CN213776189U - 一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧，包括：压板、油压减振器、锥形橡胶弹簧和底座，所述油压减振器和锥形橡胶弹簧安装在压板与底座之间；所述锥形橡胶弹簧包括芯轴，芯轴设置为空心状，油压减振器嵌套于芯轴内，所述油压减振器与锥形橡胶弹簧形成间隙配合结构。本实用新型的轴箱弹簧通过锥形橡胶弹簧与油压减振器的配合，既能够提供减振刚度，又能够提供大阻尼，很好的实现了轴箱弹簧的减振吸振，而且可以有效减小车辆偏载的风险。此外，采用油压减振器与锥形橡胶弹簧间隙配合的方式，还可以节约转向架的安装空间，减小转向架的重量，提高车辆的运行稳定性和重载下的舒适性。

Description

一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧

技术领域

本实用新型主要涉及轨道车辆减振技术领域，尤其涉及一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧。

背景技术

将轴箱弹簧设置在转向架上的主要目的是用于保证车辆运行平稳和安全，轴箱弹簧主要是安装在轴箱与构架之间，起一系减振作用。通常，轴箱弹簧由钢弹簧或者橡胶弹簧结构提供所需的垂向刚度，而吸收轮轨及车辆上的振动则是通过外联多套油压减振器提供阻尼来实现。此种轴箱弹簧的构造方式占用的安装空间较大，与此同时，由于实现减振与提供阻尼的部件的安装位置存在差异，还容易出现偏载的情况。

为解决上述问题，现有技术采用了在锥形弹簧内部设计内置橡胶囊的方式，且主要是利用空气通过节流孔所产生的阻尼力来消耗振动能量，实现减振作用。此种方式存在的不足之处是：在实施的过程中需要提供单独的压力气源，由此会增加构架的结构负担。又因为锥形弹簧内部空间有限，导致内置气囊的内容积受限，很难通过节流孔的方式实现较大的阻尼。此外，内置气囊的密封性要求较高，实现密封及安装的难度较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、安装方便、既能够提供减振刚度，又能够提供大阻尼，实现减振吸振、减小偏载风险的具有强阻尼特性的轴箱弹簧。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧，包括：压板、油压减振器、锥形橡胶弹簧和底座，所述油压减振器和锥形橡胶弹簧安装在压板与底座之间；所述锥形橡胶弹簧包括芯轴，所述芯轴设置为空心状，所述油压减振器嵌套于芯轴内，所述油压减振器与锥形橡胶弹簧形成间隙配合结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述油压减振器的一端与压板可拆卸连接，所述油压减振器的另一端穿过芯轴与底座可拆卸连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述油压减振器包括依次连接的第一橡胶球铰、油压筒和第二橡胶球铰；所述第一橡胶球铰通过第一螺栓与压板进行可拆卸连接；所述第二橡胶球铰通过第二螺栓与底座进行可拆卸连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一橡胶球铰与压板之间存在间隙I，所述间隙I 的尺寸大于轴箱弹簧在极限载荷下第一橡胶球铰的纵向形变量。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二橡胶球铰与底座之间存在间隙H，所述间隙 H的尺寸大于轴箱弹簧在极限载荷下第二橡胶球铰的纵向形变量。

作为本实用新型的进一步改进，所述油压筒与芯轴之间的最小间隙为L，所述间隙L使得轴箱弹簧在极限载荷状态时，所述油压筒与芯轴之间无相互干涉。

作为本实用新型的进一步改进，所述锥形橡胶弹簧还包括外套、硫化橡胶层、第一隔套和第二隔套；所述外套通过第一螺钉与压板可拆卸连接，所述芯轴通过第二螺钉与底座可拆卸连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述压板上设有至少两个排气孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述压板的圆周方向设有第一凸台。

作为本实用新型的进一步改进，所述底座的圆周方向设有第二凸台。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1.本实用新型的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，通过将锥形橡胶弹簧的芯轴设置为空心状，并将油压减振器嵌套于芯轴内，油压减振器与锥形橡胶弹簧形成了间隙配合的结构，具有结构简单紧凑、安装方便的优点。在轴箱弹簧承载大载荷时，通过锥形橡胶弹簧可以获得较小的垂向刚度，降低横向位移量；通过油压减振器提供阻尼力，吸收轮轨及车体结构传来的振动能量，使得本实用新型的轴箱弹簧同时兼具低垂向刚度和大阻尼吸振的特性，既提高了车辆的减振降噪能力，也提高了车辆的运行稳定性和重载下的舒适性。本实用新型的轴箱弹簧主要应用于各种轨道交通车辆转向架用的橡胶弹性元件中，当然，也可以适用于其他机械结构的减振弹性连接部位。

2.本实用新型的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，通过在压板和底板之间将油压减振器与锥形橡胶弹簧并联形成间隙配合的结构，减小了轴箱弹簧的整体安装高度，也就节约了转向架的安装空间，减小了转向架的重量，提高了车辆的运行稳定性和平顺性。进一步的，在油压减振器的油压筒两端设置了橡胶球铰，并通过两端的橡胶球铰分别与压板和底座连接，利用橡胶球铰具有柔性联接和缓冲减振的作用，显著提高了轴箱弹簧的减振降噪效果。

3.本实用新型的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，通过将油压减振器嵌套安装于锥形橡胶弹簧的芯轴中央，使得油压减振器与锥形橡胶弹簧具有相同的安装轴心，有效减小了车辆偏载的风险，也就提高了车辆运行的安全性。进一步的，油压减振器的油压筒与锥形橡胶弹簧的芯轴之间存在一定间隙，且轴箱弹簧受到最大横向力作用时油压筒与芯轴之间无相互干涉，确保了油压减振器与锥形橡胶弹簧形成配合结构的同时，也不会相互干扰而影响彼此的功能发挥，提高了轴箱弹簧的耐用性能。

附图说明

图1为本实用新型具有强阻尼特性的轴箱弹簧的结构原理示意图。

图例说明：

1、第一螺钉；2、压板；2a、排气孔；2b、第一凸台；3、第一螺栓；4、油压减振器； 4a、第一橡胶球铰；4b、油压筒；4c、第二橡胶球铰；5、锥形橡胶弹簧；5a、外套；5b、硫化橡胶层；5c第一隔套；5d、第二隔套；5e、芯轴；6、第二螺钉；7、第二螺栓；8、底座；8a第二凸台。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例

如图1所示，本实用新型的一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧，包括：压板2、油压减振器4、锥形橡胶弹簧5和底座8，油压减振器4和锥形橡胶弹簧5安装在压板2与底座8之间；锥形橡胶弹簧5包括芯轴5e，芯轴5e设置为空心状，油压减振器4嵌套于芯轴5e内，油压减振器4与锥形橡胶弹簧5形成间隙配合结构。

本实施例中，通过将锥形橡胶弹簧5的芯轴5e设置为空心状，并将油压减振器4嵌套安装于芯轴5e内，油压减振器4与锥形橡胶弹簧5形成了间隙配合的结构，具有结构简单紧凑、安装方便的优点。在轴箱弹簧承载大载荷时，通过锥形橡胶弹簧5可以获得较小的垂向刚度；通过油压减振器4提供阻尼力，吸收轮轨及车体结构传来的振动能量，使得本实施例的轴箱弹簧同时兼具低垂向刚度和大阻尼吸振的特性，既提高了车辆的减振降噪能力，也提高了车辆的运行稳定性和重载下的舒适性。本实施例的轴箱弹簧主要应用于各种轨道交通车辆转向架用的橡胶弹性元件中，当然，也可以广泛适用于其他机械结构的减振弹性连接部位。

本实施例中，油压减振器4的一端与压板2可拆卸连接，油压减振器4的另一端穿过芯轴5e与底座8可拆卸连接。通过采用可拆卸的安装方式，提高了油压减振器4的安装和维护的灵活便捷性。进一步的，油压减振器4包括依次连接的第一橡胶球铰4a、油压筒4b和第二橡胶球铰4c；第一橡胶球铰4a通过第一螺栓3与压板2进行可拆卸连接；第二橡胶球铰4c通过第二螺栓7与底座8进行可拆卸连接。第一橡胶球铰4a和第二橡胶球铰4c均由金属橡胶的硫化体构成，主要起减振作用。在具体应用过程中，橡胶球铰的性能参数，例如橡胶球铰的纵向刚度、轴向刚度、纵向最大位移量和横向最大位移量等参数均可以依据车辆载重情况进行设计调整。

本实施例中，通过在压板2和底板8之间将油压减振器4与锥形橡胶弹簧5并联形成间隙配合的结构，减小了轴箱弹簧的整体安装高度，也就节约了转向架的安装空间，减小了转向架的重量，提高了车辆的运行稳定性和平顺性。进一步的，在油压减振器4的油压筒4b两端设置了橡胶球铰，并通过两端的橡胶球铰分别与压板2和底座8连接，利用橡胶球铰具有柔性联接和缓冲减振的作用，在一定程度上缓解油压筒4b受到的重载冲击力。橡胶球铰与油压筒4b的配合结构，显著提高了轴箱弹簧的减振降噪效果。

本实施例中，第一橡胶球铰4a与压板2之间存在间隙I，间隙I的尺寸大于轴箱弹簧在极限载荷下第一橡胶球铰4a的纵向形变量。第二橡胶球铰4c与底座8之间存在间隙H，间隙H的尺寸大于轴箱弹簧在极限载荷下第二橡胶球铰4c的纵向形变量。当轴箱弹簧承受载荷时，油压减振器4两端的橡胶球铰会产生相应的纵向形变量，以提供相应的弹性阻尼力，实现轴箱弹簧的减振作用。随着轴箱弹簧上载荷的不断变化，橡胶球铰的纵向形变量也不断变化；当轴箱弹簧达到最大的极限载荷时，橡胶球铰的纵向形变量也达到最大；将间隙I和间隙H的尺寸设计为大于轴箱弹簧的极限载荷下橡胶球铰的纵向形变量，确保橡胶球铰能够有足够的弹性形变空间，以最大限度发挥橡胶球铰的柔性联接和缓冲减振的作用，充分发挥油压减振器4的减振性能。

本实施例中，油压筒4b与芯轴5e之间存在最小间隙L，间隙L使得轴箱弹簧在极限载荷状态时，油压筒4b与芯轴5e之间无相互干涉。在油压筒4b与芯轴5e之间设置最小间隙L，主要是为了避免轴箱弹簧处于极限载荷状态时，油压筒4b与芯轴5e之间出现相互干涉而影响各自功能的发挥。进一步的，已知轴箱弹簧在极限载荷下的位移量、最大横向位移量以及油压筒4b和芯轴5e的结构尺寸时，则可以通过相似三角形公式计算出最小间隙L的数值。

本实施例中，通过将油压减振器4嵌套安装于锥形橡胶弹簧5的芯轴5e中央，使得油压减振器4与锥形橡胶弹簧5具有相同的安装轴心，有效减小了车辆偏载的风险，也就提高了车辆运行的安全性。进一步的，油压减振器4的油压筒4b与锥形橡胶弹簧5的芯轴5e之间存在最小间隙L，最小间隙L的设置使得轴箱弹簧受到最大横向力作用时油压筒4b与芯轴5e之间无相互干涉，确保了油压减振器4与锥形橡胶弹簧5形成配合结构的同时，也不会相互干扰而影响彼此的功能发挥，提高了轴箱弹簧的耐用性能。可以理解，在具体应用过程中，油压减振器4的阻尼性能可以依据车辆的载荷以及路线的情况来调整确定，以最大限度的提高轴箱弹簧的减振性能，拓宽轴箱弹簧的应用范围。例如，可以通过调整橡胶球铰的尺寸、成分组成，或是通过调整油压筒的大小等来调整改变油压减振器4的阻尼性能。

本实施例中，锥形橡胶弹簧5还包括外套5a、硫化橡胶层5b、第一隔套5c和第二隔套 5d；外套5a通过第一螺钉1与压板2可拆卸连接，芯轴5e通过第二螺钉6与底座8可拆卸连接。通过采用可拆卸的安装方式，提高了锥形橡胶弹簧5的安装和维护的灵活便捷性。锥形橡胶弹簧5的外套5a、橡胶层、隔套与芯轴5e硫化连接形成一体式结构。产品安装时，首先通过第一螺钉1将锥形橡胶弹簧5的外套5a与压板2固定连接；然后再将油压减振器4 沿着芯轴5穿过锥形橡胶弹簧5内部，并通过第一螺栓3将第一橡胶球铰4a与压板2固定连接；通过第二螺栓7将第二橡胶球铰4c与底座8连接，最后通过第二螺钉6将锥形橡胶弹簧5的芯轴5e与底座8连接，完成安装。

本实施例中，压板2上设有至少两个排气孔2a。车辆运行过程中，由于动态载荷的作用，车辆一系悬挂系统会发生动态位移，因此会导致锥形橡胶弹簧5拉伸压缩，进而使锥形橡胶弹簧5内部空腔的容积发生变化。锥形橡胶弹簧5的空腔容积变化会使得轴箱弹簧内部与轴箱弹簧外部产生压力差，因此空气会有向低压方向流动的趋势，促使空气通过排气孔2a。由于排气孔2a孔径较小，无法瞬时完成空气的转移，因此空气通过排气孔2a的过程中会产生阻尼力，消耗振动能量，起到一定的减振作用。此外，油压筒4b在运行过程中产生的油污杂质具有一定的粘性，可以在压力差的作用下被空气裹挟而通过排气孔2a排出，提高轴箱弹簧内部清洁度，避免油污杂质对锥形橡胶弹簧5造成腐蚀侵害，提高轴箱弹簧的使用寿命。

本实施例中，压板2的圆周方向设有第一凸台2b，主要用于防止压板2的横向力对第一螺钉1施加较大的剪切力，提高产品的可靠性。

本实施例中，底座8的圆周方向设有第二凸台8a，主要用于防止底座8的横向力对第二螺钉6施加较大的剪切力，提高产品的可靠性。

工作原理，车辆运行过程中，由于动态载荷的作用，车辆一系悬挂系统会发生动态位移，使得压板2下压而引起锥形橡胶弹簧5压缩，为轴箱弹簧提供所需的垂向刚度；与此同时，通过油压减振器4提供阻尼力，使得车辆具有较好的减振降噪效果而平稳运行。在车辆运行过程中，只要有载荷加载，本实施例中的轴箱弹簧就开始工作，即通过小的垂向刚度实现减振，又通过油压减振器提供的阻尼力吸收振动和噪音，实现车辆的减振降噪。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，包括：压板(2)、油压减振器(4)、锥形橡胶弹簧(5)和底座(8)，所述油压减振器(4)和锥形橡胶弹簧(5)安装在压板(2)与底座(8)之间；所述锥形橡胶弹簧(5)包括芯轴(5e)，所述芯轴(5e)设置为空心状，所述油压减振器(4)嵌套于芯轴(5e)内，所述油压减振器(4)与锥形橡胶弹簧(5)形成间隙配合结构。

2.根据权利要求1所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述油压减振器(4)的一端与压板(2)可拆卸连接，所述油压减振器(4)的另一端穿过芯轴(5e)与底座(8)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述油压减振器(4)包括依次连接的第一橡胶球铰(4a)、油压筒(4b)和第二橡胶球铰(4c)；所述第一橡胶球铰(4a)通过第一螺栓(3)与压板(2)进行可拆卸连接；所述第二橡胶球铰(4c)通过第二螺栓(7)与底座(8)进行可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述第一橡胶球铰(4a)与压板(2)之间存在间隙I，所述间隙I的尺寸大于轴箱弹簧在极限载荷下第一橡胶球铰(4a)的纵向形变量。

5.根据权利要求3所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述第二橡胶球铰(4c)与底座(8)之间存在间隙H，所述间隙H的尺寸大于轴箱弹簧在极限载荷下第二橡胶球铰(4c)的纵向形变量。

6.根据权利要求3所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述油压筒(4b)与芯轴(5e)之间的最小间隙为L，所述间隙L使得轴箱弹簧在极限载荷状态时，所述油压筒(4b)与芯轴(5e)之间无相互干涉。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述锥形橡胶弹簧(5)还包括外套(5a)、硫化橡胶层(5b)、第一隔套(5c)和第二隔套(5d)；所述外套(5a)通过第一螺钉(1)与压板(2)可拆卸连接，所述芯轴(5e)通过第二螺钉(6)与底座(8)可拆卸连接。

8.根据权利要求2至6中任意一项所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述压板(2)上设有至少两个排气孔(2a)。

9.根据权利要求2至6中任意一项所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述压板(2)的圆周方向设有第一凸台(2b)。

10.根据权利要求2至6中任意一项所述的具有强阻尼特性的轴箱弹簧，其特征在于，所述底座(8)的圆周方向设有第二凸台(8a)。

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