CN205639447U - 一种橡胶关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种橡胶关节。所述橡胶关节包括由内向外依次套装设置的芯轴、橡胶部和外套；所述橡胶部内设有两个用于存储磁流体的空腔，在芯轴上开设有用于连通两个空腔的流道；所述橡胶关节上装有用于改变磁流体流动阻力的电磁发生装置。本实用新型结构简单、设计合理，从自身结构变刚度跨越到了电控制变刚度，从而使橡胶关节的刚度调节更为精准，可满足低频正常载荷时橡胶关节低刚度利于车辆曲线通过的要求，又能避免高频、大载荷时橡胶大变形的风险。

Description

一种橡胶关节

技术领域

本实用新型涉及一种橡胶关节，尤其适用于轨道车辆领域。

背景技术

目前现有变刚度橡胶关节多采空-实相结构，如图1所示，即橡胶关节采用局部挖空结构，这种结构简单，易实现，且已批量化生产。但目前该结构存在的主要问题为橡胶关节空-实相过渡部位易产生疲劳裂纹，影响橡胶件产品的寿命，对行车安全存在隐患，并且该结构橡胶件刚度变化单一。

中国专利CN 201210145647.4公开了一种带液体阻尼橡胶关节动刚度调节方法及橡胶关节，该橡胶关节结构包括金属外套、橡胶关节、节流通道调节装置等部分，具体结构为橡胶关节外表面设置适当的孔，经在其外表面压装金属外套后形成封闭的空腔，空腔设置于橡胶关节芯轴与外套相对运动方向上，对称分布于橡胶关节轴线的两侧，两个空腔之间通过节流通道相连，这样在橡胶关节的芯轴与外套做相对运动时，芯轴两侧的空腔一侧体积减小，另一侧体积增加，促使体积减小的一侧的液态阻尼介质通过小孔流向体积增大的一侧，液态阻尼介质通过节流通道时由于阻尼作用，产生阻尼力。节流通道可通过调节装置改变其大小，以达到调节阻尼力，得到所需的动刚度。这种结构易产生疲劳裂纹、且刚度变化单一，亟需进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种橡胶关节，该橡胶关节在满足橡胶件使用的基础上，致力于橡胶关节刚度可调节，延长橡胶件的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种橡胶关节，包括由内向外依次套装设置的芯轴、橡胶部和外套；所述橡胶部内设有两个用于存储磁流体的空腔，在芯轴上开设有用于连通两个空腔的流道；其结构特点是，所述橡胶关节上装有用于改变磁流体流动阻力的电磁发生装置。

所述电磁发生装置为产生电磁来调节磁流体通过流道时的运动粘度的装置。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

根据本实用新型的一个实施例，所述芯轴上开有安装孔，所述电磁发生装置固定在该安装孔内。优选地，所述安装孔为沿芯轴轴向布置的通孔。

为了方便加注磁流体，所述芯轴上还设有与流道连通的流体加注孔。

优选地，所述橡胶部分别与所述芯轴和外套硫化粘接相连。

为了便于根据橡胶关节变形量来调整橡胶关节的刚度，所述橡胶关节上装有用于检测橡胶关节变形量的位移传感器，该位移传感器通过信号线与所述电磁发生装置相连。

优选地，所述流道为垂直于芯轴轴向贯通设置，且数量为多个。

优选地，两个空腔对称设置在芯轴两侧。

为了方便调整磁流体的粘度，所述安装孔为两个，两个安装孔对应设置在相应空腔的内侧。

藉由上述结构，本实用新型通过采用橡胶关节内部设置流体回路，并根据液态流体的流动性、不可压缩性特点，实现橡胶关节随载荷变化产生刚度的变化，同时流道内可采用磁流体并辅以电控制，通过改变橡胶关节外部磁场力的大小，实现流体在流道内部流动阻力的控制，可有效实现橡胶关节刚度的调节。因流道布置在橡胶关节内部，且充满流体，流体的流动性可缓解橡胶关节因交变载荷产生过早疲劳，从而提高产品的寿命。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、设计合理，从自身结构变刚度跨越到了电控制变刚度，从而使橡胶关节的刚度调节更为精准，可满足低频正常载荷时橡胶关节低刚度利于车辆曲线通过的要求，又能避免高频、大载荷时橡胶大变形的风险。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1是现有一种橡胶关节的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的结构原理图；

图3是本实用新型一个实施例的外形图；

图4是本实用新型所述芯轴的结构示意图；

图5是图3的后视图；

图6是本实用新型一个实施例垂直于芯轴轴向的截面图。

具体实施方式

一种橡胶关节，如图3和5所示，主要包括芯轴7、橡胶部6和外套5三部分，芯轴和外套通过橡胶硫化工艺实现粘结。如图2和4所示，所述芯轴上设有安装孔2、流体加注孔3和流道4，其中安装孔2用于安装电磁发生装置，流体加注孔3用于橡胶关节内腔磁流体的补给与封装，流道4用于流体的流通。所述橡胶部6上设置两个空腔1，两个空腔1之间通过流道连通，橡胶关节两侧端面设有流体加注孔。其中橡胶部的两空腔与芯轴流道连通，实现两空腔的连通。因流体为磁流体，电磁装置原理为通过改变电流的大小使产生磁力的大小发生变化，进而通过磁力的变化使磁流体的粘度产生变化，从而增大磁流体的流动阻力，提高橡胶关节的刚度。

以下根据一个以两空腔布置在橡胶关节纵向为例，对橡胶关节变刚度原理进行如下阐释：

1） 当橡胶关节纵向承受低频冲击载荷时，橡胶关节一侧橡胶部受压，因液态流体具有不可压缩性能，空腔内的流体会通过流道流入另一侧空腔，此时橡胶关节呈现较低的纵向刚度；

2） 当橡胶关节纵向承受高频冲击载荷时，橡胶关节一侧橡胶部受压，因高频冲击，流体在流道内承受较大阻力，空腔内流体不能及时通过流道泄压，使橡胶关节刚度瞬间增大；

3） 当橡胶关节纵向承受较大载荷，同时限制橡胶关节产生较大变形（即较大刚度）时，需在芯轴安装孔内穿入电磁装置，通过橡胶关节的变形量来调节电磁装置的磁力大小。因内部磁流体受外部磁力的影响，可瞬间提高流道流体流动阻力，使橡胶关节的刚度瞬间提高，由此，通过磁力的变化影响磁流体的粘度（流动阻力），从而调整橡胶关节的刚度；

在制造本实用新型的橡胶关节时，先在芯轴7上加工出流道4、流体加注孔3、电磁装置安装孔2等，详见图2-4；所述橡胶部设计带空腔的模具，通过橡胶硫化工艺，将橡胶部与芯轴和外套硫化、粘结；然后将电生磁装置，穿入芯轴安装孔内，连接车辆外部电路。本实用新型的橡胶关节实际应用时还可以增设位移传感器，根据检测橡胶关节的变形量，调整电路电流的大小，从而改变磁力的大小，对进而改变磁流体的流动阻力，对橡胶关节刚度实现变刚度调节。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种橡胶关节，包括由内向外依次套装设置的芯轴（7）、橡胶部（6）和外套（5）；所述橡胶部（6）内设有两个用于存储磁流体的空腔（1），在芯轴（7）上开设有用于连通两个空腔（1）的流道（4）；其特征在于，所述橡胶关节上装有用于改变磁流体流动阻力的电磁发生装置。

2.根据权利要求1所述的橡胶关节，其特征在于，所述芯轴（7）上开有安装孔（2），所述电磁发生装置固定在该安装孔（2）内。

3.根据权利要求2所述的橡胶关节，其特征在于，所述安装孔（2）为沿芯轴（7）轴向布置的通孔。

4.根据权利要求1-3之一所述的橡胶关节，其特征在于，所述芯轴（7）上还设有与流道（4）连通的流体加注孔（3）。

5.根据权利要求1-3之一所述的橡胶关节，其特征在于，所述橡胶部（6）分别与所述芯轴（7）和外套（5）硫化粘接相连。

6.根据权利要求1-3之一所述的橡胶关节，其特征在于，所述橡胶关节上装有用于检测橡胶关节变形量的位移传感器，该位移传感器通过信号线与所述电磁发生装置相连。

7.根据权利要求1-3之一所述的橡胶关节，其特征在于，所述流道（4）为垂直于芯轴（7）轴向贯通设置，且数量为多个。

8.根据权利要求1-3之一所述的橡胶关节，其特征在于，两个空腔（1）对称设置在芯轴（7）两侧。

9.根据权利要求2或3所述的橡胶关节，其特征在于，所述安装孔（2）为两个，两个安装孔（2）对应设置在相应空腔（1）的内侧。