CN112874564A - 一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置及安装方法，主要包括：转臂节点外套、芯轴和过载保护装置，其中过载保护装置同轴的设置在芯轴外周上，且同轴的设置在转臂节点外套内周上，过载保护装置包括两个硫化体组合体和第二橡胶体，硫化体组合体包括第一转臂节点内套、第一橡胶体和第二转臂节点内套，第一橡胶体设置于第一转臂节点内套与第二转臂节点内套之间。通过芯轴设置过载保护装置，防止转臂节点结构发生破坏；弹性挡圈的能有效防止转臂节点发生轴向窜动，减少磨耗；采用硫化体组合体的使用实现径向与轴向的双向预压缩，提高产品抗疲劳性能；轴箱转臂节点内外套的搭配使用限制了转臂节点径向位移，防止位移过大引起橡胶体破坏。

Description

一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置及安装方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆减震技术领域，特别涉及一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置及安装方法。

背景技术

轴箱转臂节点也称轴箱定位节点，一般安装在一系悬挂部件转臂之中，定位转臂一端与圆筒形的轴箱体固接，另一端通过橡胶弹性制作的转臂节点与焊在构架上的安装座相连接。现有技术包括采用两节锥形内孔的转臂节点结构、通过改变橡胶型面尺寸和内套、外套的直径尺寸来改变其刚度性能，以及通过调整内外套相互间的轴向位置实现弹性橡胶体的预压缩等。

现有的轴箱转臂节点在正常工作状态下容易出现纵向刚度和偏转刚度过大、脱胶、铁件错位等现象，使得轴箱转臂节点的橡胶体发生疲劳破坏，严重影响产品使用寿命。

发明内容

（一）发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，通过芯轴设置过载保护装置，防止转臂节点结构发生破坏；弹性挡圈的能有效防止转臂节点发生轴向窜动，从而减少磨耗；采用硫化体组合体的使用实现径向与轴向的双向预压缩，进而提高产品抗疲劳性能；轴箱转臂节点内外套的搭配使用限制了转臂节点径向位移，防止位移过大引起橡胶体破坏，本发明公开了以下技术方案。

（二）技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置，包括：

转臂节点外套、芯轴和过载保护装置，所述过载保护装置同轴的设置在所述芯轴外周上，且同轴的设置在所述转臂节点外套内周上，与所述转臂节点外套过盈配合；

所述过载保护装置包括两个硫化体组合体和第二橡胶体，所述硫化体组合体与所述第二橡胶体同时同轴设置在所述芯轴外周上；

所述硫化体组合体包括第一转臂节点内套、第一橡胶体和第二转臂节点内套，所述第一橡胶体设置于所述第一转臂节点内套与所述第二转臂节点内套之间。

在一种可能的实施方式中，所述转臂节点装置还包括弹性挡圈，所述弹性挡圈同轴设置在所述芯轴外周上，用于进行轴向限位。

在一种可能的实施方式中，所述两个硫化体组合体对称设置在所述第二橡胶体两端。

在一种可能的实施方式中，所述第二橡胶体设置为圆环状，用于缓冲转臂节点所受到的轴向力。

在一种可能的实施方式中，所述第一转臂节点内套的一端设置有第一安装槽，所述第一安装槽包括燕尾槽和直槽，所述燕尾槽用于安装所述第一橡胶体。

在一种可能的实施方式中，所述第一橡胶体呈环形圆台状，且在所述第一橡胶体内壁设有压缩槽，用于对所述第一橡胶体起固定作用。

在一种可能的实施方式中，所述第二转臂节点内套呈圆台状，且所述第二转臂节点内套的一端设有压缩环，所述压缩环安装于所述压缩槽内。

在一种可能的实施方式中，所述芯轴设为阶梯轴，防止轴向载荷过大对转臂节点装置造成破坏。

在一种可能的实施方式中，所述芯轴上设有第二安装槽，所述第二安装槽用于安装弹性挡圈。

作为本发明的第二方面，本发明还公开了上述任一技术方案所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置的安装方法，一种可能的实施方式中，包括以下步骤：

将第一橡胶体安装至第一转臂节点内套上的安装槽，使其所述第一橡胶体的外周壁与所述安装槽中的燕尾槽贴合；

将第二转臂节点内套的压缩环安装至第一橡胶体上的压缩槽内，使第一转臂节点内套、第一橡胶体和第二转臂节点内套组成硫化体组合体；

将第二橡胶体安装至芯轴上，将两个所述硫化体组合体分别安装至所述第二橡胶体两端，且两个所述硫化体组合体对称设置，两个硫化体组合体、第二橡胶体组成过载保护装置；

将安装有过载保护装置的芯轴通过压装方式安装至转臂节点外套内，使其过载保护装置与所述转臂节点外套过盈配合。

（三）有益效果

本发明公开的一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置及安装方法，具有如下有益效果：

1、将两个硫化体组合体分别对称设置在第二橡胶体两端，利用第一转臂节点内套和第二转臂节点内套之间设置第一橡胶体，实现径向与轴向的双向预压缩，进而提高产品抗疲劳性能，防止转臂节点结构发生破坏。

2、 第二橡胶体设置在两个硫化体组合体之间，进一步使转臂节点在受轴向激励时起到缓冲作用。

3、弹性挡圈的能有效防止转臂节点发生轴向窜动，从而减少磨耗。

4、轴箱转臂节点内外套的搭配使用限制了转臂节点径向位移，防止位移过大引起橡胶体破坏。

5、芯轴为整体锻造件，采用阶梯轴结构，防止轴向载荷过大对结构造成破坏，对转臂节点形成过载保护。

6、通过第一转臂节点内套和第二转臂节点内套的相对位置实现轴箱转臂节点第一橡胶体预压缩，使得第一橡胶体形成了径向和轴向的预压缩结构，结构中设置圆台结构具有一定斜度，可以使转臂节点所承受的轴向或径向载荷得到分解，增加转臂节点结构强度。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明公开的一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置的三维结构示意图；

图2是本发明公开的一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置的剖视图；

图3是本发明公开的第一转臂节点内套的剖视图；

图4是本发明公开的第一橡胶体的剖视图；

图5是本发明公开的第二转臂节点内套的剖视图。

附图标记：

100、转臂节点外套；200、芯轴；300、过载保护装置；310、硫化体组合体；311、第一转臂节点内套；3110、第一安装槽；312、第一橡胶体；3120、压缩槽；313、第二转臂节点内套；3130、压缩环；320、第二橡胶体；400、弹性挡圈。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面参考图1-5详细描述本发明公开的一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置的第一实施例。本实施例主要应用于轨道车辆减震，通过芯轴设置过载保护装置，防止转臂节点结构发生破坏；弹性挡圈的能有效防止转臂节点发生轴向窜动，从而减少磨耗；采用硫化体组合体的使用实现径向与轴向的双向预压缩，进而提高产品抗疲劳性能；轴箱转臂节点内外套的搭配使用限制了转臂节点径向位移，防止位移过大引起橡胶体破坏。

如图1-2所示，本实施例主要包括转臂节点外套100、芯轴200和过载保护装置300，将过载保护装置300安装在芯轴200上组成新的组合体，通过压装方式将其新的组合体与转臂节点外套100过盈配合组合一起，可防止转臂节点结构发生破坏。

其中，在呈圆柱状转臂节点外套100的一端面上设有空腔，该空腔贯穿于转臂节点外套100，用于安装由过载保护装置300与芯轴200组成的新的组合体。过载保护装置300同轴的设置在芯轴200外周上，且同轴的设置在转臂节点外套100内周上，与转臂节点外套100过盈配合。

过载保护装置300包括两个硫化体组合体310和第二橡胶体320，硫化体组合体310与第二橡胶体320同时同轴设置在芯轴200外周上，第二橡胶体320套设在芯轴200中部，其两个硫化体组合体310套设在芯轴200上，且分别位置第二橡胶体320两端对称设置，硫化体组合体310实现转臂节点径向与轴向的双向预压缩，进而提高产品抗疲劳性能。

硫化体组合体310包括第一转臂节点内套311、第一橡胶体312和第二转臂节点内套313，第一橡胶体312设置于第一转臂节点内套311与第二转臂节点内套313之间，第一转臂节点内套311与第二转臂节点内套313二者配套使用，且中间预留有空间，用于安装第一橡胶体312，通过硫化橡胶体组成一个硫化体组合体310。通过第一转臂节点内套311和第二转臂节点内套313的相对位置实现轴箱转臂节点第一橡胶体312预压缩，使得第一橡胶体312形成了径向和轴向的预压缩结构。

在一种实施方式中，转臂节点装置还包括弹性挡圈400，弹性挡圈400同轴设置在芯轴200外周上，用于进行轴向限位。

在一种实施方式中，芯轴200上设有第二安装槽，第二安装槽用于安装弹性挡圈400。

将芯轴200和过载保护装置300安装在转臂节点外套100内后，在芯轴200两端各设置有一个安装槽，且在各第二安装槽内安装一个弹性挡圈400，使其弹性挡圈400的一端面与硫化体组合体310的一端面贴合，对过载保护装置300进行轴向限位，防止轴箱转臂节点运行过程中的轴向窜动，进一步提高了轴箱转臂节点的整体结构性能。

在一种实施方式中，芯轴200设为阶梯轴，防止轴向载荷过大对转臂节点装置造成破坏。

芯轴200可以设置为整体锻造件，采用阶梯轴结构，防止轴向载荷过大对结构造成破坏，对转臂节点形成过载保护，其芯轴200设置为三段，该三段包括用于安装第二橡胶体320的第二安装段和用于安装两个硫化体组合体310的第一安装段和第三安装段，其中第一安装段的直径与第三安装段的直径相同且都小于第二安装段的直径。

在一种实施方式中，第二橡胶体320设置为圆环状，用于缓冲转臂节点所受到的轴向力，将第二橡胶体320安装在第二安装段上和将两个硫化体组合体310分别安装在第一安装段和第三安装段上，使其硫化体组合体310与第二橡胶体320相邻面贴紧，进而形成新的组合体。其中，第二橡胶体320进一步使转臂节点在受轴向激励时起到缓冲作用。

如图3所示，在一种实施方式中，第一转臂节点内套311的一端设置有第一安装槽3110，第一安装槽3110包括燕尾槽和直槽，燕尾槽用于安装第一橡胶体312。

第一转臂节点内套311呈圆柱状，在其内周向设有燕尾槽，燕尾槽的截面沿芯轴200直径方向由外向内倾斜，该斜面可以使转臂节点所承受的轴向或径向载荷得到分解，增加转臂节点结构强度，将第一橡胶体312安装至该槽中，对第一橡胶体312进行轴向限位，防止第一橡胶体312从第一转臂节点内套311中脱离。第一安装槽3110中的直槽用于安装第二转臂节点内套313，使其第二转臂节点内套313安装在第一转臂节点内套311上时，使其端面与第一转臂节点内套311端面齐平。

如图4所示，在一种实施方式中，第一橡胶体312呈环形圆台状，其圆台的倾斜角度与第一转臂节点内套311中的燕尾槽倾斜角度相同，以便于将第一橡胶体312安装在第一转臂节点内套311中，第一橡胶体312的外周臂与燕尾槽内周臂紧密贴合。在第一橡胶体312内壁设有压缩槽3120，压缩槽3120的环形，且截面为沿着芯轴200直径方向由外向内倾斜，用于对第一橡胶体312起固定作用。

如图5所示，在一种实施方式中，第二转臂节点内套313呈圆台状，该圆台状的外周环形斜面倾斜角度与压缩槽3120的内周臂倾斜角度相同，第二转臂节点内套313的一端设有压缩环3130，压缩环3130固定设置在第二转臂节点内套313的一端，该压缩环3130呈喇叭状，直径较小的一端面与第二转臂节点内套313的端面固接，将压缩环3130安装于压缩槽3120内，进而将第一橡胶体312固定在第一转臂节点内套311中。

通过第一转臂节点内套311设置的第一安装槽3110与第二转臂节点内套313上设置的压缩环3130的相对位置，将第一橡胶体312固定安装在第一转臂节点内套311和第二转臂节点内套313之间，实现轴箱转臂节点第一橡胶体312预压缩，使得第一橡胶体312形成了径向和轴向的预压缩结构。该结构设置的优点在于斜面结构具有一定斜度，可以使转臂节点所承受的轴向或径向载荷得到分解，增加转臂节点结构强度。

下面参考图1-5详细描述，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种向轴向预压缩限位转臂节点装置的安装方法的第一实施例。由于该方法所解决问题的原理与前述一种向轴向预压缩限位转臂节点装置相似，因此该方法的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。本实施例主要应用于轨道车辆减震，通过芯轴200设置过载保护装置300，防止转臂节点结构发生破坏；弹性挡圈400的能有效防止转臂节点发生轴向窜动，从而减少磨耗；采用硫化体组合体310的使用实现径向与轴向的双向预压缩，进而提高产品抗疲劳性能；轴箱转臂节点内外套的搭配使用限制了转臂节点径向位移，防止位移过大引起橡胶体破坏。

如图1-5所示，本实施例主要包括以下步骤：

将第一橡胶体312安装至第一转臂节点内套311上的安装槽，使其第一橡胶体312的外周壁与安装槽中的燕尾槽贴合；

将第二转臂节点内套313的压缩环3130安装至第一橡胶体312上的压缩槽3120内，使第一转臂节点内套311、第一橡胶体312和第二转臂节点内套313组成硫化体组合体310；

将第二橡胶体320安装至芯轴200上，将两个硫化体组合体310分别安装至第二橡胶体320两端，且两个硫化体组合体310对称设置，两个硫化体组合体310、第二橡胶体320组成过载保护装置300；

将安装有过载保护装置300的芯轴200通过压装方式安装至转臂节点外套100内，使其过载保护装置300与转臂节点外套100过盈配合。

在一种实施方式中，转臂节点外套100、芯轴200和过载保护装置300，过载保护装置300同轴的设置在芯轴200外周上，且同轴的设置在转臂节点外套100内周上，与转臂节点外套100过盈配合；

过载保护装置300包括两个硫化体组合体310和第二橡胶体320，硫化体组合体310与第二橡胶体320同时同轴设置在芯轴200外周上；

硫化体组合体310包括第一转臂节点内套311、第一橡胶体312和第二转臂节点内套313，第一橡胶体312设置于第一转臂节点内套311与第二转臂节点内套313之间。

在一种实施方式中，转臂节点装置还包括弹性挡圈400，弹性挡圈400同轴设置在芯轴200外周上，用于进行轴向限位。

在一种实施方式中，两个硫化体组合体310对称设置在第二橡胶体320两端。

在一种实施方式中，第二橡胶体320设置为圆环状，用于缓冲转臂节点所受到的轴向力。

在一种实施方式中，第一转臂节点内套311的一端设置有第一安装槽3110，第一安装槽3110包括燕尾槽和直槽，燕尾槽用于安装第一橡胶体312。

在一种实施方式中，第一橡胶体312呈环形圆台状，且在第一橡胶体312内壁设有压缩槽3120，用于对第一橡胶体312起固定作用。

在一种实施方式中，第二转臂节点内套313呈圆台状，且第二转臂节点内套313的一端设有压缩环3130，压缩环3130安装于压缩槽3120内。

在一种实施方式中，芯轴200设为阶梯轴，防止轴向载荷过大对转臂节点装置造成破坏。

在一种实施方式中，芯轴200上设有第二安装槽，第二安装槽用于安装弹性挡圈400。

转臂节点装置通过设置过载保护装置300改善其工作状态下的过载保护性能。芯轴200采用阶梯轴且通过安装两个弹性挡圈400进行轴向限位，防止转臂节点发生轴向窜动。同时，轴箱转臂节点内外套的位置能够防止转臂节点发生过大的径向窜动。通过改进轴箱转臂节点结构，提升轴箱转臂节点整体的抗疲劳性能，从而使轴箱转臂节点满足轨道车辆动力学性能要求。

本实施例的转臂节点外套100、芯轴200、第二橡胶体320、硫化体组合体310等部件的具体结构均可参照前述一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置的第一实施例所描述的结构设置，不再一一赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，包括：转臂节点外套(100)、芯轴(200)和过载保护装置(300)，所述过载保护装置(300)同轴的设置在所述芯轴(200)外周上，且同轴的设置在所述转臂节点外套(100)内周上，与所述转臂节点外套(100)过盈配合；

所述过载保护装置(300)包括两个硫化体组合体(310)和第二橡胶体(320)，所述硫化体组合体(310)与所述第二橡胶体(320)同时同轴设置在所述芯轴(200)外周上；

所述硫化体组合体(310)包括第一转臂节点内套(311)、第一橡胶体(312)和第二转臂节点内套(313)，所述第一橡胶体(312)设置于所述第一转臂节点内套(311)与所述第二转臂节点内套(313)之间。

2.如权利要求1所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述转臂节点装置还包括弹性挡圈(400)，所述弹性挡圈(400)同轴设置在所述芯轴(200)外周上，用于进行轴向限位。

3.如权利要求1所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述两个硫化体组合体(310)对称设置在所述第二橡胶体(320)两端。

4.如权利要求1所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述第二橡胶体(320)设置为圆环状，用于缓冲转臂节点所受到的轴向力。

5.如权利要求1所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述第一转臂节点内套(311)的一端设置有第一安装槽(3110)，所述第一安装槽(3110)包括燕尾槽和直槽，所述燕尾槽用于安装所述第一橡胶体(312)。

6.如权利要求1所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述第一橡胶体(312)呈环形圆台状，且在所述第一橡胶体(312)内壁设有压缩槽(3120)，用于对所述第一橡胶体(312)起固定作用。

7.如权利要求6所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述第二转臂节点内套(313)呈圆台状，且所述第二转臂节点内套(313)的一端设有压缩环(3130)，所述压缩环(3130)安装于所述压缩槽(3120)内。

8.如权利要求1所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述芯轴(200)设为阶梯轴，防止轴向载荷过大对转臂节点装置造成破坏。

9.如权利要求2所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置，其特征在于，所述芯轴(200)上设有第二安装槽，所述第二安装槽用于安装弹性挡圈(400)。

10.如权利要求1-9中任一项所述的径向轴向预压缩限位转臂节点装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一橡胶体(312)安装至第一转臂节点内套(311)上的安装槽，使其所述第一橡胶体(312)的外周壁与所述安装槽中的燕尾槽贴合；

将第二转臂节点内套(313)的压缩环(3130)安装至第一橡胶体(312)上的压缩槽(3120)内，使第一转臂节点内套(311)、第一橡胶体(312)和第二转臂节点内套(313)组成硫化体组合体(310)；

将第二橡胶体(320)安装至芯轴(200)上，将两个所述硫化体组合体(310)分别安装至所述第二橡胶体(320)两端，且两个所述硫化体组合体(310)对称设置，两个硫化体组合体(310)、第二橡胶体(320)组成过载保护装置(300)；

将安装有过载保护装置(300)的芯轴(200)通过压装方式安装至转臂节点外套(100)内，使其过载保护装置(300)与所述转臂节点外套(100)过盈配合。

Images