CN207842947U - 一种适用于标准动车组的转臂节点 - Google Patents

Abstract

一种适用于标准动车组的转臂节点，包括转臂节点外套，转臂节点内套，硫化体橡胶体和芯轴，其中转臂节点的转臂节点外套，转臂节点内套，硫化体橡胶体分成两个硫化体组合体，再与芯轴压装组合在一起，两个硫化组合体的相互对装在芯轴上，且通过外套与内套的相对位置实现转臂节点硫化体橡胶体预压缩，其特征在于：转臂节点通过对转臂节点硫化体同时实施径向压缩和轴向压缩来有效提高产品抗疲劳性能，调整转臂节点径、轴向刚度；同时在转臂节点内设置轴向限位装置和过载保护装置，通过轴向限位装置防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置防止转臂节点过载运行。

Description

一种适用于标准动车组的转臂节点

技术领域

本实用新型涉及到一种提高车辆动力学性能的系统部件，具体涉及到一种高速动车组转臂节点，主要用于我国标准动车组的转向架一系减振系统。属轨道交通车辆关键部件制造技术领域。

背景技术

为了真正形成我们国家自主的统一高铁标准技术，我国在2012年开始就提出了要建立中国自己的标准动车组。所谓中国标准动车组：简称标动，指中国标准体系占主导地位的动车组（在254项重要标准中，各种中国标准占84%），其功能标准和配套轨道的施工标准都高于欧洲标准和日本标准，具有鲜明而全面的中国特征；这也指在面对多样化CRH的环境里（包括四大引进类型和中国自主设计的CRH6），对中国动车组实行标准化（统一化）设计以互联互通。这种新研制的新型动车组又增加兼容性、不脱轨等大批特点，因此形成了鲜明而全面的中国特征，被冠名动车组中国标准（华标），代表目前世界动车组技术的先进标准体系。

研制中国标准动车组的主要目的在于：

1、科研创新、技术攻关的需要。加强高速铁路关键技术的科学研究和技术攻关，使中国高铁技术保持世界领先水平。

2、统一标准，降低成本的需要。针对不同型号的动车组，建立统一的技术标准体系，实现动车组在服务功能、运用维护上的统一，提高效率，降低成本。

为了适应中国标准动车组的要求，对包括转向架及转向架整体减振系统在内的许多重要部件都需要重新进行设计和研究；其中，安装于一系转臂之中，用于转臂定位柔性连接，传递纵向力的转臂节点就是其中之一。转臂节点也称轴箱定位节点，为列车A类关键部件，其性能直接影响车辆运动稳定性，转臂节点因纵向刚度和偏转刚度过大很容易导致轮对磨损。根据轴箱弹簧的位置，转臂式定位又可以分为轴顶弹簧式和跨坐弹簧式定位两种。标准动车组转向架采用的就是轴顶弹簧式定位，该轴箱弹簧座在轴箱体的顶部，其中心线与轮对中心线在一个平面中，起主要的垂向承载作用。转臂节点安装于一系转臂之中时，定位转臂一端与圆筒形的轴箱体固接，另一端通过橡胶弹性制作的转臂节点与焊在构架上的安装座相连接。转臂节点容许轴箱相对构架有较大的垂向位移，但转臂节点中的橡胶可以提供给轴箱定位系统不同的横向和纵向定位刚度，以适应铁道车辆对于一系定位的纵、横两个方向的不同弹性定位刚度的要求。但是现有中国动车组在高速行驶中会产生很大的轴向冲击，而现有的转臂节点存在纵向刚度和偏转刚度过大，转臂节点在正常工作状态下容易出现疲劳，且在转臂与车体之间轴向力的作用下，容易出现转臂节点松动，导致轴向蹿动，这样将很容易使得转臂节点的橡胶体出现疲劳，轮对磨损加重，因此急有待加以解决。

通过专利检索没发现有与本实用新型相同技术的专利文献报道，与本实用新型有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN200510031727.7，名称为“一种组合式球铰类橡胶弹性元件轴向预压缩方法及产品” 的发明专利，该专利公开了一种组合式球铰类橡胶弹性元件轴向预压缩方法及产品，属于一种球铰类橡胶弹性元件，包括金属外套、弹性橡胶体、金属内套和芯轴，其特点在于球铰类橡胶弹性元件的金属外套、弹性橡胶体和金属内套为相互独立的二段式组合结构，整个球铰类橡胶弹性元件是由两个独立的金属外套、弹性橡胶体、金属内套组合构成的弹性体在芯轴上轴向组合起来的，球铰类橡胶弹性元件的弹性橡胶体预压缩应力是通过调整金属外套与金属内套相互间轴向位置实现的。弹性橡胶体预压缩应力可以是金属内套为轴向分离的二段，通过轴向压缩金属内套，调整金属内套在芯轴上的轴向位置产生弹性橡胶体预压缩应力。

2、专利申请号为CN200520051167.7，名称为“ 一种组合式球铰类橡胶弹性元件”实用新型专利，该专利公开了一种组合式球铰类橡胶弹性元件，属于一种球铰类橡胶弹性元件，包括金属外套、弹性橡胶体、金属内套和芯轴，其特点在于球铰类橡胶弹性元件的金属外套、弹性橡胶体和金属内套为相互独立的二段式组合结构，整个球铰类橡胶弹性元件是由两个独立的金属外套、弹性橡胶体、金属内套组合体在芯轴上轴向组合起来的，球铰类橡胶弹性元件的弹性橡胶体预压缩应力是通过调整金属外套与金属内套相互间轴向位置实现的。弹性橡胶体预压缩应力可以是金属内套为轴向分离的二段，通过轴向压缩金属内套，调整金属内套在芯轴上的轴向位置产生弹性橡胶体预压缩应力。

3、专利号为CN201510707088.5， 名称为“调整橡胶层预压缩量改变转臂节点刚度的方法及转臂节点”的发明专利，该专利公开了一种调整橡胶层预压缩量改变转臂节点刚度的方法，为通过调整转臂节点橡胶层预压缩量防止轴箱轴承磨损的方法，采用两节锥形内孔转臂节点组合结构，通过增加转臂节点橡胶层预压缩量来改变转臂节点不同的轴向刚度性能，并通过增加转臂节点橡胶层预压缩量来提高转臂节点轴向刚度，使得轴向刚度控制在6-8KN.mm-1，避免偏转刚度和扭转刚度下降，有效降低车轴轴承磨损。

4、专利号为CN201510706982.0， 名称为“通过改变转臂节点结构尺寸调整刚度的方法及转臂节点”的发明专利，该专利公开了一种通过改变转臂节点结构尺寸调整刚度的方法，为通过调整转臂节点结构尺寸改善转臂节点刚度匹配性能的方法，采用两节锥形内孔转臂节点组合结构，并通过改变转臂节点橡胶型面尺寸和转臂节点内套和外套的直径尺寸来改变转臂节点的刚度性能，使得转臂节点的纵向刚度和偏转刚度下降。通过橡胶型面尺寸和转臂节点内套和外套的直径尺寸的匹配调整转臂节点的刚度，使得转臂节点的纵向刚度和偏转刚度下降，保证转臂节点的纵向刚度控制在11-13KN.mm-1，并通过控制纵向刚度降低偏转刚度，同时通过增加轴向刚度，保证转臂节点的轴向刚度控制在6-8KN.mm-1范围之内，保证扭转刚度不下降。

上述这些专利虽然都涉及到了转臂节点，其中还有的专门提出了改进转臂节点预压缩量改变转臂节点刚度的技术方案，但所提出技术改进方案未提出如何针对中国标准动车组的要求改进转臂节点，因此转臂节点纵向刚度和偏转刚度过大，转臂节点在正常工作状态下容易出现松动，导致橡胶体出现疲劳，转臂节点轴向蹿动，使得轮对磨损加重的问题仍然存在，有待进一步加以研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有转臂节点纵向刚度和偏转刚度过大，转臂节点在正常工作状态下容易出现松动，导致橡胶体出现疲劳，转臂节点轴向蹿动，使得车辆轮对磨损加重等问题，提出一种提高转臂节点整体抗疲劳性能的新的转臂节点，该新的转臂节点通过改变转臂节点的结构和调整方法来改善转臂节点的整体性能，在保证转臂节点的变刚度情况下，有效提高转臂节点整体抗疲劳性能，从而使得转臂节点达到标准动车组转向架动力学性能的要求。

为了达到这一目的，本实用新型提供了一种适用于标准动车组的转臂节点，包括转臂节点外套，转臂节点内套，硫化体橡胶体和芯轴，其中转臂节点的转臂节点外套，转臂节点内套，硫化体橡胶体分成两个硫化体组合体，再与芯轴压装组合在一起，两个硫化组合体的相互对装在芯轴上，且通过外套与内套的相对位置实现转臂节点硫化体橡胶体预压缩，其特点在于，在转臂节点内设置轴向限位装置和过载保护装置，通过轴向限位装置防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置保障列车稳定运行。

进一步地，所述的通过对转臂节点硫化体橡胶体同时实施了径向预压缩和轴向预压缩，有效保证产品在列车正常运行过程中同时受到纵向力、横向力时橡胶体不受拉伸，有效提高产品整体寿命。

进一步地，所述的转臂节点外套是由两个硫化体的外套对装，且两个外套相连接的端面为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起；转臂节点的外套先相互通过子口配装在一起，再通过压力机压入径向挤压工装，使得转臂节点整体形成径向预压缩；径向压缩的范围为硫化体橡胶层厚度的5%-15%。

进一步地，所述的轴向限位包括转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定，通过转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定实现防止转臂节点运行过程中的轴向窜动。

进一步地，所述的转臂节点外套限定是将两个硫化体的外套对装，且两个外套相连接的端面为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起；所述的三段式凸凹子口相配的三段式台阶结构中的转臂节点硫化体两外套相配端面的靠外套外侧的外配合面部分组装后相互接触在一起，而靠外套内侧的内配合面部分组装后相互端面不接触，留有间隙，且将子口位置设置在靠近芯轴的整个结合面的下三分之一位置，以保证外套相配在一起的时候，外套的三段式外配合面部分没有间隙，且具有比内配合面部分更长的接触面，方便控制外套的长度和防止脏污物存留在外套的缝隙中。

进一步地，所述的内套限定包括在组装前，硫化体外套与内套在轴向存在高度差，内套在轴向方向高出外套一段；组装后，内套与芯轴压装使得硫化体内套端面与芯轴的台阶面平齐，实现轴向预压缩后永久保持内套与芯轴台阶面平齐，有效防止两个硫化体轴向预压缩量不一致带来的轴向蹿动；所述的硫化体橡胶件限定是通过调整可调式L型两段式橡胶结构，实现在内外套分别压入到转臂和车架后，在保证转臂节点刚度匹配需求的情况下，内套和外套的外端面轴向平齐。所述的调整可调式L型两段式橡胶结构是调节L型橡胶体Lr部分长度主要提供径向方向刚度，La部分长度主要提供轴向方向刚度，通过调节Lr和La长度的比例及其角度A1，A2可有效调节产品径、轴向刚度匹配关系，实现小径、轴比匹配关系，且该匹配关系大范围内可控。所述的转臂节点的径、轴刚度比例可实现40：12及17.5：10。

进一步地，所述的芯轴限定包括在芯轴上设置轴向限位硬止挡，控制内套的轴向压缩距离，保证内套轴向预压缩后，不会出现两个硫化体轴向压缩不一致及过度压缩；同时保证内套轴向预压缩后，芯轴台阶面与内套轴向外端面平齐。所述的芯轴为阶梯轴，阶梯轴与内套相配的一段的长度为内套的长度，使得内套轴向预压缩后内套外端面与芯轴阶梯端面平齐，控制内套的蹿动。

进一步地，所述的载保护装置是在芯轴上设置两个止挡，分别挡住内套往芯轴中间移动，并在两个径向止挡之间的芯轴上径向挖出一个环形槽，使得在芯轴与硫化体组件之间形成一个空间，同时对两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸，使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴之间的距离控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离；当过载发生时，通过使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴接触形成过载保护。

进一步地，所述的两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴之间的距离控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离控制在3mm-8mm之间。

进一步地，所述的芯轴上径向挖出一个环形槽的槽边口与两个硫化体外套往环形槽内延伸凸台分别有倒角，当两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸部分伸入到环形槽内时，避免出现尖角碰撞，同时保护硫化体组件的橡胶体。

本实用新型的优点在于：

本实用新型是在经过对转臂节点的整体改进，转臂节点通过对转臂节点硫化体同时实施径向预压缩和轴向预压缩来有效提高产品疲劳可靠性并调整转臂节点径、轴向刚度；同时在转臂节点内设置轴向限位装置和过载保护装置，通过轴向限位装置防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置保护转臂节点过载运行。这样具有如下一些优点：

1、转臂节点通过径向和轴向双向预压缩，使得转臂节点在径向、轴向承载时，具有可调整余量，有效防止橡胶出现拉伸状态，从而有效提高产品疲劳性能；

2、通过轴向限定装置能有效控制转臂节点运行中的轴向窜动，保证产品在正常工作状态下不出现松动，确保产品在轴向冲击时亦不出现窜动，从而减少轮对与轨道的磨耗，具有轴向防松、防窜功能，提高轮对的使用寿命；

3、可实现小径轴比匹配关系，且该匹配关系大范围内可控。目前已利用该设计方案实现40：12及17.5：10径轴刚度比例的转臂节点；

4、转臂节点组装后，由于设计有过载保护装置，芯轴与外套之间形成一定的间隙H，在产品径向承受冲击或者过载时，以适应载荷变化保护橡胶体不受破坏。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的转臂节点总体结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的硫化体结构示意图；

图3是本实用新型一个转臂节点过载保护装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本实用新型。

实施例一

附图给出了本实用新型一个实施例，从附图中可以看出，本实用新型涉及一种适用于标准动车组的转臂节点，包括转臂节点外套1，转臂节点内套2，硫化体橡胶体3和芯轴4，其中转臂节点的转臂节点外套1，转臂节点内套2，硫化体橡胶体3分成两个硫化体组合体5和6，再与芯轴4压装组合在一起，两个硫化组合体5和6相互对装在芯轴上，且通过转臂节点外套1与转臂节点内套2的相对位置实现转臂节点硫化体橡胶体预压缩，其特点在于，在转臂节点内设置轴向限位装置7和过载保护装置8，通过轴向限位装置7防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置8保护转臂节点过载运行。

所述的转臂节点外套1是由两个硫化体的外套对装组合形成，且两个外套相连接的端面9为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起；转臂节点的外套先相互通过子口13配装在一起，再通过压机压入径向挤压工装，使得转臂节点整体形成径向压缩；径向压缩的范围为硫化体橡胶层厚度的5%-15%。

所述的轴向限位装置7包括转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、转臂节点内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定，通过转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、转臂节点内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定实现防止转臂节点运行过程中的轴向窜动。

所述的转臂节点外套限定是将两个硫化体的外套对装，且两个外套相连接的端面为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起。

所述的三段式凸凹子口相配的三段式台阶结构中的转臂节点两外套相配端面的靠外套外侧的外配合面部分10通过子口13组装后相互接触在一起，而靠外套内侧的内配合面部分11组装后相互端面不接触，留有间隙，且将子口位置设置在靠近芯轴的整个结合面的下三分之一位置以内，以保证外套相配在一起的时候，外套的三段式外配合面部分没有间隙，且三段式外配合面部分10具有比内配合面部分更长的径向长度，方便控制外套的长度和防止相互之间的干涉，并避免脏污物存留在外套的缝隙中。转臂节点的外套压装在转臂内，转臂节点的外套先相互通过子口配装在一起，再通过压力机压入径向挤压工装，使得转臂节点整体形成径向预压缩；径向预压缩的范围为硫化体橡胶层厚度的5%-15%。

所述的转臂节点内套限定包括在组装前，转臂节点外套1与转臂节点内套2在轴向存在高度差，转臂节点内套2在轴向方向要高出外套一段；组装后，转臂节点内套2压缩后使得硫化体内套靠外面的端面与芯轴4的台阶面12平齐，实现轴向预压缩后永久保持转臂节点内套2的端面与芯轴4的台阶面12平齐，有效防止转臂节点内套2预压长度与芯轴4的台阶面12不一致带来的轴向蹿动。内套的轴向压缩量为硫化体橡胶层轴向厚度的5%-15%。

所述的硫化体橡胶体限定是通过调整可调式L型两段式橡胶结构，实现在内外套分别压入到转臂和车架后，在保证转臂节点刚度匹配需求的情况下，转臂节点内套2的外端面和芯轴台阶面轴向平齐。

所述的调整可调式L型两段式橡胶结构是调节L型橡胶体Lr部分长度主要提供径向方向刚度，La部分长度主要提供轴向方向刚度，通过调节Lr和La长度的比例及其角度A1，A2可有效调节产品径、轴向刚度匹配关系，实现小径轴比匹配关系，且该匹配关系大范围内可控。

所述的转臂节点的径轴刚度比例控制在40：12。

所述的芯轴限定包括在芯轴4上设置轴向限位硬止挡，控制转臂节点内套2的轴向压缩距离，实现两个硫化体轴向预压缩量一致，保证转臂节点内套2轴向预压缩后，不会出现过度压缩；同时保证转臂节点内套2轴向预压缩后，轴向外端面与芯轴轴向台阶面平齐。

所述的芯轴4为阶梯轴，阶梯轴与内套相配的一段的长度为转臂节点内套2的长度，使得转臂节点内套2轴向预压缩后转臂节点内套2外端面与芯轴阶梯端面平齐，控制内套的蹿动；阶梯轴整体长度为转臂节点卡在车体内的转臂的宽度，并保证转臂的转动留有间隙。

所述的过载保护装置8是在芯轴上设置两个径向止挡14，分别挡住内套往芯轴中间移动，并在两个径向止挡之间的芯轴上径向挖出一个环形槽15，使得在芯轴与硫化体组件之间形成一个空间，同时对两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸，使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴之间的距离H控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离；当过载发生时，通过使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴接触形成过载保护。

所述的两个硫化体外套相连接的端面径向与转臂节点外套1芯轴之间的距离H控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离控制在3mm-8mm之间。

所述的芯轴上径向挖出一个环形槽的槽边口与两个硫化体外套往环形槽15内延伸凸台分别有倒角16，当两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸部分伸入到环形槽内时，避免出现尖角碰撞，同时保护硫化体组件的橡胶体。

通过上述设计，使得本实施例的转臂节点在运行时能有效防止转臂节点的轴向蹿动，保证产品在正常工作状态下不出现松动，并确保产品在轴向冲击时亦不出现窜动，提高整体的抗疲劳性能，满足标准动车组的要求。

实施例二

实施例二与实施例一的结构基本一样，只是所控制的径轴向刚度比和过载保护装置设置有所不同，为另一种适用于标准动车组的转臂节点，包括转臂节点外套，转臂节点内套，硫化体橡胶体和芯轴，其中转臂节点的转臂节点外套，转臂节点内套，硫化体橡胶体分成两个硫化体组合体，再与芯轴压装组合在一起，两个硫化组合体的相互对装在芯轴上，且通过外套与内套的相对位置实现转臂节点硫化体橡胶体预压缩，其特点在于，转臂节点通过对转臂节点硫化体同时实施径向预压缩和轴向预压缩来有效提高产品抗疲劳性能；调整转臂节点径、轴向刚度；同时在转臂节点内设置轴向限位装置和过载保护装置，通过轴向限位装置防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置防止转臂节点过载运行。

所述的轴向限位包括转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定，通过转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定实现防止转臂节点运行过程中的轴向窜动。

所述的转臂节点外套限定是将两个硫化体的外套对装，且两个外套相连接的端面为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起。

所述的三段式凸凹子口相配的三段式台阶结构中的转臂节点两外套相配端面的靠外套外的外配合面部分组装后相互接触在一起，而靠外套内的内配合面部分组装后相互端面不接触，留有间隙，且将子口位置设置在靠近芯轴的整个结合面的下四分之一位置，以保证外套相配在一起的时候，外套的三段式外配合面部分没有间隙，且具有比内配合面部分更长的接触面，方便控制外套的长度和防止脏污物存留在外套的缝隙中。

所述的内套限定包括在组装前，硫化体外套与内套在轴向存在高度差，内套在轴向方向要高出外套一段；组装后，内套压缩后使得内套靠外面的端面与芯轴台阶面平齐，实现轴向预压缩后永久保持内套的外端面与芯轴台阶面平齐，有效防止轴向预压缩不一致带来的轴向蹿动。

所述的硫化体橡胶体限定是通过调整可调式L型两段式橡胶结构，实现转臂节点压入到转臂和车架后，在保证转臂节点刚度匹配需求的情况下，内套外端面与芯轴台阶面轴向平齐。

所述的调整可调式L型两段式橡胶结构是调节L型橡胶体Lr部分长度主要提供径向方向刚度，La部分长度主要提供轴向方向刚度，通过调节Lr和La长度的比例及其角度A1，A2可有效调节产品径、轴向刚度匹配关系，实现小径轴比匹配关系，且该匹配关系大范围内可控。

所述的转臂节点的径、轴刚度比例控制在17.5：10。

所述的芯轴限定包括在芯轴上设置轴向限位硬止挡，控制内套的轴向压缩距离，实现两个硫化体轴向预压缩量一致，保证内套轴向预压缩后，不会出现过度压缩；同时保证内套轴向预压缩后，内套轴向外端面与芯轴台阶面平齐。

所述的芯轴为阶梯轴，阶梯轴与内套相配的一段的长度为内套的长度，使得内套轴向预压缩后内套外端面与芯轴阶梯端面平齐，控制内套的蹿动。

所述的载保护装置是在芯轴上设置两个径向止挡，分别挡住内套往芯轴中间移动，并在两个径向止挡之间的芯轴上径向挖出一个环形槽，使得在芯轴与硫化体组件之间形成一个空间，同时对两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸，使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴之间的距离控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离；当过载发生时，通过使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴接触形成过载保护。

所述的两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴之间的距离控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离控制在6mm-8mm之间

上述所列实施例，只是结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的优点在于：

本实用新型是在经过对转臂节点的整体改进，转臂节点通过对转臂节点硫化体同时实施径向压缩和轴向压缩来有效提高产品抗疲劳性能；调整转臂节点径、轴向刚度；同时在转臂节点内设置轴向限位装置和过载保护装置，通过轴向限位装置防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置防止转臂节点过载运行。这样具有如下一些优点：

1、转臂节点通过径向和轴向双向预压缩，使得转臂节点在径向、轴向承载时，具有可调整余量，有效防止橡胶出现拉伸状态，从而提高产品疲劳性能；

2、通过轴向限定装置能有效控制转臂节点运行中的轴向窜动，保证产品在正常工作状态下不出现松动，确保产品在轴向冲击时亦不出现窜动，从而减少轮对与轨道磨耗，具有轴向防松、防窜功能，提高轮对及轨道的使用寿命；

3、可实现小径轴比匹配关系，且该匹配关系大范围内可控。目前已利用该设计方案实现40：12及17.5：10径轴刚度比例的转臂节点；

4、转臂节点组装后，由于设计有过载保护装置，芯轴与外套之间形成一定的间隙H，在产品径向承受冲击或者过载时，以适应载荷变化保护橡胶体不受破坏。

Claims (10)

1.一种适用于标准动车组的转臂节点，包括转臂节点外套（1），转臂节点内套（2），硫化体橡胶体（3）和芯轴（4），其中转臂节点的转臂节点外套（1），转臂节点内套（2），硫化体橡胶体（3）分成两个硫化体组合体（5）和（6），再与芯轴（4）压装组合在一起，两个硫化组合体（5）和（6）相互对装在芯轴上，且通过转臂节点外套（1）与转臂节点内套（2）的相对位置实现转臂节点硫化体橡胶体预压缩，其特征在于，在转臂节点内设置轴向限位装置（7）和过载保护装置（8），通过轴向限位装置（7）防止转臂节点运行过程中的轴向窜动，通过过载保护装置（8）保护转臂节点过载运行。

2.如权利要求1所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的转臂节点外套（1）是由两个硫化体的外套对装组合形成，且两个外套相连接的端面（9）为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起；转臂节点的外套先相互通过子口（13）配装在一起，再通过压机压入径向挤压工装，使得转臂节点整体形成径向压缩；径向压缩的范围为硫化体橡胶层厚度的5%-15%。

3.如权利要求2所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的轴向限位装置（7）包括转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、转臂节点内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定，通过转臂节点外套限定、硫化体橡胶体限定、转臂节点内套限定和/或芯轴限定四个方面的组合限定实现防止转臂节点运行过程中的轴向窜动。

4.如权利要求3所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的转臂节点外套限定是将两个硫化体橡胶体（3）的外套对装，且两个外套相连接的端面为三段式凸凹子口相配的台阶结构；其中一硫化体外套为凹式结构，另一硫化体外套为外凸结构，通过三段式凸凹子口过盈的配合组装连接在一起。

5.如权利要求4所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的三段式凸凹子口相配的三段式台阶结构中的转臂节点两外套相配端面的靠外套外侧的外配合面部分（10）通过子口（13）组装后相互接触在一起，而靠外套内侧的内配合面部分（11）组装后相互端面不接触，留有间隙，且将子口位置设置在靠近芯轴的整个结合面的下三分之一位置以内，以保证外套相配在一起的时候，外套的三段式外配合面部分没有间隙，且三段式外配合面部分（10）具有比内配合面部分更长的径向长度，方便控制外套的长度和防止相互之间的干涉，并避免脏污物存留在外套的缝隙中;转臂节点的外套压装在转臂内，转臂节点的外套先相互通过子口配装在一起，再通过压力机压入径向挤压工装，使得转臂节点整体形成径向预压缩；径向预压缩的范围为硫化体橡胶层厚度的5%-15%。

6.如权利要求3所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的转臂节点内套限定包括在组装前，转臂节点外套（1）与转臂节点内套（2）在轴向存在高度差，转臂节点内套（2）在轴向方向要高出外套一段；组装后，转臂节点内套（2）压缩后使得硫化体内套靠外面的端面与芯轴（4）的台阶面12平齐，实现轴向预压缩后永久保持转臂节点内套（2）的端面与芯轴（4）的台阶面（12）平齐，有效防止转臂节点内套（2）预压长度与芯轴（4）的台阶面（12）不一致带来的轴向蹿动;内套的轴向压缩量为硫化体橡胶层轴向厚度的5%-15%。

7.如权利要求3所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的硫化体橡胶体限定是通过调整可调式L型两段式橡胶结构，实现在内外套分别压入到转臂和车架后，在保证转臂节点刚度匹配需求的情况下，转臂节点内套（2）的外端面和芯轴台阶面轴向平齐。

8.如权利要求3所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的芯轴限定包括在芯轴（4）上设置轴向限位硬止挡，控制转臂节点内套（2）的轴向压缩距离，实现两个硫化体轴向预压缩量一致，保证转臂节点内套（2）轴向预压缩后，不会出现过度压缩；同时保证转臂节点内套（2）轴向预压缩后，轴向外端面与芯轴轴向台阶面平齐；所述的芯轴（4）为阶梯轴，阶梯轴与内套相配的一段的长度为转臂节点内套（2）的长度，使得转臂节点内套（2）轴向预压缩后转臂节点内套（2）外端面与芯轴阶梯端面平齐，控制内套的蹿动；阶梯轴整体长度为转臂节点卡在车体内的转臂的宽度，并保证转臂的转动留有间隙。

9.如权利要求2所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的过载保护装置（8）是在芯轴上设置两个径向止挡（14），分别挡住内套往芯轴中间移动，并在两个径向止挡之间的芯轴上径向挖出一个环形槽（15），使得在芯轴与硫化体组件之间形成一个空间，同时对两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸，使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴之间的距离H控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离；当过载发生时，通过使得两个硫化体外套相连接的端面径向与芯轴接触形成过载保护。

10.如权利要求9所述的适用于标准动车组的转臂节点，其特征在于：所述的两个硫化体外套相连接的端面径向与转臂节点外套（1）芯轴之间的距离H控制在转臂节点过载前所能承受的径向变形移动距离控制在3mm-8mm之间；所述的芯轴上径向挖出一个环形槽的槽边口与两个硫化体外套往环形槽（15）内延伸凸台分别有倒角（16），当两个硫化体外套相连接的端面往芯轴与硫化体组件之间形成一个空间内延伸部分伸入到环形槽内时，避免出现尖角碰撞，同时保护硫化体组件的橡胶体。