[發明專利]用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊及其剛度調節方法

有效

• 申請號: 201610123691.3
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN107161167B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 曾繁盛;林立鈿;馮萬盛
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: B61F5/06
• 分類號: B61F5/06
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇娟

用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊，從上至下包括金屬頂板、彈性橡膠體和金屬底板，金屬頂板頂面的中間位置固定用于定位螺旋彈簧的金屬環，金屬頂板底面與彈性橡膠體連接的部分為向上凹進的上圓弧面，金屬底板頂面與彈性橡膠膠墊連接的部分為向上凸起的下圓弧面，上圓弧面和下圓弧面為沿所述橡膠墊水平縱向設置的同軸圓弧面，上圓弧面和下圓弧面的軸向與所述橡膠墊的水平橫向一致，并且上圓弧面的中垂線和下圓弧面的中垂線均與所述橡膠墊的中垂線重合。本發明的用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊與螺旋彈簧串聯組成復合彈簧系統，可滿足機車車輛動力學需要，延長螺旋彈簧的使用壽命。本發明還提供用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊的剛度調節方法。

技術領域

本發明涉及一種橡膠金屬復合的減振元件，特別涉及一種用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊，應用于鐵道機車車輛轉向架二系懸掛系統中。本發明還涉及用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊的剛度調節方法。

背景技術

橡膠墊是常用的一種橡膠金屬復合的減振元件，可廣泛應用于各種減振場所，尤其是在鐵道機車車輛的轉向架中應用十分普遍。以鐵道機車車輛轉向架二系懸掛系統為例，隨著客運和貨運列車運行速度的提高，越來越多的二系懸掛系統采用鋼制螺旋彈簧一端串聯橡膠墊的結構，如附圖1所示。鋼制螺旋彈簧一端串聯橡膠墊的復合彈簧系統的垂向、水平橫向及縱向剛度值是影響機車車輛動力學性能的重要參數，其復合垂向剛度由螺旋彈簧的垂向剛度和橡膠墊的垂向剛度串聯組成；而復合彈簧系統的水平剛度計算更為復雜，與螺旋彈簧的徑向剛度、偏轉剛度，橡膠墊的徑向剛度、偏轉剛度以及彈簧系統承受的垂向載荷都有關系。其中的橡膠墊能夠進一步減緩車體與轉向架間的沖擊，吸收高頻振動，降低二系懸掛系統的的水平方向剛度，降低鋼制螺旋的應力水平，提高了鋼制螺旋彈簧的運用可靠性和耐久性。

附圖2是一種用于串聯螺旋彈簧的環形平面橡膠墊，包括金屬底板1、金屬頂板3和設置在所述金屬底板1與金屬頂板3之間的彈性橡膠體2，金屬底板1、金屬頂板3和彈性橡膠體2硫化粘接成一體，在金屬頂板3上焊接了一個金屬環4，金屬環4用來限制螺旋彈簧與橡膠墊金屬頂板3的水平方向滑動。

如附圖3所示，鋼制螺旋彈簧一端串聯橡膠墊的復合彈簧系統在垂向載荷Fz、水平方向載荷Fx聯合作用下，彈簧系統的上下兩端還會有彎矩M，彈性橡膠體2要承受壓縮、剪切和彎曲變形，金屬頂板3會有一定的偏轉角度θ。當復合彈簧系統的水平變形越大，水平方向載荷Fx也越大，相應的金屬頂板3的偏轉角度θ也會越大。現有的環形平面橡膠墊，其偏轉剛度非常大，不利于金屬頂板3的自由偏轉變形。現有的環形平面橡膠墊，其最大偏轉角度一般不超過3°，這就必然增加螺旋彈簧的偏轉變形，增加螺旋彈簧內應力，導致螺旋彈簧的使用壽命被縮短。因此，當復合彈簧系統的水平變形很大時，需要降低橡膠墊的偏轉剛度，從而提高橡膠墊的偏轉變形能力，以降低螺旋彈簧的內應力。

另外，根據機車車輛動力學需要，復合彈簧系統在水平橫向和水平縱向的剛度的要求值有所不同。而根據現有技術中的螺旋彈簧和用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊的結構特征，可知鋼制螺旋彈簧一端串聯橡膠墊的復合彈簧系統水平各個方向的剛度是相同的。

綜上，針對現有技術方案的不足，設計一種用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊，降低橡膠墊的偏轉剛度，提高橡膠墊的偏轉變形能力，并且讓復合彈簧系統在水平橫向和水平縱向具有不同的剛度是急需解決的問題。

發明內容

本發明針對現有技術中用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊，偏轉剛度過大，偏轉變形能力不足，并且水平橫向和水平縱向剛度同樣，無法滿足機車車輛動力學需要且導致螺旋彈簧的使用壽命被縮短的技術問題，提供了一種滿足機車車輛動力學需要，且可延長螺旋彈簧的使用壽命的用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊。本發明還提供用于串聯螺旋彈簧的橡膠墊的剛度調節方法。