CN206606025U - 一种橡胶衬套及使用该衬套的横向稳定杆系统和客车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种橡胶衬套及使用该衬套的横向稳定杆系统和客车，橡胶衬套包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，所述芯轴上同轴设置有铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。由于内金属骨架的存在，芯轴扭转变形较小时，只有内橡胶层变形，橡胶衬套提供小侧倾刚度，橡胶衬套处于低刚度区。当芯轴扭转变形较大时，外橡胶层也出现变形，橡胶衬套则提供大侧倾刚度，橡胶衬套则处于高刚度区，提升橡胶衬套径向及扭转疲劳，并提高橡胶衬套的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种橡胶衬套及使用该衬套的横向稳定杆系统和客车。
背景技术
在轴孔配合的运动部件中，为减少轴或孔的磨损，通常配有衬套。与金属衬套相比，橡胶衬套属于典型的非线性材料，因而用橡胶衬套制作而成的弹性元件在刚度性能方面也会表现出非线性。比如，如图1所示，刚弹簧在使用极限内，其载荷与变形的比值（即刚度）是一个常数（即线性变化），而橡胶弹性元件则不同，如图2所示，其载荷与变形的比值（即刚度）是不断变化的（即非线性变化）。
现有橡胶衬套的结构授权公告号为CN203186015U、名称为用于汽车悬架A型摆臂的连接衬套，包括内金属轴套支承件、外金属轴套支承件及作为中间变形件的橡胶支承件，其中，橡胶支承件为实心结构。也有如申请公布号为CN102166932A、名称为汽车悬架系统的摆臂总成衬套，包括金属外骨架、金属内骨架和位于内外骨架之间的橡胶层，橡胶层作为中间变形层实现衬套的弹性变形，三者通过硫化相互粘接成一体，橡胶层上开设有轴向贯通的通孔。这些橡胶衬套在使用时表现出明显的非线性，其性能也能基本满足各种工况的使用要求。
将上述橡胶衬套作为横向稳定杆吊杆衬套应用在横向稳定杆系统中，U形的横向稳定杆安装在车桥上，横向稳定杆两端分别通过吊杆与车架上设有的支架传动连接，吊杆下端与横向稳定杆连接、另一端通过吊杆衬套与支架连接。横向稳定杆系统主要是在车体侧倾较大时提供较大的扭转阻力，用于提高汽车抗侧倾性能。选用橡胶衬套作为吊杆衬套不仅了保证吊杆与支架的转动装配，并且，在车辆倾角较大时，橡胶衬套可有效提高横向稳定杆刚度性能，提高横向稳定杆系统的抗侧倾性能。虽然现有的橡胶衬套也为非线性的变化，但其非线性变化程度较小，在车体侧倾角度迅速变化时，一般橡胶衬套的刚度变化跟不上车体侧倾的突变，影响横向稳定杆的抗侧倾性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种橡胶衬套，以解决现有技术中橡胶衬套刚度非线性变化程度较小进而跟不上车体侧倾突变的技术问题；同时，本实用新型还提供一种使用上述橡胶衬套的横向稳定杆系统和客车。
为实现上述目的，本实用新型所提供的橡胶衬套的技术方案是：一种橡胶衬套，包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，所述芯轴上同轴设置有铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。
所述内金属骨架为内金属套。
所述芯轴为轴套结构，所述铰接结构为同轴固设于芯轴内孔中的铰接套或铰接轴，所述芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，鼓形轴套段的内侧面与所述铰接套或铰接轴之间留有缓冲间隙。
所述内橡胶层和所述内金属骨架上具有与所述鼓形轴套段对应的外突变形段。
本实用新型所提供的使用上述橡胶衬套的横向稳定杆系统的技术方案是：横向稳定杆系统，包括用于安装在车桥上的横向稳定杆、用于安装在车架上的稳定杆支架及稳定杆吊杆，稳定杆吊杆一端与横向稳定杆铰接、另一端通过橡胶衬套与稳定杆支架连接，橡胶衬套包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，外金属骨架与所述稳定杆支架固定连接，所述芯轴上同轴设有与所述稳定杆吊杆铰接连接的铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。
所述内金属骨架为内金属套。
所述芯轴为轴套结构，所述铰接结构为同轴固设于芯轴内孔中的铰接套或铰接轴，所述芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，鼓形轴套段的内侧面与所述铰接套或铰接轴之间留有缓冲间隙。
本实用新型所提供的使用上述横向稳定杆系统的客车的技术方案是：客车，包括车桥、车架和横向稳定杆系统，横向稳定杆系统包括安装在车桥上的横向稳定杆、安装在车架上的稳定杆支架及稳定杆吊杆，稳定杆吊杆一端与横向稳定杆铰接、另一端通过橡胶衬套与稳定杆支架连接，橡胶衬套包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，外金属骨架与所述稳定杆支架固定连接，所述芯轴上同轴设有与所述稳定杆吊杆铰接连接的铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。
所述内金属骨架为内金属套。
所述芯轴为轴套结构，所述铰接结构为同轴固设于芯轴内孔中的铰接套或铰接轴，所述芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，鼓形轴套段的内侧面与所述铰接套或铰接轴之间留有缓冲间隙。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的橡胶衬套中，芯轴上同轴设有铰接结构，位于芯轴和外金属骨架之间的中间变形层包括内、外橡胶层及布置在两橡胶层之间的内金属骨架，利用芯轴的铰接结构与对应横向稳定杆系统中的稳定杆吊杆装配，在车辆起伏较小时，横向稳定杆出现微小摆动，铰接结构使得稳定杆吊杆与橡胶衬套之间存在一定转动余量，此时，芯轴不会扭转，橡胶衬套处于零刚度区，不会因为车桥轻微的起伏波动而影响到车架，提高舒适性。车辆出现侧倾时，横向稳定杆变形增大，稳定杆吊杆继续转动直至与橡胶衬套形成刚性配合，稳定杆吊杆将带动橡胶衬套的芯轴产生扭转，这种扭转变形会使得橡胶衬套产生相应变形。由于内金属骨架的存在，在车辆出现小侧倾时，芯轴扭转变形小，只有内橡胶层变形，橡胶衬套提供小侧倾刚度，橡胶衬套处于低刚度区，提高车辆乘坐舒适性、当车辆出现大侧倾时，芯轴扭转变形大，外橡胶层也出现变形，橡胶衬套则提供大侧倾刚度，橡胶衬套则处于高刚度区，提高车辆行驶安全性，提升橡胶衬套径向及扭转疲劳，并提高橡胶衬套的使用寿命。
附图说明
图1为现有的刚弹簧的载荷与变形曲线图；
图2为现有的橡胶弹性元件的载荷与变形曲线图；
图3为本实用新型所提供的具有横向稳定杆系统的客车的一种实施例的结构示意图；
图4为图3中吊杆与支架连接结构示意图；
图5为图4中橡胶衬套的结构示意图；
图6为图5所示橡胶衬套的剖视图；
图7为图5所示橡胶衬套的刚度曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型所提供的具有横向稳定杆系统的客车的具体实施例，如图3至图7所示，该实施例中的客车包括车架1和通过空气悬挂系统安装在车架上的车桥6，为提高整车抗侧倾性能，在车桥和车架之间设有横向稳定杆系统，该横向稳定杆系统包括安装在车桥上的横向稳定杆5、安装在车架上的稳定杆支架2及稳定杆吊杆4，横向稳定杆5整体上呈U形，横向稳定杆包括中间横杆和一体布置在中间横杆两端的端部纵杆，横向稳定杆5结构与现有技术中汽车上的横向稳定杆结构相同，在此不再赘述。稳定杆支架2固设在车架1上，稳定杆吊杆4的下端与横向稳定杆5的端部纵杆铰接、另一端通过橡胶衬套3与稳定杆支架2连接。
橡胶衬套3的结构如图5、图6所示，橡胶衬套3包括由内向外硫化固定在一起的芯轴9、中间变形层及外金属骨架7，外金属骨架7为与稳定杆支架2固定连接的外金属套，芯轴9具体为空心的轴套结构，芯轴9的内孔中同轴设有作为铰接结构的铰接套10，橡胶衬套3通过穿装在铰接套中的销轴10与稳定杆吊杆4连接。
橡胶衬套3的中间变形层包括内橡胶层11、外橡胶层12及布置在内外橡胶层之间的作为内金属骨架的内金属套8，内橡胶层11硫化固定在芯轴9上，内金属套8硫化固定在内橡胶层11上，外橡胶层12硫化固定在内金属套8上，外金属骨架7硫化固定在外橡胶层12上。
并且，为增加硫化面积，提高橡胶衬套疲劳，芯轴9的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段91，在鼓形轴套段91的内侧面与铰接套之间留有缓冲间隙13。对应的，内橡胶层11和内金属套8上具有与鼓形轴套段91对应的外突变形段。
本实施例所提供的横向稳定杆系统中，稳定杆吊杆通过橡胶衬套与支架连接，车辆在通过坑洼路面时，当车辆起伏较小时，横向稳定杆的端部纵杆会出现微小摆动，由于橡胶衬套通过销轴与吊杆连接，销轴可在铰接套中转动，此时，橡胶衬套处于零刚度区S1，不会因为车桥轻微的起伏波动而影响到车架，提高舒适性。
车辆出现侧倾时，横向稳定杆变形增大，稳定杆吊杆继续转动直至通过销轴与橡胶衬套形成刚性配合，稳定杆吊杆将通过销轴带动橡胶衬套的芯轴产生扭转，这种扭转变形会使得橡胶产生相应的变形。由于内金属套的存在，在车辆出现小侧倾时，只有内橡胶层变形，橡胶衬套提供小侧倾刚度，橡胶衬套处于低刚度区S2，提高车辆乘坐舒适性、当车辆出现大侧倾时，外橡胶层也出现变形，橡胶衬套则提供大侧倾刚度，橡胶衬套则处于高刚度区S3，提高车辆行驶安全性，提升橡胶衬套径向及扭转疲劳，并提高橡胶衬套的使用寿命。
而且，本实施例种，芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，不仅可增大硫化面积，而且，通过改善芯轴结构受力，预留缓冲间隙，有效提高橡胶衬套疲劳性，避免橡胶衬套提前损坏，产生车辆异响，提升橡胶衬套使用寿命。
本实施例中，橡胶衬套的内金属骨架为内金属套，在其他实施例中，内金属骨架也可为金属框架结构。
本实施例中，芯轴上同轴设置的铰接结构为用于与销轴配套使用的铰接套，在其他实施例中，芯轴上的铰接结构也可为布置在芯轴内孔中的铰接轴。
本实施例中，芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，在其他实施例中，芯轴也可采用现有技术中橡胶衬套的芯轴。
本实用新型还提供一种橡胶衬套的实施例，该实施例中的橡胶衬套的结构与上述客车实施例中的橡胶衬套的结构相同，在此不再赘述。
橡胶衬套不仅可应用在横向稳定杆系统中，还可应用在汽车的横向或纵向推力杆上。
本实用新型还提供一种横向稳定杆系统的实施例，该实施例中的横向稳定杆系统与上述客车实施例中的横向稳定杆系统的结构相同，在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种橡胶衬套，包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，其特征在于：所述芯轴上同轴设置有铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内、外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。
2.根据权利要求1所述的橡胶衬套，其特征在于：所述内金属骨架为内金属套。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶衬套，其特征在于：所述芯轴为轴套结构，所述铰接结构为同轴固设于芯轴内孔中的铰接套或铰接轴，所述芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，鼓形轴套段的内侧面与所述铰接套或铰接轴之间留有缓冲间隙。
4.根据权利要求3所述的橡胶衬套，其特征在于：所述内橡胶层和所述内金属骨架上具有与所述鼓形轴套段对应的外突变形段。
5.横向稳定杆系统，包括用于安装在车桥上的横向稳定杆、用于安装在车架上的稳定杆支架及稳定杆吊杆，稳定杆吊杆一端与横向稳定杆铰接、另一端通过橡胶衬套与稳定杆支架连接，橡胶衬套包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，外金属骨架与所述稳定杆支架固定连接，其特征在于：所述芯轴上同轴设有与所述稳定杆吊杆铰接连接的铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。
6.根据权利要求5所述的横向稳定杆系统，其特征在于：所述内金属骨架为内金属套。
7.根据权利要求5或6所述的横向稳定杆系统，其特征在于：所述芯轴为轴套结构，所述铰接结构为同轴固设于芯轴内孔中的铰接套或铰接轴，所述芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，鼓形轴套段的内侧面与所述铰接套或铰接轴之间留有缓冲间隙。
8.客车，包括车桥、车架和横向稳定杆系统，横向稳定杆系统包括安装在车桥上的横向稳定杆、安装在车架上的稳定杆支架及稳定杆吊杆，稳定杆吊杆一端与横向稳定杆铰接、另一端通过橡胶衬套与稳定杆支架连接，橡胶衬套包括由内向外硫化固定在一起的芯轴、中间变形层及外金属骨架，外金属骨架与所述稳定杆支架固定连接，其特征在于：所述芯轴上同轴设有与所述稳定杆吊杆铰接连接的铰接结构，中间变形层包括内橡胶层、外橡胶层及布置在内外橡胶层之间的内金属骨架，内橡胶层硫化固定在芯轴上，内金属骨架硫化固定在内橡胶层上，外橡胶层硫化固定在内金属骨架上。
9.根据权利要求8所述的客车，其特征在于：所述内金属骨架为内金属套。
10.根据权利要求8或9所述的客车，其特征在于：所述芯轴为轴套结构，所述铰接结构为同轴固设于芯轴内孔中的铰接套或铰接轴，所述芯轴的中间部位向外突起以形成鼓形轴套段，鼓形轴套段的内侧面与所述铰接套或铰接轴之间留有缓冲间隙。
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