CN204512265U - 一种转向架用二次变刚度横向止挡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转向架用二次变刚度横向止挡，包括顶板、设置在顶板一侧侧面上的顶板凸台、弹性橡胶体和底座板，其硫化成一体，弹性橡胶体是中空的，顶板凸台从弹性橡胶体一端插入，顶板凸台与弹性橡胶体内腔形成M状上型面；在底座板的一侧侧面上设置有凹槽，在底座板凹槽底面上设置有底座板凸出部一和底座板凸出部二，其形成M状下型面；底座板凸出部一和底座板凸出部二从弹性橡胶体的另外一端插入，M状上型面和M状下型面之间形成M状间隙，通过弹性橡胶体内腔与底座板凸出部一和底座板凸出部二相紧贴接触来实现第一次变刚度，通过顶板凸台与底座板凹槽底面相紧贴接触来实现第二次变刚度。本实用新型能提高车辆的舒适性和安全性。

Description

一种转向架用二次变刚度横向止挡

技术领域

本实用新型涉及一种转向架用横向止挡，尤其涉及一种转向架用二次变刚度横向止挡，属于机车车辆减振降噪技术领域。

背景技术

横向止挡是常用的一种减振降噪元件，常用于机车车辆的一系悬挂和二系悬挂上，主要作用是缓冲车体与转向架的横向载荷，防止过曲线时转向架与车体的横向位移过大及保证车辆运行时具有良好的横向平稳性。

随着机车车辆技术的发展，特别是高铁动车组、城轨、地铁和低地板车技术的发展，对横向止挡的动力学性能提出了更高的要求。但是，现有横向止挡不能明显变刚度，或只能实现一次变刚度，难以实现不同承载下特定位移的能力，动力学性能不太好，在一定程度上影响车辆的舒适性和安全性。

申请公布号为CN 103244589A，申请公布日为2013年8月14日的中国发明专利公开了一种止挡，采用内、外止挡组合结构，所述外止挡由金属顶板、弹性体橡胶、用于将所述弹性体橡胶隔开的两层或两层以上的金属隔板和金属底板依次通过硫化制作成，所述内止挡放入外止挡的中间空腔内且其与外止挡通过粘结、过盈压入或螺纹销方式装配到一起，所述每层被金属隔板隔开的弹性体橡胶的纵截面侧部均设置为凹槽结构，所述凹槽结构包括圆弧型凹槽底边，与所述圆弧型凹槽底边相连的对称的两个凹槽斜侧边，与所述凹槽斜侧边相连的对称的两个圆弧过渡段，与所述圆弧过渡段相连的对称的两个凹槽斜顶边；通过设置所述被金属隔板隔开的弹性体橡胶的层数和所述圆弧型凹槽底边的圆弧直径来控制刚度拐点位置，通过设置所述凹槽斜侧边与水平线的夹角度数和所述凹槽斜侧边长度来控制刚度拐点之后的刚度上升趋势。

授权公告号为CN203702956U，授权公告日为2014年7月9日的中国实用新型专利公开了一种整体双峰式变刚度橡胶止挡，其包括中部设置有金属止挡块的金属底板，所述金属止挡块和金属底板是一体的；双峰式弹性橡胶体，其设置在所述金属底板的上部，且所述双峰式弹性橡胶体的双峰分别位于所述金属止挡块的两侧；耐磨板，其设置在所述双峰式弹性橡胶体的双峰顶部；所述中部设置有金属止挡块的金属底板、双峰式弹性橡胶体和耐磨板是整体硫化而成的。

上述专利文献中的止挡均只能实现一次变刚度，因此无法解决上述技术问题。

综上，如何设计一种转向架用横向止挡，使其具有二次变刚度特性，能够实现不同承载下特定位移的能力，提高车辆的舒适性和安全性是急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种转向架用二次变刚度横向止挡，其能够实现不同承载下特定位移的能力，提高车辆的舒适性和安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种转向架用二次变刚度横向止挡，包括顶板、设置在所述顶板一侧侧面上的顶板凸台、弹性橡胶体和底座板，所述顶板、顶板凸台、弹性橡胶体和底座板硫化成一体，所述弹性橡胶体是中空的，顶板凸台从弹性橡胶体一端插入到弹性橡胶体的内腔中，使得弹性橡胶体一端与顶板一侧侧面以及顶板凸台的侧面紧贴接触，位于弹性橡胶体内腔中的顶板凸台与位于所述顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔形成M状上型面；在所述底座板的一侧侧面上设置有凹槽，在底座板凹槽底面上设置有底座板凸出部一和底座板凸出部二，底座板凸出部一和底座板凸出部二以及位于所述底座板凸出部一和底座板凸出部二之间的底座板凹槽底面形成M状下型面；所述底座板凸出部一和底座板凸出部二从弹性橡胶体的另外一端插入到弹性橡胶体的内腔中，使得弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽紧贴接触，底座板凸出部一和底座板凸出部二分别位于顶板凸台的两侧，所述M状上型面和M状下型面之间形成M状间隙，通过M状上型面中的弹性橡胶体内腔与M状下型面中的底座板凸出部一和底座板凸出部二相紧贴接触来实现横向止挡的第一次变刚度，通过M状上型面中的顶板凸台与M状下型面中的底座板凹槽底面相紧贴接触来实现横向止挡的第二次变刚度。

优选的，所述M状上型面包括位于弹性橡胶体内腔中的顶板凸台的端面和位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔面,位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔面关于顶板凸台对称设置，在M状上型面中，每侧的弹性橡胶体内腔面由内到外依次包括弹性橡胶体内腔水平表面和弹性橡胶体内腔倾斜表面，所述弹性橡胶体内腔倾斜表面是从顶板到底座板朝逐渐远离顶板凸台的方向倾斜的，所述顶板凸台的端面设置为端部平面；M状下型面与M状上型面相对应匹配，在M状下型面中，所述底座板凸出部一和底座板凸出部二的顶部均设置成顶部平面以对应M状上型面中的弹性橡胶体内腔水平表面，所述底座板凸出部一和底座板凸出部二的外侧部均设置成凸出部外斜面以对应M状上型面中的弹性橡胶体内腔倾斜表面，所述底座板凹槽底面设置成平底面以对应M状上型面中的顶板凸台的端面的端部平面，其中，所述弹性橡胶体内腔水平表面与顶部平面之间的距离小于顶板凸台的端面的端部平面与底座板凹槽的平底面之间的距离。

优选的，所述顶板和顶板凸台为分体结构，在所述顶板一侧面上设置有凸出部，在所述顶板凸台的一端上设置有与顶板凸出部相匹配的凹槽，在顶板凸台的凹槽中开有螺纹孔；将所述顶板凸出部插入卡合到顶板凸台凹槽中后，通过连接螺栓穿过顶板拧入到顶板凸台凹槽的螺纹孔中从而将所述顶板和顶板凸台连接起来。

优选的，在所述顶板凸台凹槽的螺纹孔与连接螺栓之间还设置有螺纹紧固胶层。

优选的，在所述弹性橡胶体的两外侧部上均开有凹槽。

优选的，在所述底座板凹槽的侧面顶部位置上还设置有一个槽口部，弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽以及槽口部紧贴接触。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过结构设计，实现了在工作中的二次变刚度过程，本实用新型的前期刚度较小，易于变形，使得列车在过弯道等情况下实现必要的车体横向位移时阻力小；中期刚度提高，在一定程度上延缓了车体的横向位移；后期刚度陡增，完全限制车体进一步的横向位移，从而使得本实用新型既具有良好的承载可靠性，又能提供良好的动力学性能，提高了车辆的舒适性和安全性；顶板凸出部与顶板凸台凹槽相配合的结构设计既对顶板与顶板凸台的组装起到了定位作用，提高了产品的加工效率，又避免了产品中的连接螺钉在工作中承受过大的纵向剪切力而断裂，有效的保证了顶板与顶板凸台之间的连接可靠性；将弹性橡胶体的两外侧部设置成向内的凹槽面，减小了橡胶的应力应变，提高了弹性橡胶体的使用寿命；通过底座板凹槽侧面顶部的槽口部设置，避免了硫化过程中弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽相接触处的开胶现象，进一步提高了弹性橡胶体的使用寿命；另外，本实用新型组装简单，生产便捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的俯视结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构示意图；

图3为沿图2中B-B线的剖视结构示意图；

图4为图2中C部的放大结构示意图；

图5为本实用新型实施例1的刚度曲线图；

图6为图2中K部的放大结构示意图；

图7为本实用新型实施例2的俯视结构示意图；

图8为沿图7中L-L线的剖视结构示意图；

图9为图8中N部的放大结构示意图；

图中：1. 顶板，2. 顶板凸台，3. 弹性橡胶体，4. 底座板，5. M状上型面，6. 底座板凹槽底面，7. 底座板凸出部一，8. 底座板凸出部二，9. M状下型面，10. M状间隙，11. 安装孔，12. 凸出部，13. 螺纹孔，14. 连接螺栓，15. 螺纹紧固胶层，16. 凹槽，17. 底座板凹槽，18. 槽口部，D. 顶板凸台的端面，E. 弹性橡胶体内腔水平表面，F. 弹性橡胶体内腔倾斜表面，G. 顶部平面，H. 凸出部外斜面，I. 平底面，J. 作用力。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例1：如图1至图3所示，一种转向架用二次变刚度横向止挡，包括顶板1、设置在所述顶板1一侧侧面上的顶板凸台2、弹性橡胶体3和底座板4，所述顶板1、顶板凸台2、弹性橡胶体3和底座板4硫化成一体，所述弹性橡胶体3是中空的，顶板凸台2从弹性橡胶体3一端插入到弹性橡胶体3的内腔中，使得弹性橡胶体3一端与顶板1一侧侧面以及顶板凸台2的侧面紧贴接触，位于弹性橡胶体内腔中的顶板凸台2与位于所述顶板凸台两侧的弹性橡胶体3内腔形成M状上型面5；在所述底座板4的一侧侧面上设置有凹槽，在底座板凹槽底面6上设置有底座板凸出部一7和底座板凸出部二8，底座板凸出部一7和底座板凸出部二8以及位于所述底座板凸出部一7和底座板凸出部二8之间的底座板凹槽底面6形成M状下型面9；所述底座板凸出部一7和底座板凸出部二8从弹性橡胶体3的另外一端插入到弹性橡胶体3的内腔中，使得弹性橡胶体3的另外一端与底座板凹槽紧贴接触，底座板凸出部一7和底座板凸出部二8分别位于顶板凸台2的两侧，所述M状上型面5和M状下型面9之间形成M状间隙10，通过M状上型面中的弹性橡胶体3内腔与M状下型面中的底座板凸出部一7和底座板凸出部二8相紧贴接触来实现横向止挡的第一次变刚度，通过M状上型面中的顶板凸台2与M状下型面中的底座板凹槽底面6相紧贴接触来实现横向止挡的第二次变刚度。从俯视方向看，所述顶板1、顶板凸台2、弹性橡胶体3和底座板4均为矩形状，横向止挡硫化成型后，弹性橡胶体3一端的端面与顶板1一侧侧面紧贴接触，所述弹性橡胶体3一端的内腔面与顶板凸台2的侧面紧贴接触，顶板凸台2的端面与位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体3内腔面构成了M状上型面。弹性橡胶体3另外一端的端面与底座板凹槽底面6紧贴接触，弹性橡胶体3另外一端的侧面与底座板凹槽侧面紧贴接触，底座板凸出部一7和底座板凸出部二8以及位于所述底座板凸出部一和底座板凸出部二之间的底座板凹槽底面6处在弹性橡胶体3内腔中的位置。顶板1为耐磨板，可采用尼龙，聚四氟乙烯或其他材料，底座板4、底座板凸出部一7和底座板凸出部二8是一体的，其均采用金属材料。在金属底座板4上还开有安装孔11，横向止挡安装时，通过螺栓穿过金属底座板上的安装孔11将横向止挡连接到转向架上，安装好后，横向止挡的顶板1与车体接触。

如图2、图4和图5所示，所述M状上型面包括位于弹性橡胶体内腔中的顶板凸台的端面D和位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔面,位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔面关于顶板凸台对称设置，在M状上型面中，每侧的弹性橡胶体内腔面由内到外（即按照从弹性橡胶体内腔到弹性橡胶体外部的方向）依次包括弹性橡胶体内腔水平表面E和弹性橡胶体内腔倾斜表面F，所述弹性橡胶体内腔倾斜表面F是从顶板1到底座板4朝逐渐远离顶板凸台2的方向倾斜的，所述顶板凸台的端面D设置为端部平面；M状下型面与M状上型面相对应匹配，在M状下型面中，所述底座板凸出部一7和底座板凸出部8二的顶部均设置成顶部平面G以对应M状上型面中的弹性橡胶体内腔水平表面E，所述底座板凸出部一7和底座板凸出部二8的外侧部均设置成凸出部外斜面H以对应M状上型面中的弹性橡胶体内腔倾斜表面F，所述底座板凹槽底面6设置成平底面I以对应M状上型面中的顶板凸台的端面D的端部平面，平底面I与顶板凸台的端面D的端部平面相配合形成硬止挡，其中，所述弹性橡胶体内腔水平表面E与顶部平面G之间的距离小于顶板凸台的端面D的端部平面与底座板凹槽的平底面I之间的距离，以保证当弹性橡胶体内腔水平表面E与凸出部的顶部平面G相接触形成横向止挡的第一次变刚度时，顶板凸台的端面D的端部平面与底座板凹槽的平底面I之间还没有接触，其之间还有间隙，从而保证横向止挡的第二次变刚度能顺利进行。

本实施例的二次变刚度过程如下：当横向止挡的顶板1受到车体的作用力J时，M状上型面中两侧的弹性橡胶体内腔倾斜表面F与M状下型面中底座板凸出部一7和底座板凸出部二8的凸出部外斜面H开始逐渐接触，横向止挡的刚度开始逐渐增加，在图5中的刚度曲线中表示为S1段，同时，M状上型面中的顶板凸台2也朝着M状下型面中的底座板凹槽底面6移动，M状间隙10逐渐减小；随着作用力J逐渐加大，M状上型面中两侧的弹性橡胶体内腔水平表面E与M状下型面中底座板凸出部一和底座板凸出部二的凸出部顶部平面G接触，此时，实现横向止挡的第一次变刚度，在图5中的刚度曲线中表示为S2点，随着作用力J继续加大，横向止挡的的刚度继续加大，在图5中的刚度曲线中表示为S3段，M状上型面中的顶板凸台2也朝着M状下型面中的底座板凹槽底面6继续移动，M状间隙10继续逐渐减小；当M状上型面中的顶板凸台的端面D与M状下型面中的底座板凹槽底面I相接触时，此时，实现横向止挡的第二次变刚度，在图5中的刚度曲线中表示为S4点。通过上述横二次变刚度过程，使得本实施例的前期刚度较小，易于变形，使得列车在过弯道等情况下实现必要的车体横向位移时阻力小；中期刚度提高，在一定程度上延缓了车体的横向位移；后期刚度陡增，完全限制车体进一步的横向位移，从而使得本实施例既具有良好的承载可靠性，又能提供良好的动力学性能，提高了车辆的舒适性和安全性。

如图2和图6所示，所述顶板1和顶板凸台2为分体结构，在所述顶板1一侧面上设置有凸出部12，在所述顶板凸台2的一端上设置有与顶板凸出部12相匹配的凹槽，在顶板凸台的凹槽中开有螺纹孔13；将所述顶板凸出部12插入卡合到顶板凸台2凹槽中后，通过连接螺栓14穿过顶板1拧入到顶板凸台凹槽的螺纹孔13中从而将所述顶板1和顶板凸台2连接起来。顶板凸台2与顶板凸台凹槽相配合一是起到定位作用，便于顶板1与顶板凸台2之间的组装，另外一个作用是避免了连接螺栓14承受过大的纵向剪切力而断裂，有效的保证了连接的可靠性。顶板凸台凹槽的螺纹孔和连接螺栓均设置有四个。

在所述顶板凸台凹槽的螺纹孔13与连接螺栓14之间还设置有螺纹紧固胶层15。制造横向止挡时，先通过连接螺栓14将顶板1与顶板凸台2组装在一起，然后再与弹性橡胶体3硫化成一体，硫化完成后，再将连接螺栓14拧出来，在拧出的连接螺栓14上涂抹上螺纹紧固胶，最后在将连接螺栓14重新拧入到顶板凸台凹槽的螺纹孔13中，这样避免了顶板和顶板凸台之间松动，进一步有效的保证了顶板和顶板凸台之间的连接可靠性。

实施例2：如图7至图9所示，与实施例1相比，不同之处在于：在所述弹性橡胶体3的两外侧部上均开有凹槽16，使得所述弹性橡胶体的两外侧部均形成向内的凹槽面，两侧的凹槽16关于顶板凸台2对称的设置在弹性橡胶体3的两外侧部上。当顶板受到车体的作用力压迫弹性橡胶体时，弹性橡胶体的两外侧部会向外鼓出，这样会造成弹性橡胶体的两外侧部处的应力变大，缩短橡胶体的使用寿命，将弹性橡胶体的两外侧部设置成向内的凹槽面，能够减小橡胶的应力应变，提高弹性橡胶体的使用寿命。

在所述底座板凹槽17的侧面顶部位置上还设置有一个槽口部18，弹性橡胶体3的另外一端与底座板凹槽17以及槽口部18紧贴接触。槽口部18类似台阶状，其沿底座板凹槽17的周向设置在底座板凹槽117的侧面顶部位置上。制造过程中，当弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽处硫化成一体时，在底座板凹槽的侧面顶部位置处往往容易开胶，从而影响了弹性橡胶体的使用寿命，在本实施例中，在此处开了一个槽口，使得弹性橡胶体的另外一端从与底座板凹槽的底面、底座板凹槽的侧面接触一直延伸到与底座板凹槽侧面顶部的槽口部接触，这样就避免了硫化过程中弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽相接触处的开胶现象，进一步提高了弹性橡胶体的使用寿命。

综上所述，本实用新型通过结构设计，实现了在工作中的二次变刚度过程，本实用新型的前期刚度较小，易于变形，使得列车在过弯道等情况下实现必要的车体横向位移时阻力小；中期刚度提高，在一定程度上延缓了车体的横向位移；后期刚度陡增，完全限制车体进一步的横向位移，从而使得本实用新型既具有良好的承载可靠性，又能提供良好的动力学性能，提高了车辆的舒适性和安全性；顶板凸出部与顶板凸台凹槽相配合的结构设计既对顶板与顶板凸台的组装起到了定位作用，提高了产品的加工效率，又避免了产品中的连接螺钉在工作中承受过大的纵向剪切力而断裂，有效的保证了顶板与顶板凸台之间的连接可靠性；将弹性橡胶体的两外侧部设置成向内的凹槽面，减小了橡胶的应力应变，提高了弹性橡胶体的使用寿命；通过底座板凹槽侧面顶部的槽口部设置，避免了硫化过程中弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽相接触处的开胶现象，进一步提高了弹性橡胶体的使用寿命；另外，本实用新型组装简单，生产便捷。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对其的限制。有关领域的有关技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换。因此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种转向架用二次变刚度横向止挡，包括顶板、设置在所述顶板一侧侧面上的顶板凸台、弹性橡胶体和底座板，所述顶板、顶板凸台、弹性橡胶体和底座板硫化成一体，其特征在于：所述弹性橡胶体是中空的，顶板凸台从弹性橡胶体一端插入到弹性橡胶体的内腔中，使得弹性橡胶体一端与顶板一侧侧面以及顶板凸台的侧面紧贴接触，位于弹性橡胶体内腔中的顶板凸台与位于所述顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔形成M状上型面；在所述底座板的一侧侧面上设置有凹槽，在底座板凹槽底面上设置有底座板凸出部一和底座板凸出部二，底座板凸出部一和底座板凸出部二以及位于所述底座板凸出部一和底座板凸出部二之间的底座板凹槽底面形成M状下型面；所述底座板凸出部一和底座板凸出部二从弹性橡胶体的另外一端插入到弹性橡胶体的内腔中，使得弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽紧贴接触，底座板凸出部一和底座板凸出部二分别位于顶板凸台的两侧，所述M状上型面和M状下型面之间形成M状间隙，通过M状上型面中的弹性橡胶体内腔与M状下型面中的底座板凸出部一和底座板凸出部二相紧贴接触来实现横向止挡的第一次变刚度，通过M状上型面中的顶板凸台与M状下型面中的底座板凹槽底面相紧贴接触来实现横向止挡的第二次变刚度。

2.根据权利要求1所述的转向架用二次变刚度横向止挡，其特征在于：所述M状上型面包括位于弹性橡胶体内腔中的顶板凸台的端面和位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔面,位于顶板凸台两侧的弹性橡胶体内腔面关于顶板凸台对称设置，在M状上型面中，每侧的弹性橡胶体内腔面由内到外依次包括弹性橡胶体内腔水平表面和弹性橡胶体内腔倾斜表面，所述弹性橡胶体内腔倾斜表面是从顶板到底座板朝逐渐远离顶板凸台的方向倾斜的，所述顶板凸台的端面设置为端部平面；M状下型面与M状上型面相对应匹配，在M状下型面中，所述底座板凸出部一和底座板凸出部二的顶部均设置成顶部平面以对应M状上型面中的弹性橡胶体内腔水平表面，所述底座板凸出部一和底座板凸出部二的外侧部均设置成凸出部外斜面以对应M状上型面中的弹性橡胶体内腔倾斜表面，所述底座板凹槽底面设置成平底面以对应M状上型面中的顶板凸台的端面的端部平面，其中，所述弹性橡胶体内腔水平表面与顶部平面之间的距离小于顶板凸台的端面的端部平面与底座板凹槽的平底面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的转向架用二次变刚度横向止挡，其特征在于：所述顶板和顶板凸台为分体结构，在所述顶板一侧面上设置有凸出部，在所述顶板凸台的一端上设置有与顶板凸出部相匹配的凹槽，在顶板凸台的凹槽中开有螺纹孔；将所述顶板凸出部插入卡合到顶板凸台凹槽中后，通过连接螺栓穿过顶板拧入到顶板凸台凹槽的螺纹孔中从而将所述顶板和顶板凸台连接起来。

4.根据权利要求3所述的转向架用二次变刚度横向止挡，其特征在于：在所述顶板凸台凹槽的螺纹孔与连接螺栓之间还设置有螺纹紧固胶层。

5.根据权利要求1所述的转向架用二次变刚度横向止挡，其特征在于：在所述弹性橡胶体的两外侧部上均开有凹槽。

6.根据权利要求1所述的转向架用二次变刚度横向止挡，其特征在于：在所述底座板凹槽的侧面顶部位置上还设置有一个槽口部，弹性橡胶体的另外一端与底座板凹槽以及槽口部紧贴接触。