CN202118165U - 一种球铰类橡胶弹性元件 - Google Patents

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孙海燕
荣继刚
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Abstract

本实用新型公开一种球铰类橡胶弹性元件，包括金属芯轴、第一层金属外套、第二层金属外套、金属隔套、弹性橡胶体，弹性橡胶体与金属芯轴、金属隔套、第一层金属外套通过硫化成为弹性体，其中，弹性体是被压入第二层金属外套内的；金属隔套为二层以上；每层金属隔套长度依次递减；金属隔套、第一层金属外套及弹性橡胶体为两瓣式结构，且它们硫化后形成的空气隔离段位于45°方向上；弹性体通过工装将两瓣的第一层金属外套合拢后压入第二层金属外套，并对弹性橡胶体产生预压缩应力。

Description

一种球铰类橡胶弹性元件
技术领域
本实用新型属于一种减振部件产品，特别是指球铰类橡胶弹性元件；主要用于各种机车车辆的转向架用的橡胶弹性元件中，特别是高速列车的电机悬挂系统中，同时也可以适用于工程机械等任何减振弹性连接的部位。 
背景技术
球铰类橡胶弹性元件是常用的一种橡胶金属复合的减振元件，可广泛应用于各种减振场所，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍。其中应用最为普遍的又是三大件式（金属外套+橡胶+芯轴）的结构，而这种结构虽有一些特点，同时也有缺点；所述的特点是它们的性能能基本满足各种工况的使用，而所述的缺点是，当在有限的空间内实现径向刚度和轴向刚度比大于30：1，轴向刚度需要小于0.5时，这种结构就很难满足要求。 
随着机车车辆技术的发展，特别是高速列车技术的发展，车辆悬挂件需要更好地满足车辆的动力学要求，各向刚度需要更好的匹配关系。在球铰类弹性元件中实现径向刚度和轴向刚度比大于30：1甚至更大，就需要一种新型的结构提供合适的径向刚度和轴向刚度。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有球铰类橡胶弹性元件的不足，提供一种球铰类橡胶弹性元件预压缩方便，又易于控制径向、轴向刚度比的新型球铰类橡胶弹性元件制作。该种球铰类橡胶弹性元件的球铰既芯轴强度和安全性好，又径向和轴向刚度比能大于30：1。  
根据本实用新型的目的，所提出的技术实施方案是：一种球铰类橡胶弹性元件，包括金属芯轴、第一层金属外套、第二层金属外套、金属隔套、弹性橡胶体，弹性橡胶体与金属芯轴、金属隔套、第一层金属外套通过硫化成为弹性体，其特点在于：弹性体是被压入第二层金属外套内的；金属隔套为二层以上；每层金属隔套长度依次递减；金属隔套、第一层金属外套及弹性橡胶体为两瓣式结构，且它们硫化后形成的空气隔离段与水平夹角为45°；弹性体通过工装将两瓣的第一层金属外套合拢后压入第二层金属外套，并对弹性橡胶体产生预压缩应力。
本实用新型的优点在于：弹性橡胶体与若干层金属隔套硫化在一起，且每层金属隔套长度依次递减的结构，有效地降低了轴向刚度，增大了径向刚度；弹性橡胶体与金属芯轴、两瓣式结构的金属隔套和第一层金属外套硫化后成为弹性体，使得硫化过程中的热应力在弹性体冷却后得以消除；弹性体通过工装将第一层金属外套合拢，然后压入第二层金属外套中实现了对弹性橡胶体的预压缩作用，同时可以增大或减小第二层金属外套的内径尺寸来控制弹性橡胶体的预压缩量。在结构上主要有以下特点： 
1.   弹性橡胶体与金属芯轴、两瓣式的金属隔套和第一层金属外套硫化在一起成为弹性体，从而硫化过程中的热应力在弹性体冷却后得以消除；弹性体压入第二层金属外套之前，需用工装将第一层金属外套合拢；弹性体的外径大于第二层金属外套的内径，从而弹性体在压入第二层金属外套时，弹性橡胶体得到了径向预压缩应力。改变第二层金属外套内径或弹性体外径中的一个或两个都可以调整径向预压缩应力。
2. 两瓣式结构的金属隔套、第一层金属外套及弹性橡胶体硫化后产生的空气隔离段位于45°方向上，调整此空气隔离段的方向可以得到不同的径向刚度。可以灵活的调整径向刚度。 
3. 金属隔套及弹性橡胶体为多层结构，层数 >2；可调节金属隔套的数量来实现不同的径向刚度和轴向刚度的配比。 
4. 金属隔套的长度依次递减。 
5. 径向刚度和轴向刚度比≥30：1。 
这种新型球铰是多层弹性橡胶体结构，可以大幅减小轴向刚度；通过调整金属隔套数量，及调整弹性体上的空气隔离段方向，可以调整径向刚度，在有限的空间内径向刚度和轴向刚度比可以达到≥30：1。 
附图说明
图1为本实用新型图2的A-A剖视的结构示意图； 
图2为本实用新型的侧面示意图。
图中：1、金属芯轴；2、金属隔套；3、第一层金属外套；4、第二层金属外套；5、弹性橡胶体；6、空气隔离段；7、弹性体。 
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。 
实施例一 
如附图所示，给出了本实用新型的一个具体实施例，通过附图可以看出，本实用新型涉及一种球铰类橡胶弹性元件，由弹性体7和第二层金属外套4组合构成。弹性体7由金属芯轴1、金属隔套2、第一层金属外套3和弹性橡胶体5组成，且金属隔套2和弹性橡胶体5为多层结构，弹性橡胶体5位于金属芯轴1与金属隔套2之间，或者金属隔套2与第一层金属外套3之间，或者两个金属隔套2之间；弹性橡胶体5的外表面与金属隔套2或者第一层金属外套3粘结在一起，内表面与金属芯轴1或者金属隔套2粘结在一起。第一层金属外套3、金属隔套2为分瓣结构，弹性橡胶体5也为分瓣结构。
弹性体7通过工装将第一层金属外套3合拢后，压入与第二层金属外套4组合成成品，第二层金属外套4为整体结构，弹性体7的外径比第二层金属外套4的内径大，通过压装对弹性橡胶体5进行预压缩。 

Claims (2)

1.一种球铰类橡胶弹性元件，包括金属芯轴、第一层金属外套、第二层金属外套、金属隔套、弹性橡胶体，弹性橡胶体与金属芯轴、金属隔套、第一层金属外套通过硫化成为弹性体，其特征在于：弹性体是被压入第二层金属外套内的；金属隔套为二层以上；每层金属隔套长度依次递减；弹性体通过工装将两瓣的第一层金属外套合拢后压入第二层金属外套，并对弹性橡胶体产生预压缩应力。
2.如权利要求1所述的球铰类橡胶弹性元件，其特征在于：金属隔套、第一层金属外套及弹性橡胶体为两瓣式结构，且它们硫化后形成的空气隔离段与水平夹角为45°。
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