[發明專利]一種橡膠金屬球鉸軸向復合非線性變剛度調整方法

有效

• 申請號: 201810128064.8
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108036001B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 肖祥龍;蔣仲三;馮萬盛;陳俊輝;謝長偉;郭宏飛
• 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: F16F1/38
• 分類號: F16F1/38
• 代理公司: 31251 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王法男

一種橡膠金屬復合類球鉸非線性變剛度方法，通過調整橡膠金屬復合類球鉸的金屬件與橡膠件的位置關系調整橡膠金屬復合類球鉸的非線性變剛度，其特征在于：調整橡膠金屬復合類球鉸的金屬件與橡膠件的位置關系調整橡膠金屬復合類球鉸的非線性變剛度包括通過調整橡膠金屬復合類球鉸的軸向變剛度，使得整個橡膠金屬復合類球鉸的軸向剛度非線性變化。本發明利用對球鉸的軸向變剛度調整，完全改變了傳統的球鉸產品都是由徑向提供非線性剛度的思路，給轉向架的設計思路帶來了新的設計思路，大大拓寬了轉向架的設計理念，開拓了新的轉向架裝配結構可能。

技術領域

本發明涉及到一種軌道車輛部件的變剛度方法，尤其是涉及一種橡膠金屬復合球鉸類非線性變剛度調整方法，該種橡膠金屬復合類球鉸非線性變剛度調整方法可以實現球鉸的軸向剛度高度非線性調整，或軸向與徑向同時進行非線性變剛度調整，從而給轉向架設計提供了新的一種球鉸承載安裝方式，由軸向非線性變剛度調整來實現球鉸承載的變剛度調整，屬于軌道車輛制造技術領域。

背景技術

橡膠金屬牽引球鉸是屬于橡膠金屬復合類球鉸的一種，也是機車車體和轉向架之間傳遞牽引及制動力的關鍵部件之一，目前機車所用的橡膠金屬牽引球鉸為了保證變剛度調整大都采用橡膠與金屬復合件，這種橡膠金屬牽引球鉸質量較輕, 并能實現柔性牽引以達到減振降噪的目的。但也正因為橡膠金屬牽引球鉸是橡膠與金屬的復合件制作成的，所以在實際運行中，由于兩種材料的不同特性，容易導致某一種材料的損壞，而影響整個球鉸的性能。一般來講, 橡膠金屬復合彈性元件的破壞形式大都為橡膠本體破壞或者橡膠與金屬骨架間的粘接破壞, 這種破壞主要是因為橡膠本體或橡膠與金屬骨架間粘合處應力應變水平過高而導致的, 金屬本體因材料強度相對較高而很難最先破壞。因此, 在設計橡膠金屬牽引球鉸時, 在考慮產品剛度性能的同時, 盡量降低橡膠的應力應變水平 , 提高疲勞可靠性的有效方法，這就需要有很好的變剛度性能，尤其是需要較好的非線性變剛度調整。可是現有的牽引球鉸都只能通過結構設計實現徑向剛度非線性調整，也就是說主要只是考慮徑向非線性變剛度的調整，這就促使主機廠在設計轉向架時需將牽引球鉸的安裝方式設計為球鉸的徑向來實現縱向承載，這樣就使得整個轉向架的結構設計受到很大限制，很有必要對此加以改進。

通過專利檢索沒發現有與本發明相同技術的專利文獻報道，與本發明有一定關系的專利主要有以下幾個：

1、專利號為CN200810143027.0，名稱為“球鉸類橡膠彈性元件變剛度方法及球鉸類橡膠彈性元件” 的發明專利，該專利公開了一種球鉸類橡膠彈性元件變剛度方法及球鉸類橡膠彈性元件，采取多段式球鉸類橡膠彈性體組合的方式，并使得每一段的球鉸類橡膠彈性體的非線性特性不一樣，通過將不同非線性特性球鉸類橡膠彈性體組合在一個芯軸上，實現整個球鉸類橡膠彈性元件不同情況不同徑向剛度的變化，從而達到變剛度的目的。球鉸類橡膠彈性元件，包括一個金屬芯軸、金屬外套、彈性橡膠體和金屬內套；彈性橡膠體與金屬外套和金屬內套通過硫化成為一體，且金屬內套套在金屬芯軸上。本發明的特點在于球鉸類橡膠彈性元件為相互獨立的三段式彈性體組合結構，整個球鉸類橡膠彈性元件是由三個獨立的金屬外套、彈性橡膠體、金屬內套組合構成，彈性體在芯軸上軸向組合起來連接成一個整體。

2、專利號為CN201620192297.0，名稱為“金屬橡膠球鉸”的實用新型專利，該專利公開了一種金屬橡膠球鉸，從內到外包括芯軸、彈性橡膠層和外套，芯軸上至少具有兩個軸向設置的止擋，止擋沿芯軸圓周方向均勻間隔分布，止擋和外套之間開有沿軸向的通孔，其特征在于所述的通孔由靠近外套側的外型面、靠近止擋側的內型面和兩個側面合圍組成，外型面與外套內壁間具有間隙，內型面與止擋間具有間隙，兩個所述的側面對稱分布，所述的外型面為與外套同軸的圓弧面，外型面的邊緣設置在內型面邊緣的外側，所述的側面為從內型面邊緣向外型面邊緣逐漸靠近的圓弧面，并且側面為向外型面凸進的凸弧面。本實用新型的金屬橡膠球鉸在徑向變形條件下，剛度變化平緩并且橡膠型面不打折。