阶口处的橡胶体以及中间隔套的外侧过盈配合。
4.根据权利要求2所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，弧形板两端开有贯通弧形板的盖板通孔，流道外套上开有贯通流道外套的流道通孔，流道外套上还设有环绕在流道外套外侧的流道槽，液体空腔依次与盖板通孔、流道通孔和流道槽连通形成液体通道，液体通道处设置有液体通道密封结构。
5.根据权利要求4所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，液体通道密封结构为：盖板通孔的外围且在弧形板外侧设置有环形的凹槽，在所述的凹槽中设有盖板密封圈，流道外套的内侧压紧在盖板密封圈上，且流道外套的内侧与弧形板外侧过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，液体橡胶复合节点还包括整体外套，整体外套套在流道外套上，且整体外套与流道外套过盈配合；整体外套的两端都伸出了流道外套的顶端，且所述整体外套伸出的部分向中间隔套顶端处折弯形成外套弯头，整体外套、流道外套和中间隔套之间形成有折合空腔，在折合空腔中设置有端部密封圈，外套弯头压紧端部密封圈形成端部密封结构。
7.根据权利要求6所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封结构，其特征在于，中间隔套的顶端设置有第一端部台阶和第二端部台阶，第一端部台阶一端与中间隔套外表面连接，另一端与第二端部台阶连接，折合空腔中的端部密封圈分别与流道外套的顶端和第一端部台阶贴紧。
8.一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封方法，其特征在于，用橡胶体将中间隔套与芯轴硫化成一个整体，将盖板盖合在隔套上，并将盖板、中间隔套、橡胶体和芯轴一起装配到流道外套中；且在盖板与橡胶体之间开设液体空腔，在中间隔套外侧的两端设置台阶口，通过设置台阶口密封结构对台阶口处进行密封；在盖板两端以及流道外套上设置与液体空腔连通的液体通道，通过设置液体通道密封结构对所述的液体通道进行密封。
9.根据权利要求8所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封方法，其特征在于，将台阶口在液体橡胶复合节点的周向方向的截面和轴向方向的截面都设置成L形，并将橡胶体硫化在所述的L形台阶口上，让流道外套的内侧分别与弧形板的外侧、台阶口处的橡胶体以及中间隔套的外侧形成过盈配合，从而将盖板压紧在台阶口处的橡胶体上，形成台阶口密封结构；在盖板的两端开设盖板通孔，流道外套上开设流道通孔，并在流道外套上开设环绕在流道外套外侧的流道槽，使液体空腔依次与盖板通孔、流道通孔和流道槽连通形成液体通道，在盖板通孔的外围且在弧形板外侧开设环形的凹槽，在所述的凹槽中放置盖板密封圈，让流道外套的内侧与盖板的外侧过盈配合，使流道外套的内侧压紧在盖板密封圈上，从而形成液体通道密封结构。
10.根据权利要求8所述的一种液体橡胶复合节点中液体空腔的密封方法，其特征在于，将流道外套装配到整体外套中，使整体外套与流道外套过盈配合，并让整体外套的两端都伸出流道外套的顶端，将整体外套伸出的部分向中间隔套顶端处折弯形成外套弯头，使整体外套、流道外套和中间隔套之间形成折合空腔；将端部密封圈放置在所述的折合空腔中，用外套弯头将端部密封圈压紧在中间隔套和流道外套的顶端，形成端部密封结构。
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