CN203604522U - 一种轨道交通用非线性橡胶沙漏弹簧 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通用非线性橡胶沙漏弹簧，包括本体和增强体；所述本体为中空结构，所述增强体设置在所述本体的中空结构内；所述本体包括大橡胶，设置在所述大橡胶上端的大上端板，设置在所述大橡胶下端的大下端板；所述增强体包括小橡胶，设置有所述小橡胶上端的摩擦板，设置在所述小橡胶下端的下支座；使用时，当受到小载荷时，所述本体的形变不大，摩擦板不与所述大上端板相接触；当受到大载荷时，所述本体的形变量大，所述摩擦板与大上端板相接触，增强体的作用是提供反力增加本实用新型的垂向刚度，降低本实用新型的垂向自振频率的差异，并减小本实用新型从空载到大载荷间的垂向变形量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轨道车辆上使用的弹簧，具体涉及一种能够满足垂向固有频率小、空载至满载变形小的沙漏弹簧。
背景技术
当今轨道交通的发展趋势是高速、舒适和安全。轨道交通用空气弹簧系统为满足其功能起着极其重要的作用。空气弹簧主要由气囊、辅助弹簧组成。辅助弹簧主要满足轨道交通在无气运营情况下的性能要求。
通常情况下，辅助弹簧有四种类型：橡胶层叠弹簧（见图1）、锥形弹簧（见图2）、沙漏弹簧（见图3）和层锥复合弹簧（见图4）。橡胶层叠弹簧横向位移能力大，安装空间小，但垂向刚度太高，有出轨的风险；锥形弹簧垂向刚度小，但水平位移能力小；层锥复合弹簧结合了层叠弹簧和锥形弹簧的优点，具有小的垂向刚度，较大的横向位移能力，但结构复杂，安装繁琐，安装空间大。沙漏弹簧与层锥复合弹簧一样具有垂向刚度小和横向位移能力较大以及安装空间大的特点。
有些类似的轨道交通要求无气时，列车亦能在较高速度下运营，并具有较好的舒适性，同时。车体相对转向架的最大允许下沉高度小。这对空气弹簧辅助弹簧提出了更高的技术要求，一方面要求辅助弹簧本身固有频率低，另一方面要求空载至最大载荷之间变形小。常见沙漏弹簧非线性不强，空载下沙漏弹簧的固有频率比满载条件下的固有频率大，空载至满载之间的变形较大，难以满足上述矛盾的技术指标。对于这种情况，以上四种辅助弹簧都难以满足要求，因此有必要设计出一种新的辅助弹簧结构，以使其具如下特性：
A、空载时垂向刚度小，垂向刚度非线性明显，辅助弹簧固有频率低，空载至满载的变形小；
B、辅助弹簧横向刚度小。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是在综合考虑辅助弹簧结构对车辆运行舒适性、平稳性和安全性后，设计一种空载或低载荷垂向刚度小，满载或大载荷垂向刚度大，刚度非线性强的沙漏弹簧，满足辅助弹簧垂向固有频率小和空载至满载变形小的技术要求。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种轨道交通用非线性橡胶沙漏弹簧，包括本体和增强体；所述本体为中空结构，所述增强体设置在所述本体的中空结构内；所述本体包括大橡胶，设置在所述大橡胶上端的大上端板，设置在所述大橡胶下端的大下端板，所述大橡胶、大上端板和大下端板通过硫化形成一个整体；所述增强体包括小橡胶，设置于所述小橡胶上端的摩擦板，设置在所述小橡胶下端的下支座，所述小橡胶、摩擦板和下支座通过硫化形成一个整体；所述增强体在小载荷时不起作用，大载荷时增强体参与工作，从而一方面减少了空载与满载之间的固有频率差异，另一方面减少了空载至满载的变形量；使用时，当受到小载荷时，所述本体的形变不大，摩擦板不与所述大上端板相接触；当受到大载荷时，所述本体的形变量大，所述摩擦板与大上端板相接触，增强体的作用是提供反力增加本实用新型的垂向刚度，降低本实用新型的垂向自振频率的差异，并减小本实用新型从空载到大载荷间的垂向变形量。
在本实用新型中，所述摩擦板与大上端板的摩擦系数低，摩擦力小，对本实用新型的横向刚度影响较小，使得本实用新型保留现有沙漏弹簧横向刚度小的优点，并具有垂向刚度非线性强和垂向自振频率小的优点。
在本实用新型中，所述大下端板上开设有用于安装增强体的中心沉孔，所述下支座上设置有与所述沉孔相对应的凸台，将主体和增强体组合连接固定形成一个整体，实现所述主体和增强体分开制造，从而减少制造的复杂程度，降低生产成本。
本实用新型的优点在于在充分保留传统沙漏弹簧优势的同时，通过内置增强体实现了辅助弹簧垂向强非线性，满足垂向自振频率低和空载至满载垂向变形小这一矛盾要求。本实用新型由至少两个橡胶硫化体组合而成，不需进行复杂的装配和连接，具有较高的安全性和可靠性。
附图说明
图1为橡胶层叠弹簧结构示意图；
图2为锥形弹簧结构示意图；
图3为沙漏弹簧结构示意图；
图4为层锥复合弹簧结构示意图；
图5为本实用新型结构示意图。
图中：1、大上端板；2、大橡胶；3、大下端板；4、摩擦板；5、小橡胶；6、下支座。
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。
如附图所示，一种轨道交通用非线性橡胶沙漏弹簧，它由大上端板1、大橡胶2和大下端板3硫化而成为主体和摩擦板4、小橡胶5和下支座6硫化而成的增强体两大部件组成，本体为中空结构，增强体设置在本体的中空结构内；本体包括大橡胶2，设置在大橡胶2上端的大上端板1，设置在大橡胶2下端的大下端板3，大橡胶2、大上端板1和大下端板3通过硫化形成一个整体；增强体包括小橡胶5，设置有小橡胶5上端的摩擦板4，设置在小橡胶5下端的下支座6，小橡胶5、摩擦板4和下支座6通过硫化形成一个整体；本实用新型中摩擦板4与大上端板1通过合理选材，具有非常低的摩擦系数，对本实用新型的横向刚度影响较小，使得本实用新型保留了现有沙漏弹簧水平刚度和横向刚度小、横向变形大的优点，并且具有垂向刚度非线性强和垂向自振频率小的优点；通过调整摩擦板4、小橡胶5和下支座6硫化而成的增强体的结构尺寸，小载荷时摩擦板4不与大上端板1相接触，大载荷时摩擦板4与大上端板1相接触提供反力增加垂向刚度，降低了沙漏弹簧垂向自振频率的差异和减少了空载至大载荷间的垂向变形量；本实用新型充分保留现有沙漏弹簧优势的同时，通过内置增强体实现了辅助弹簧垂向非线性，满足垂向自振频率低和空载至满载垂向变形小这一矛盾要求，并且不需进行复杂的装配和连接，具有较高的安全性和可靠性。
实施例二，与实施例一的不同之处在于，大下端板3上开设有用于安装增强体的中心沉孔，下支座6上设置有与沉孔相对应的凸台，将主体和增强体组合连接固定形成一个整体，拆装方便，并减小了制造的复杂性。
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 (2)
1.一种轨道交通用非线性橡胶沙漏弹簧，其特征在于，包括本体和增强体；所述本体为中空结构，所述增强体设置在所述本体的中空结构内；所述本体包括大橡胶，设置在所述大橡胶上端的大上端板，设置在所述大橡胶下端的大下端板，所述大橡胶、大上端板和大下端板通过硫化形成一个整体；所述增强体包括小橡胶，设置于所述小橡胶上端的摩擦板，设置在所述小橡胶下端的下支座，所述小橡胶、摩擦板和下支座通过硫化形成一个整体。
2.如权利要求1所述的一种轨道交通用非线性橡胶沙漏弹簧，其特征在于，所述大下端板上开设有用于安装增强体的中心沉孔，所述下支座上设置有与所述沉孔相对应的凸台，将主体和增强体组合连接固定形成一个整体。
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