[发明专利]一种弹性缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹性缓冲器，特别是一种用于弹性限位、止挡的橡胶缓冲器，主要用于各种机车车辆转向架的一系悬挂钢弹簧机构中，同时也可以适用于其它工程机械上任何弹性限位区域。

背景技术

在现代轨道车辆转向架的一系悬挂钢弹簧机构中，往往采用钢弹簧加内置弹性止挡的形式，其中弹性止挡主要在钢弹簧有较大变形的时候起缓冲限位的保护作用，功能较为单一，同时为了完全限制垂向位移，还需要单独设置一个硬止挡限制位移。这种弹簧机构结构较为复杂，为了实现功能要求需要多个部件，体积较大。同时，由于钢弹簧的刚度设计受安装空间影响很大，在某些特定情况下很难达到系统刚度要求。因此，随着机车车辆技术的发展，特别是城市轨道车辆的快速发展，对于转向架一系悬挂钢弹簧内的缓冲器要求越来越高，要求缓冲器既要能有大变形的限位保护作用，又要能辅助钢弹簧起到一系减振作用，同时还要能适应钢弹簧内的空间限制。

因此有必要对现有技术进行改进。

发明内容

针对现有一系悬挂钢弹簧机构的弹性缓冲器结构复杂、功能单一、止挡弹性性能差、安装不便等缺点，本发明提供一种结构简单可靠的多功能弹性缓冲器，该弹性缓冲器具有三个功能：1）弹性缓冲器具有一段大行程的线性小刚度特性，能辅助钢弹簧实现一系刚度，起一系减振作用；2）弹性缓冲器具有大变形时的刚度陡增特性，使得车辆一系悬挂钢弹簧位移较大时，能很好的保护钢弹簧；3）弹性缓冲器具有硬止挡功能，使得车辆在特殊情况下，能限制车辆的一系悬挂钢弹簧最大位移，起到保护车辆的作用。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种多功能弹性缓冲器，包括金属底座和橡胶体，所述橡胶体为圆台状结构，其底部硫化在所述金属底座顶面，橡胶体底部直径与顶部直径的比值范围为1.3-1.5，其高度和顶部直径的比值范围为1.0-1.6，所述金属底座底部连接于一系悬挂弹簧机构中。

进一步地，所述金属底座顶面开有沉孔，所述沉孔深度小于所述橡胶体的高度，所述橡胶体底部硫化在所述沉孔底部，所述沉孔与所述橡胶体之间留有间隙，所述间隙的体积大于所述橡胶体高出所述金属底座的部分的体积，使得所述橡胶体受压收缩时，能全部进入所述金属底座上的沉孔内，此时由所述金属底座起到硬止挡的作用。

进一步地，所述沉孔为倒圆台状沉孔，所述沉孔与所述橡胶体之间形成一个轴向截面呈V字形的空间间隙。

进一步地，V字形的空间间隙分为底部空间间隙V1和上部开口空间间隙V2，V1与V2体积比按照车辆转向架对缓冲器的刚度要求设计为2：1或3:1，V1内由金属底座形成的那一面设计成锥面与圆柱面连接的形状，该锥面倾斜角度为145°-160°，圆柱面空间深度尺寸为5-8mm，底面橡胶体外圈与金属面的间距为3mm以上，该设计可以保证橡胶成型工艺的质量要求，锥面倾斜角度可以调整缓冲器初始刚度值，V2内内由金属底座形成的那一面为圆柱面设计，用以限制橡胶变形，使缓冲器刚度出现陡增趋势；当缓冲器受到压力时，橡胶体首先填充入底部空间间隙，此过程整个缓冲器的刚度变化不大，当下层部分被填满，橡胶体开始填充上部开口空间间隙，此时缓冲器的刚度开始陡增，通过调节底部空间间隙的大小，可以控制缓冲器刚度陡增时钢弹簧的位移量。

进一步地，所述金属底座外形为圆柱形，通过改变金属底座的高度调节车辆的一系最大垂向位移量。

进一步地，金属底座底部设计有圆形凸台和螺纹孔，该圆形凸台通过过盈配合压入一系钢弹簧系统的缓冲器安装座中，并通过螺栓连接缓冲器和安装座。

进一步地，在所述金属底座上，与所述橡胶体相接触的地方设有凸台，改变该凸台大小以调节缓冲器线性刚度的大小。

进一步地，所述金属底座上的沉孔沿径向设有通至金属底座侧面的通孔，起到排水的作用。

进一步地，该弹性缓冲器用于轨道客运车辆包括城际轨道车辆和地铁车辆的一系悬挂钢弹簧机构中。

本发明的优点在于：

（1）通过瘦高状的宝塔结构实现一段大行程的线性小刚度特性，该段大行程的小刚度能与钢弹簧结合一起实现特定的一系刚度；

（2）橡胶体和金属底座之间设计成类V型空间间隙，并进行分层处理，可以控制缓冲器刚度陡增时钢弹簧的位移量，同时空间间隙体积大于金属底座顶面上方橡胶体积，使得橡胶能完全填入该空间间隙，解决使用过程中弹性缓冲器与钢弹簧产生较大横纵向位移时导致的橡胶与钢弹簧之间的干涉问题；