CN114922929A - 一种直筒型多层橡胶薄壁关节及安装组件、安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直筒型多层橡胶薄壁关节及安装组件、安装方法，其中直筒型多层橡胶薄壁关节包括硫化件和连杆，其中硫化件包括有由内到外依次套接的内套、至少两层橡胶层和外套，相邻的两层橡胶层之间还设有隔套，内套、橡胶层、外套和隔套为一体硫化成型；连杆与外套连接，连杆用于连接车体或防侧滚装置。通过安装组件和安装方法，能够在安装过程中同时达到安装与缩径的效果，能够减少外径尺寸，降低橡胶的内应力。

Description

一种直筒型多层橡胶薄壁关节及安装组件、安装方法
技术领域
本发明涉及轨道车辆零件领域，特别涉及一种直筒型多层橡胶薄壁关节及安装组件、安装方法。
背景技术
轨道车辆抗侧滚扭杆装置系统中，连杆上下关节部分车型采用上关节为橡胶关节，下关节为金属关节；而随着市场的发展，及技术的攻关，国内主机厂在推动橡胶关节替代金属关节。
由于金属关节的拥有着承载性能高、偏摆角自由度大的特点，若橡胶关节需要满足金属关节具有的性能，往往橡胶关节的外径被设计得比较大，一般产品直径≥Φ130mm，通过增大橡胶层厚度，让橡胶关节满足承载性能基础下，提供足够大的偏摆角度，实现互换的目的。受空间的限制，目前下关节的产品一般为与连杆一体硫化成型，但橡胶硫化成型后，橡胶内部存在内应力，而且该内应力不能消除，始终存在；而且由于橡胶与连杆一体成型，受杆体外形不规则的影响，不能通过常规的缩径方法降低橡胶内应力，所以长期工作会导致橡胶断裂。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种直筒型多层橡胶薄壁关节，能够减少外径尺寸，降低橡胶内应力。
本发明还提出一种安装上述直筒型多层橡胶薄壁关节的安装组件和安装方法。
根据本发明的第一方面实施例的直筒型多层橡胶薄壁关节，用于连接轨道车辆防侧滚装置和车体，包括：硫化件，所述硫化件包括有由内到外依次套接的内套、至少两层橡胶层和外套，相邻的两层所述橡胶层之间还设有隔套，所述内套、所述橡胶层、所述外套和所述隔套为一体硫化成型。连杆，所述连杆与所述外套连接，所述连杆用于连接车体或防侧滚装置。
根据本发明实施例的直筒型多层橡胶薄壁关节，至少具有如下有益效果：使用橡胶与连杆分开成型，设置多层橡胶层能够使橡胶分层设置，使整块橡胶的内应力得到分担，并且通过安装硫化件便能完成缩径，消除橡胶的内应力。
根据本发明的一些实施例，所述橡胶层和所述隔套轴向和径向均对称设置，两个及以上所述隔套的高度由所述内套向所述外套呈递减分布，所述连杆的高度与所述外套的高度相同。
根据本发明的一些实施例，所述橡胶层的竖直方向设有第一通孔。
根据本发明的第二方面实施例的安装组件，用于上述第一方面实施例的所述直筒型多层薄壁橡胶关节的安装，包括：压装导套，所述压装导套设置于上述第一方面实施例的所述直筒型多层薄壁橡胶关节的上方，所述压装导套与所述连杆嵌合连接，所述压装导套上设有第二通孔，所述第二通孔的直径在竖直方向由上至下逐渐减小；压装底座，所述压装底座设置于所述直筒型多层薄壁橡胶关节的下方，所述压装底座与所述连杆嵌合连接，所述压装导套和所述压装底座嵌合连接。
根据本发明的一些实施例，所述压装导套上设有第一凹槽，所述第一凹槽用于与所述连杆嵌合连接，所述第一凹槽设于所述第二通孔下方，所述第一凹槽与所述第二通孔连通。
根据本发明的一些实施例，所述安装组件还包括有压头，所述压头与所述压装导套嵌合连接。
根据本发明的一些实施例，所述压装底座还包括有定位活块，所述定位活块的直径在竖直方向由上到下逐渐增大，所述定位活块与所述压装底座嵌合连接。
根据本发明的第三方面实施例的安装方法，通过上述第二方面实施例所述的安装组件安装直筒型多层薄壁橡胶关节，包括以下步骤：
将所述连杆放置于所述压装底座上，使所述连杆和所述压装导套嵌合连接，并且使所述压装导套与所述压装底座嵌合连接，以固定所述连杆和所述压装底座；
将所述硫化件放置在所述第二通孔上；
将所述硫化件通过第二通孔压装入连杆中。
根据本发明的一些实施例，所述安装方法还包括以下步骤：设置定位活块，所述定位活块与所述压装底座嵌合连接，当连杆放置于所述压装底座上时，使用所述定位活块与所述连杆嵌合连接，当所述硫化件被压入15至20mm后，移除所述定位活块，继续将所述硫化件压入所述连杆中。
根据本发明的一些实施例，所述安装方法还包括以下步骤：设置压头，所述压头与所述压装导套嵌合连接，所述将所述硫化件压入所述连杆中之后，继续将所述硫化件压入，当所述压头与所述压装导套接触嵌合时，安装完成。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例直筒型多层薄壁橡胶关节的俯视图；
图2为图1中A-A的截面图；
图3为本发明实施例压装导套的截面图；
图4为本发明实施例压装底座的截面图；
图5为本发明实施例压头的截面图；
图6为本发明实施例安装方法示意图；
图7为本发明实施例安装方法示意图。
附图标记：
硫化件100，内套110，橡胶层120，外套130，隔套140，第一通孔150，连杆200，杆套210，杆件220，压装导套300，第二通孔310，第一凹槽320，导柱330，压装底座400，定位活块410，导孔420，压头500。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系可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的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图7，本发明提供了一种直筒型多层薄壁橡胶关节，用于连接轨道车辆防侧滚装置和车体，包括硫化件100和连杆200，其中硫化件100包括有由内到外依次套接的内套110、至少两层橡胶层120和外套130，相邻的两层橡胶层120之间还设有隔套140，内套110、橡胶层120、外套130和隔套140为一体硫化成型；连杆200与外套130连接，连杆200用于连接车体或防侧滚装置。
采用硫化件100与连杆200分开制造的设置，可以对硫化件100进行单独的缩径，橡胶具有弹性和变形能力大等力学特点，在轨道车辆的防侧滚装置中使用可以传递轴向、径向、扭转、偏转等多向载荷，并且在载荷传递过程中可以起到消减冲击和振动的作用，由于载荷传递的需要，所以橡胶必须具有合适的刚度，并且在交变载荷下使用，橡胶可能因为疲劳而失效，因为在橡胶的制作过程中，需要进行加热硫化，而在加热硫化完成到降温冷却到室温的过程中，橡胶因为经历了温度变化，从而会在橡胶内部产生热拉应力，而且实际使用过程中，因为热拉应力的存在，所以容易在应力集中的地方产生裂痕，长久使用裂痕扩大便会使橡胶件性能下降，无法继续工作，所以在实际制作中需要对橡胶进行缩径以使橡胶内部因为挤压产生预压应力，预压应力与热拉应力相互抵消便能增加橡胶的使用寿命以及刚度。所以采用连杆200和橡胶件分开制作可以对橡胶件进行单独缩径，便能增加橡胶件的使用寿命，使用内套110、多层橡胶层120以及橡胶层120之间的隔套140和外套130硫化一体成型，形成硫化件100，便能单独对硫化件100进行缩径，而采用多层隔套140分隔得橡胶层120能使每个橡胶层120在硫化成型后单个橡胶层120相比整体橡胶层120产生的内应力也就是热拉应力减少，并且在产生较大冲击时，能够逐层吸收。
连杆200具有两部分，分别是杆套210和杆件220，其中杆套210为圆形中空结构，杆套210与硫化件100连接，用于安装硫化件100，杆件220为柱形结构，杆件220与杆套210固定连接，杆套210高度高于杆件220的高度。
本发明的一些实施例中，橡胶层120和隔套140轴向和径向均对称设置，两个及以上隔套140的高度由内套110向外套130呈递减分布，连杆200的高度与外套130的高度相同。
设置隔套140高度由内到外逐层递减的方式，能够增加橡胶的粘接面积，并且可以在保证径向性能的前提下，提供偏扭转力矩小但角度大的偏扭转性能，同时轴向性能相对与高度一致的结构会较小。
本发明的一些实施例中，橡胶层120的竖直方向设有第一通孔150。
设置第一通孔150能够使得外套130缩径时，能够对隔套140也产生一定量的形变，从而使各层橡胶层120也能够随着产生形变，从而能够降低每层橡胶内应力也就是热拉应力。
本发明还提供了一种用于安装直筒型多层薄壁橡胶关节的安装组件，包括：
压装导套300，压装导套300用于置于连杆200的上方，压装导套300与连杆200嵌合连接，压装导套300上设有第二通孔310，第二通孔310的直径在竖直方向由上至下逐渐减小；
压装底座400，压装底座400设置于的下方，压装底座400与连杆200嵌合连接，压装导套300和压装底座400嵌合连接。
采用压装导套300和压装底座400上下分别与连杆200嵌合连接，也就是与连杆的杆套210部分嵌合连接，并且压装导套300和压装底座400之间嵌合连接，便能在安装时固定连杆200，从而在安装缩径时，提高安装效果。
其中压装导套300上设有导柱330，压装底座400上设有导孔420，导柱330和导孔420嵌合连接，并且导柱330的底端也为带坡度的锥形设置，方便在将压装导套300安装进压装底座400中起到引导作用。
本发明的一些实施例中，压装导套300上设有第一凹槽320，第一凹槽320用于与连杆200嵌合连接，第一凹槽320设于第二通孔310下方，第一凹槽320与第二通孔310连通。
采用第二通孔310的直径由上至下逐渐减小的设置，也就是带坡度的第二通孔310，能够在硫化件100沿第二通孔310向下安装时，外套130会与第二通孔310接触，从而外套130会在第二通孔310坡度的导引下，会向内套110倾斜，从而在通过第二通孔310后，外套130直径减小，达到了缩径的效果。第一凹槽与连杆嵌合连接，也就是与连杆中的杆套210部分连接。
本发明的一些实施例中，安装组件还包括有压头500，压头500与压装导套300嵌合连接。
使用压头500接触硫化件100，从而在安装过程中，使用压头500将硫化件100压入连杆200中，在安装完成后，压头500与压装导套300嵌合连接，便代表安装完成。
本发明的一些实施例中，压装底座400还包括有定位活块410，定位活块410的直径在竖直方向由上到下逐渐增大，定位活块410与压装底座400嵌合连接。
采用带坡度的定位活块410，便能使定位活块410与连杆200的内孔也就是硫化件100安装的部位连接，通过坡度的设置，便能达到固定连杆200的作用，从而能够达到更加稳固的固定作用。
本发明还提供一种用于安装直筒型多层薄壁橡胶关节的安装方法，包括以下步骤：
S100，将连杆200放置于压装底座400上，使连杆200和压装导套300嵌合连接，并且使压装导套300与压装底座400嵌合连接，以固定连杆200和压装底座400；
S200，将硫化件100放置在第二通孔310上；
S300，将硫化件100通过第二通孔310压装入连杆200中。
通过第二通孔310的作用便能同时达到安装和缩径两项的工艺。
本发明的一些实施例中，步骤S300具体包括以下步骤：
S310，设置定位活块410，定位活块410与压装底座400嵌合连接，当连杆200放置于压装底座400上时，使用定位活块410与连杆200嵌合连接，当硫化件100被压入15至20mm后，移除定位活块410，继续使用压头500将硫化件100压入连杆200中。
因为定位活块410采用坡度设计，所以在安装过程中，待硫化件100部分进入连杆200中后，需要移除定位活块410，以避免定位活块410占据硫化件100的安装空间。
本发明的一些实施例中，步骤S300还包括以下步骤：
S320，设置压头500，压头500与压装导套300嵌合连接，将硫化件100压入连杆200中之后，继续将硫化件100压入，当压头500与压装导套300接触嵌合时，安装完成。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种直筒型多层薄壁橡胶关节，用于连接轨道车辆防侧滚装置和车体，其特征在于，包括：
硫化件，所述硫化件包括有由内到外依次套接的内套、至少两层橡胶层和外套，相邻的两层所述橡胶层之间还设有隔套，所述内套、所述橡胶层、所述外套和所述隔套为一体硫化成型；
连杆，所述连杆与所述外套连接，所述连杆用于连接车体或防侧滚装置。
2.根据权利要求1所述的直筒型多层薄壁橡胶关节，其特征在于：所述橡胶层和所述隔套轴向和径向均对称设置，两个及以上所述隔套的高度由所述内套向所述外套呈递减分布，所述连杆的高度与所述外套的高度相同。
3.根据权利要求1所述的直筒型多层薄壁橡胶关节，其特征在于：所述橡胶层的竖直方向设有第一通孔。
4.一种安装组件，其特征在于，用于权利要求1至3中任意一项所述直筒型多层薄壁橡胶关节的安装，包括：
压装导套，所述压装导套用于置于所述连杆的上方，并且与所述连杆嵌合连接，所述压装导套上设有第二通孔，所述第二通孔的直径在竖直方向由上至下逐渐减小；
压装底座，所述压装底座用于置于所述连杆的下方，并且与所述连杆嵌合连接，所述压装导套和所述压装底座嵌合连接。
5.根据权利要求4所述的安装组件，其特征在于：所述压装导套上设有第一凹槽，所述第一凹槽用于与所述连杆嵌合连接，所述第一凹槽设于所述第二通孔下方，所述第一凹槽与所述第二通孔连通。
6.根据权利要求4所述的安装组件，其特征在于：所述安装组件还包括有压头，所述压头与所述压装导套嵌合连接。
7.根据权利要求4所述的安装组件，其特征在于：所述压装底座还包括有定位活块，所述定位活块的直径在竖直方向由上到下逐渐增大，所述定位活块与所述压装底座嵌合连接。
8.一种安装方法，其特征在于，通过权利要求4至7中任一项所述的安装组件安装所述直筒型多层薄壁橡胶关节，包括：
将所述连杆放置于所述压装底座上，使所述连杆和所述压装导套嵌合连接，并且使所述压装导套与所述压装底座嵌合连接，以固定所述连杆和所述压装底座；
将所述硫化件放置在所述第二通孔上；
将所述硫化件通过第二通孔压装入连杆中。
9.根据权利要求8所述的安装方法，其特征在于，所述步骤将所述硫化件通过第二通孔压装入连杆中具体包括：设置定位活块，所述定位活块与所述压装底座嵌合连接，当连杆放置于所述压装底座上时，使用所述定位活块与所述连杆嵌合连接，当所述硫化件被压入15至20mm后，移除所述定位活块，继续将所述硫化件压入所述连杆中。
10.根据权利要求9所述的安装方法，其特征在于，所述步骤将所述硫化件通过第二通孔压装入连杆中还包括：设置压头，所述压头与所述压装导套嵌合连接，所述将所述硫化件压入所述连杆中之后，继续将所述硫化件压入，当所述压头与所述压装导套接触嵌合时，安装完成。
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