CN203500351U - 一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，包括金属底板、弹性体橡胶、两层金属隔板及金属顶板。将弹性体橡胶、金属底板、两层金属隔板和金属顶板通过硫化成为整体；金属底板底部两侧设有对称的两安装孔，底部中间为直通孔结构，上部为圆柱形结构，其纵截面内部为锥形结构，与底部中间直通孔相连；两层金属隔板大小不同，但厚度尺寸相同，结构类似，均为锥形结构；金属顶板分为上中下三部分结构，上下均为直圆柱形结构，中间部分为主要结构，其外部截面结构也为锥形结构，通过设计两层金属隔板将金属顶板及金属底板之间的弹性体橡胶分割成三层等厚橡胶层。

Description

一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器

技术领域

本实用新型涉及一种减振部件，特别是指橡胶减振产品具体涉及一种主要用于各种轨道车辆一系悬挂减振系统，特别用于要求实现小空间尺寸大刚度大变形及限位功能的橡胶减振器，同时也可以适用于工程机械等任何弹性减振部位。

背景技术

橡胶金属复合减振器是最为常见的一种橡胶减振器，可广泛应用于各种减振限位场所，尤其是轨道车辆的转向架悬挂系统中应用十分普遍。为保证车辆具有良好的稳定性，在许多转向架上给限位保护橡胶减振器预留的空间较小，要求橡胶减振器高度空间尺寸在60mm以下。另外，压缩橡胶减振器的部件其表面直径较小，因此要求与之相接触的减振器工作表面直径也相应较小，要求在100mm以下。该类型橡胶减振器一般在主要的一系减振器失效情况下起限位保护作用，因此要求该橡胶减振器具有较大的垂向压缩刚度（10kN/mm以上）及带硬止挡限位保护功能，较大的压缩刚度保证空间尺寸较小的橡胶减振器能够代替主要一系减振部件进行承载，在橡胶减振器工作过程中，为了保护安装在转向架上的各类设备，要求橡胶减振器具有较大的变形能力（6mm以上），通过橡胶的逐渐压缩变形来缓冲在主一系减振部件失效下对各类设备的冲击。橡胶堆类减振器是比较常见的一种压缩型橡胶减振器，可在较小的空间尺寸内通过调整中间金属隔板的数量来使减振器获得较大的垂向压缩刚度，但由于橡胶堆类减振器为纯压缩型减振器，受橡胶厚度限制其变形能力一般较小，在提供较大的垂向压缩刚度时其变形能力较差，同时在较小的空间内增加硬止挡功能对减振器的结构设计难度大大加大，且制造成本也将大大增加。

随着车辆技术的发展，车辆悬挂件需要更好地满足车辆的动力学要求。不同的车型对橡胶减振器的要求也完全不同。当要求橡胶减振器在具有较小的高度空间尺寸（60mm以下）及较小直径尺寸（100mm以下）的工作表面同时实现大压缩刚度（10kN/mm以上）、大变形（6mm以上）及硬止挡功能时，普通的橡胶堆类结构减振器设计很难实现，需要采用一种新的结构设计满足上述要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有橡胶减振器结构的不足，提供一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡橡胶减振器，既能满足具有较小的高度空间尺寸及较小直径尺寸的工作表面要求，同时能够提供硬止挡限位保护功能，并且能够实现较大的垂向压缩刚度及较大的压缩变形。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，包括金属底板、弹性体橡胶、两层金属隔板及金属顶板。将弹性体橡胶、金属底板、两层金属隔板和金属顶板通过硫化成为整体。金属底板底部两侧设有对称的两安装孔，底部中间为直通孔结构，上部为圆柱形结构，其纵截面内部为锥形结构，与底部中间直通孔相连；两层金属隔板大小不同，但厚度尺寸相同，结构类似，均为锥形结构；金属顶板在橡胶向金属底板方向变形过程中穿过金属底板的通孔与构架接触，实现硬止挡功能，金属顶板分为上中下三部分结构，上下均为直圆柱形结构，中间部分为主要结构，其外部截面结构也为锥形结构。通过设计两层金属隔板将金属顶板及金属底板之间的弹性体橡胶分割成三层等厚橡胶层。金属底板、两层金属隔板及金属顶板上的锥形结构使得每橡胶层在空间上呈一定的倾斜角度。

本实用新型所提出的减振器在结构上的主要特点在于：该减振器包括金属底板、两层金属隔板及金属顶板及弹性体橡胶，减振器的自由高尺寸(H1)在60mm以下，一般控制在36mm~60mm之间；金属底板两侧设有对称的两安装孔，通过该安装孔将减振器固定在构架安装面，金属顶板作为该减振器提供硬止挡功能部件，金属顶板上部顶面距金属底板底面安装面的距离（H2），即距构架安装面的尺寸，该尺寸（H2）为减振器的最大变形尺寸及硬止挡挡死距离，金属顶板下部底面为承载接触面，减振器通过两层金属隔板将弹性体橡胶部分为在空间上呈一定倾斜角度（α）的三层等厚环状结构，倾斜角角度（α）一般在30°~44°或者46°~60°之间。金属底板从外部形状上可分为两部分结构，底部为带有一定厚度尺寸的板材结构，板材外形轮廓可根据需要设计，板材结构部分两侧设有对称的两个安装孔，中间为通孔；金属底板另一部分结构为上部圆柱形结构，垂直与底部板材相连，而圆柱形结构内截面为带有一定倾斜角度（α）的锥形通孔结构，该锥形通孔与金属底板底部板材中间通孔结构相连。两层金属隔板尺寸大小不同，但厚度尺寸相同，结构类似，均为锥环形结构，其倾斜角的角度（α）与金属底板上部圆柱形内部锥形通孔结构相同，；金属隔板并非全段均采用锥形结构设计，其内部上端设计直通孔结构，外部下端设计一段直圆柱外形结构，便于减振器成型时模具镶块取出及避免减振器在工作过程中外部锥形结构钝边对橡胶的破坏，同时也能够降低金属隔板在橡胶大变形下的应力。金属顶板采用实心设计，从高度方向可分为上中下三部份结构，中间部分为金属顶板的主要结构，其纵截面外部为锥形平台结构，锥形倾斜角的角度（α）与金属底板及金属隔板相同，金属顶板上下部分均为直圆柱形结构，高度较小，减振器在最大工作载荷下，金属顶板上部端面向金属底板方向变形过程中穿过金属底板的通孔与构架安装面接触，起硬止挡限位功能，同时对构架产生一定的冲击作用，因此金属顶板上端面采取直圆柱结构设计，而非中间部分锥形结构直接延伸设计，其目的在于通过增大金属顶板上部直径尺寸（D3），增加顶板上部与构架安装面的接触面积，从而降低减振器金属顶板作为硬止挡对构架单位面积上的的冲击应力。金属顶板下部结构类似金属隔板外部下端结构，同样采用一段高度的直圆柱结构设计，也非中间部分锥形结构直接延伸设计，目的在于降低减振器橡胶变形向外扩张时金属顶板外部锥形结构钝边对橡胶的破坏。

本实用新型的优点在于：该减振器在高度方向具有较小的空间尺寸，其自由高尺寸（H1）小于60mm，且该减振器的工作表面直径尺寸(D1)小于100mm，一般控制在45mm~100mm之间，满足小高度空间尺寸要求；采用两层金属隔板将弹性体橡胶分割成三层等厚倾斜环状橡胶层，实现压缩方向10kN/mm以上的大压缩刚度；金属顶板起硬止挡功能作用，通过与构架安装面接触实现该功能，金属顶板上部表面与构架安装面的距离尺寸(H2)在6mm以上，一般控制在6mm~10mm之间，从设计上实现减振器大变形能力要求。由于要求减振器的空间尺寸较小，特别是自由高尺寸(H1)在60mm以下时，若采用多层的橡胶堆结构，其橡胶层厚度较小，在满足大刚度要求前提下，在设计时也可设计硬止挡的挡死距离（H2）在6mm以上，但由于橡胶堆结构减振器在承载时橡胶为纯压缩变形，其变形能力较差，在较小的胶层厚度下是很难完全实现6mm以上的大变形能力。本实用新型所提出的减振器设计三层等厚环状并且在空间呈一定倾斜角度（α）橡胶层，橡胶在受载时既产生剪切变形又产生压缩变形，提供橡胶的变形能力，实现6mm以上的大变形能力要求。

本实用新型通过巧妙的设计组合，实现了在较小的设计空间尺寸内设计出了满足大刚度、大变形同时实现硬止挡功能的要求的橡胶减振器，同时也考虑了安装、应力等因素，特别是金属顶板上部分结构设计避免金属顶板与构架接触因接触面积较小而产生较大的应力，具有很好的实际应用价值，适合推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的主视剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例金属底板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例金属隔板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例金属隔顶板结构示意图，用虚线划分上中下三部分结构；

图中：H1、减振器的自由高尺寸；D1、金属顶板承载表面的直径尺寸；D2、金属底板底部直通孔直径；D3、金属顶板上端面直径尺寸；α、截面倾角角度；H2、金属顶板上部顶面与金属底板底面安装面之间的距离；

1、金属底板；2、弹性橡胶体；3、金属隔板一；4、金属隔板二；5、金属顶板； 6、安装孔、7、金属底板底部板材结构；8金属底板上部圆柱结构；9、金属顶板上部；10、金属顶板中部；11、金属顶板下部。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1给出了本实用新型的一个具体实施例，通过附图可以看出，本实用新型为一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡橡胶减振器，包括金属底板1、弹性体橡胶2、金属隔板一3、金属隔板二4及金属顶板5。减振器的自由高尺寸(H1)在60mm以下，一般控制在36mm~60mm之间，较佳的尺寸值为36mm、45mm或60mm；金属顶板5为减振器承载部件，其承载表面的直径尺寸（D1）在100mm以下，一般控制在45mm~100mm之间，较佳的尺寸值为45mm、70mm或100mm。金属底板1底部两侧设有对称的两安装孔6，底部中间为直通孔结构，上部为圆柱形结构8，圆柱形结构8垂直与底部板材结构7相连，圆柱形结构8纵截面内部为锥形结构，截面呈一定的倾角角度（α），倾斜角角度（α）一般在30°~44°或者46°~60°之间，较佳的角度值为30°、40°、44°、46°、50°或60°。圆柱形结构8与金属底板1底部中间通孔相连；两层金属隔板大小不同，但厚度尺寸相同，结构类似，均为锥形结构，截面倾角与金属底板1圆柱形结构8截面的倾角角度（α）大小相同，金属隔板内部上端设计直通孔结构，外部下端设计一段直圆柱外形结构，便于减振器成型时模具镶块取出及避免减振器在工作过程中外部锥形结构钝边对橡胶的破坏，同时也能够降低金属隔板在橡胶大变形下的应力。金属顶板5采用实心设计，从高度方向可分为上中下三部份结构，中间结构10为金属顶板的主要结构，其纵截面外部为锥形结构，锥形结构的倾斜角度（α）与金属底板及金属隔板相同。金属顶板上下部分均为直圆柱形结构，高度较小。金属顶板上部9顶面与金属底板1底面安装面有一定的距离（H2），即距构架安装面的尺寸，该尺寸（H2）即为减振器的最大变形尺寸及硬止挡挡死距离。减振器在最大工作载荷下，金属顶板上部端面将与构架安装面接触，起硬止挡限位功能，同时对构架产生一定的冲击作用，因此金属顶板上端面采取直圆柱结构设计，而非中间部分锥形结构直接延伸设计，其目的在于通过增大金属顶板上部直径尺寸（D3），增加顶板上部与构架安装面的接触面积，从而降低减振器金属顶板作为硬止挡对构架单位面积上的的冲击应力。金属顶板下部结构11类似金属隔板外部下端结构，同样采用圆柱结构设计，而非中间部分锥形结构直接延伸设计，目的在于降低减振器橡胶变形向外扩张时金属顶板外部锥形结构钝边对橡胶的破坏。

通过设计金属隔板一3及金属隔板二4将金属顶板1及金属底板5之间的弹性体橡胶2分割成三层等厚橡胶层，实现压缩方向10kN/mm以上的大刚度要求。由于金属底板、两层金属隔板及金属顶板均采用相似的锥形结构涉及，保证了每个橡胶层在空间上也呈相同角度（α）的倾斜结构，使得在橡胶受载时既产生剪切变形又产生压缩变形，提供橡胶的变形能力，实现6mm以上的大变形能力要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，包括金属底板、弹性橡胶、金属隔板以及金属顶板，所述金属底板、弹性橡胶、金属隔板以及金属顶板通过硫化形成一个整体；其特征在于，所述金属底板为提供硬止挡功能的部件，所述金属底板底部两侧设有对称的两安装孔，所述金属底板底部中间为直通孔结构，所述金属底板上部为直圆柱形结构，所述金属底板上部的纵截面内部为锥形结构，与底部中间直通孔相连；两层所述金属隔板将金属顶板与金属底板之间的弹性体橡胶分割成三层等厚橡胶层，所述金属隔板为锥环形结构；所述金属顶板为提供硬止挡功能的部件，所述金属顶板包括上部、中部和下部三部分，所述金属顶板上部与金属顶板下部为直圆柱形结构，所述金属顶板中部的纵截面为锥形平台结构。

2.如权利要求1所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属底板、金属隔板以及金属顶板的倾斜角的角度为30°~44°或者46°~60°。

3.如权利要求2所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属底板、金属隔板以及金属顶板的倾斜角的角度为44°或47°。

4.如权利要求1所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属隔板下部设置有一段直圆柱外形结构。

5.如权利要求1所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属顶板下部的直径小于100mm。

6.如权利要求5所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属顶板下部的直径在45mm~100mm之间。

7.如权利要求1所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述橡胶减振器的整体自由高度小于60mm。

8.如权利要求7所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述橡胶减振器的整体自由高度在36mm~60mm之间。

9.如权利要求1所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属顶板上部距所述金属底板底部的距离大于6mm。

10.如权利要求9所述的一种小空间尺寸大刚度大变形带硬止挡的橡胶减振器，其特征在于，所述金属顶板上部距所述金属底板底部的距离在6mm~10mm之间。

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