CN207140711U - 一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，包括球形轴、轴承球碗和弹性体，轴承球碗外壁与弹性体硫化成一体，还包括安装于轴承球碗两侧的钢质挡圈、外钢套和防尘罩，外钢套两端向内翻边形成内沿，防尘罩安装于钢质挡圈上，特殊在于：所述球形轴为空心钢管球销，采用无缝圆钢管，轴承球碗为胀断的对壳，轴承球碗对壳经钢丝卡簧紧箍于钢管球销球面体外；安装时外钢套翻边封挡住两侧钢质挡圈，形变的外钢套、钢质挡圈、轴承球碗共同构成全封闭的牢固钢构型腔，对弹性体形成全封闭包裹。本实用新型的汽车推力杆橡胶衬套总成，具有减轻产品重量、节约钢铁资源、降低成本、提高产品使用寿命诸多优点。

Description

一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成

技术领域

本实用新型涉及一种推力杆的橡胶衬套总成，具体涉及一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成。

背景技术

汽车推力杆橡胶衬套总成，亦称推力杆橡胶球铰、扭力胶芯，是用于车架、车桥与平衡悬架的核心连接部件，其主要功能是减震、旋转和扭转及连接。

目前，公知的万向球式推力杆橡胶衬套总成，它一般由中球轴、中球轴外具有与球面相配合的回转球碗、球碗外具有橡胶弹性体、外钢套、以及在球碗两侧安装的钢挡板和防尘罩构成。如公开号为CN203793059U的“全包裹型万向球式推力杆橡胶衬套总成”的实用新型专利，这种结构的推力杆橡胶衬套，由于采用了中球轴和回转体球碗，具有一定的三维空间回转自由度，另外还采用了由中球轴和两侧挡板以及和推力杆孔壁共同构成的全包裹技术，具有一定的科学性。但其不足之处是：其球碗由润滑塑料注塑成型，材料强度和刚度不高，很难应对来自中球轴球面体径向和轴向的大幅冲击载荷，容易破碎，耐磨性差，产品使用寿命因此而变短；其次，它的全包裹是由橡胶衬套产品与推力杆筒内壁两者共同形成全包裹，而且必须在推力杆筒轴向两侧增加卡簧，才能实现全包裹，一是增加了推力杆筒的宽度，由此而增加了推力杆的材料成本和车削卡簧槽的生产工序成本，二是压装橡胶衬套和更换橡胶衬套变得不方便，有不足之处；另外，它的中球轴为实心钢铁锻造结构，不具备节能降耗和汽车减重之社会效益，存在较大缺陷。

公告号为CN 201872560U的“一种推力杆橡胶衬套”的实用新型专利，虽然采用了包裹技术，但其是局部包裹，不是全部包裹，具有一定的不足；其采用实心球形轴，没有达到减重的效果；而且没有采用球面滑动回转体，轴向旋转和径向扭转的三维空间回转自由度受限，容易产生胶体撕裂和脱胶之不足，产品使用寿命短。

公告号为CN 201494270U的“一种重型汽车平衡悬架推力杆接头总成”的实用新型专利，采用非金属工程塑料万向球碗，材料强度和刚性不高，容易破碎，不耐磨；球形轴采用实心钢铁材料，不符合汽车轻量化发展趋势，无减重效果；没有采用全包裹，橡胶弹性体易溃烂，胶体易窜出挡板，产品使用寿命低等缺陷。

发明内容

为克服现有技术的不足，适应汽车轻量化发展要求，提高产品的使用寿命，本实用新型提出了一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成。

为此本实用新型的技术方案为，一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，包括球形轴、轴承球碗、弹性体，轴承球碗外壁与弹性体硫化成一体，还包括安装于轴承球碗两侧的钢质挡圈、外钢套、防尘罩，外钢套的两端向内翻边形成内沿，防尘罩安装于钢质挡圈上，其特征在于：所述的球形轴为空心钢管球销，轴承球碗为胀断的对壳，轴承球碗对壳经钢丝卡簧紧箍于钢管球销的球面体外；在安装状态下，通过冲压外钢套封挡住两侧钢质挡圈，外钢套、钢质挡圈、轴承球碗共同构成全封闭的牢固钢构型腔，对弹性体形成全封闭包裹。

进一步的改进在于：空心钢管球销，采用无缝钢管。

进一步的改进在于：弹性体采用橡胶弹性体。

有益效果：

本轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成发明中，采用无缝钢管，热压成中空的钢管球销，与以往的热锻实心球形轴相比，减少了钢材消耗，大幅减轻了产品重量，实现了产品的轻量化；同时，采用高频电加热工艺，与热锻实心球销相比，环保且能耗低，生产效率高，达到节能减排、节约钢材资源的社会效益；以国内常用的φ65×φ40-150的实心球销为例，其球销净重1.8kg，本钢管球销壁厚7mm，经CAD建模分析，减重约0.9kg，重量减轻幅度达50%，按一车副12只计算，减重达10kg之多，减少社会钢材消耗10kg，降低了产品成本，且社会经济效益显著。

通过外钢套、钢挡圈、轴承球碗三者共同构成的封闭型腔，对橡胶弹性体形成全封闭包裹，使橡胶弹性体不易脱胶、开裂，橡胶膨胀能力和弹性减震阻尼能力也大幅提高；正是由于全封闭结构，即使橡胶弹性体发生溃烂，也无法溢出封闭的钢构型腔，弹性体仍能减震，产品也能坚持再使用一段时间，从而间接的延长了本橡胶衬套的使用寿命。

外钢套的卷边产生全封包效果，无需在推力杆筒内一端开设卡簧槽和在另一端增加内沿，简化了推力杆筒形状，使推力杆筒总宽度变窄，降低了钢铁材料消耗，杆筒加工工艺也因此而简化，提高了生产效率，同时也简化了橡胶衬套的压装工艺。

采用橡胶弹性体可用浇注型硫化聚氨酯、注塑型聚氨酯、注射硫化型天然橡胶等多种弹性体生产工艺，使产品生产更加多途径化，简单便捷，提高了社会经济效益。

附图说明

图1是本实用新型轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成的结构简图。

图2是本实用新型的空心钢管球销前视图。

图3是本实用新型的空心钢管球销侧视图。

图4是本实用新型安装于推力杆筒后的减震、旋转示意图。

图5是本实用新型安装于推力杆筒后的减震、旋转、扭转示意图。

图6是现有技术全包裹型万向球式推力杆橡胶衬套总成的结构简图。

图7是现有技术一种重型汽车平衡悬架推力杆接头总成的结构简图。

图中所示：1、钢管球销；1a、钢管球销的圆管体部分；1b、钢管球销的球面体部分；1c、钢管球销的矩形体部分；2、轴承球碗；3、弹性体；4、外钢套；5、钢丝卡簧一；6、挡圈；7、钢丝卡簧二；8、防尘罩；9、弹簧；10、钢套。

具体实施方式

本实用新型如图1、图2、图3所示。

一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，进一步描述本实用新型如下：先先对无缝钢管1a高频电加热，模具热墩成型钢管球销的球面体1b，然后模具热压成型钢管球销的矩形体1c，最终成型空心钢管球销A，对钢管球销A热处理、机加削磨；轴承球碗2采用轴承钢材料，经热处理、机加削磨，开设油槽，用胀断工艺形成对壳；用钢丝卡簧5将轴承球碗对壳2紧箍于钢管球销A上，点焊钢丝卡簧5的环接头，使轴承球碗2不易松动；清洁去污轴承球碗2外壁，在轴承球碗2外壁注射硫化橡胶弹性体3；模具冲压或油压外钢套4，并预留出与推力杆筒径的过盈配合量，卷边成型并封挡住挡圈6和轴承球碗2及橡胶弹性体3；灌注润滑油脂；安装防尘罩8和钢丝卡簧7及弹簧9，至此，轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，生产完工。

因钢管球销A，采用无缝钢管热压成型，比同体积的实心球销相比，大幅度减轻了球销的重量；由于对钢管球销A采取了热处理及机加削磨球面体等工艺，其材料硬度、刚性、以及冲击强度和耐磨性，大幅提升，产品的可靠性得以满足。

本实用新型中，形变的外钢套4、钢挡圈6、轴承球碗2三者共同形成对橡胶弹性体3的全封闭包裹，使橡胶弹性体3不易脱胶、开裂，橡胶膨胀能力和弹性减震阻尼能力也得以大幅提高；正是由于全封闭结构，橡胶弹性体3即使发生溃烂，也无法溢出由外钢套4、钢挡圈6、轴承球碗2共同构成的全封闭钢构型腔，弹性体3仍然能够发挥减震作用，产品也还能坚持使用一段时间，从而间接的提高了本橡胶衬套的使用寿命。

由于外钢套4的内壁与轴承球碗2的外壁是轴向圆柱面平行布局，避免了以往在球面体1b上直接硫化橡胶弹性体3，而造成的冲击应力过于集中于球面体1b上之不足，使橡胶减震受力面积大幅增大，且冲击应力均衡，使弹性体3因使用而溃烂的时间延迟。

因为采用全包裹结构，橡胶弹性体3可采用浇注型硫化聚氨酯、注塑型聚氨酯、注射硫化型天然橡胶等多种弹性体生产工艺，使产品生产更加多途径化，简单便捷，提高了社会经济效益；因为外钢套4的卷边产生全封包效果，无需在推力杆筒内一端开设卡簧槽和在另一端增加内沿，简化了推力杆筒形状，使推力杆筒总宽度变窄，降低了钢铁材料消耗，杆筒加工工艺也因此而简化，提高了生产效率，同时也简化了橡胶衬套的压装工艺。

另外，在轴承球碗2采用轴承钢材料，同样经热处理工艺，其材料硬度、刚性、以及耐冲击强度和耐磨性大幅提高；且内壁增设油槽，并经削磨，灌注润滑油脂后，通过防尘罩8的密封，减少了钢管球销A与轴承球碗2的滑动磨损，提高了产品使用寿命；由于采用了球面体万向滑动结构，使橡胶衬套产品具有360度自由回转功能，能应对车辆在各种崎岖路面颠簸行驶的复杂扭振减震工况下的苛刻要求。

如图4、图5所示，将本橡胶衬套总成过盈压装于推力杆筒内。当车辆行驶，车架、车桥及平衡悬架会产生前后冲击、上下跳动、及左右摆动三种力；橡胶衬套总成也将因此而受到轴向、径向冲击载荷，以及轴向旋转和轴向扭转等载荷。当发生冲击载荷时，钢管球销A刚性压迫轴承球碗2，轴承球碗2沿着两侧挡圈6的内壁做径向滑动压缩橡胶弹性体3，由于橡胶弹性体3的自然弹性属性，实现减震功能；更者，由轴承球碗2、外钢套4和两侧挡圈6三者构成的全封闭钢构型腔的约束作用，使橡胶弹性体3产生更大的膨胀力，使减震功效更好，这是全包裹橡胶减震的优异之处；当冲击载荷减弱或消失时，橡胶弹性体3又恢复原状。当车桥、车架及平衡悬架发生上下跳动、及左右摆动作用于橡胶衬套总成时，钢管球销A和轴承球碗2，沿着球面体1b，发生360度自由旋转、扭转滑动功能，从而应对车辆各种工况条件下行驶的复杂力矩载荷要求。

比较图1和图6、图7得知，轴承球碗2、外钢套4和两侧挡圈6三者构成全封闭钢构型腔，结构上的改变实现了对弹性体3的全包裹，使得产品的减震功效更优、使用寿命更长、维修率更低。

Claims (3)

1.一种轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，包括球形轴（1）、轴承球碗（2）和弹性体（3），轴承球碗（2）外壁与弹性体（3）硫化成一体，还包括安装于轴承球碗（2）两侧的钢质挡圈（6）、外钢套（4）和防尘罩（8），外钢套（4）的两端向内翻边形成内沿，防尘罩（8）安装于钢质挡圈（6）上，其特征在于：所述球形轴（1）为空心钢管球销（A），轴承球碗（2）为胀断的对壳，轴承球碗（2）对壳经钢丝卡簧（5）紧箍于钢管球销的球面体外；在安装状态下，外钢套（4）内沿封挡住两侧钢质挡圈（6），外钢套（4）、钢质挡圈（6）、轴承球碗（2）共同构成全封闭的牢固钢构型腔，对弹性体（3）形成全封闭包裹。

2.根据权利要求1所述的轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，其特征是：所述空心钢管球销（A）采用空心无缝钢管。

3.根据权利要求1所述的轻量化全包裹推力杆橡胶衬套总成，其特征是：所述弹性体(3)为橡胶弹性体。