[实用新型]一种新型抗侧滚扭杆支撑球铰

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通车辆用部件，具体涉及一种安装在轨道车辆车体和转向架之间的轨道交通车辆用抗侧滚扭杆系统中的支撑球铰，属于机械工程技术领域。

背景技术

车辆的振动主要有六个方向的自由度：X方向的伸缩振动、Y方向的横摆振动、Z方向的浮沉振动、绕Y轴的点头振动、绕Z轴的摇头振动、绕X轴的侧滚振动。目前的轨道交通车辆转向架均为两级悬挂，抗侧滚扭杆系统起到了调节车辆侧滚刚度、控制车辆侧滚振动的作用。

抗侧滚扭杆系统的机构运动图如图1所示，图中M为车体，E、F为扭杆支撑座组成，安装于构架上，A、B、C、D为橡胶球铰或金属关节轴承，可在三个方向转动。由图可见，如果不考虑相对于系统刚度小得多的支撑座组成和橡胶关节的影响，当车体相对于转向架发生浮沉振动时，两根连杆同时往一个方向运动，整个装置绕支撑球铰同时转动，扭杆并不承受力或扭矩，故并不影响车体的浮沉振动，同样对除侧滚以外的其它几个运动同样不提供任何附加的力或扭矩。而当车体与构架之间发生绕X轴的相对转动即侧滚时，左右连杆向相反的方向上下运动，通过扭转臂（图中FD、EC）使扭杆发生扭转变形，扭杆由于抗扭弹性而产生抗扭反力矩，这一反力矩作用在垂向连杆上表现为一对大小相等方向相反的垂向力，而这对垂向力作用在车体上就形成了与车体侧滚方向相反的抗侧滚力矩，抗侧滚力矩的作用将阻止车体相对于转向架侧滚角度的增加，从而抑制车辆的侧滚，提高车辆的横向平稳性。 

从附图1我们可看出，提供侧滚刚度的除了抗侧滚扭杆系统，二系悬挂弹簧K也起着抗侧滚的作用，故抗侧滚扭杆系统是用来调节系统整体侧滚刚度的附加组件。

现有轨道交通用抗侧滚扭杆系统的典型结构如附图2所示，主要由以下几部分组成：扭杆轴1、扭转臂2、支撑座组件3 、垂向连接装置（用于连接车体和转向架，包括下关节轴4、垂向连杆5和上关节轴6），其中支撑座组件一般都包含支撑球铰和支撑座。

目前一般采用的抗侧滚扭杆支撑座组件有整体式和两半式两种。其中整体式为支撑球铰（含橡胶件或塑料件）以及支撑座都为一整体，而两半式则为支撑球铰和支撑座为两半式。支撑座组件内的支撑球铰与扭杆组件的扭杆轴或弯扭杆配合，且可放置在扭杆组件的扭转臂的内侧或外侧，如在专利201020678645.8《对半式扭杆橡胶套》中有一定的体现。通过支撑座与扭转臂硬止挡定位或通过支撑座内的支撑球铰与扭杆轴（及弯扭杆）的圆弧配合进行定位。其中圆弧定位方式见图3所示。

现有支撑球铰与扭杆轴（及弯扭杆）的支撑定位方式对尺寸公差（圆弧位置，安装间隙等）要求严格，工艺成型（特别是弯扭杆圆弧成型）较困难。因为支撑球铰配合点未到圆弧起点时仍存在一定的横向窜动，导致形成冲击和噪声，但超过圆弧起点则支撑球铰较难变形，导致无法安装。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有一般结构的抗侧滚扭杆系统无法有效进行横向定位的要求，提出一种新型抗侧滚扭杆支撑球铰，以满足弹性支撑和横向弹性定位要求。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：一种新型抗侧滚扭杆支撑球铰，为两半式圆环结构，包括内套、隔套、外套以及设置在所述内套、隔套和外套之间的橡胶，所述内套的长度相比所述隔套与外套的长度长，使新型抗侧滚扭杆支撑球铰与扭杆圆弧的配合点前移，防止产生横向窜动，达到可靠的横向定位，进而防止了冲击和噪声的产生。

在本实用新型中，所述内套的长度相比所述隔套与外套的长度相差4mm~6mm之间的任意长度。

在本实用新型中，所述内套的端部设置有倒角，以利于产生更大的弹性变形，达到可靠的横向定位。

在本实用新型中，所述倒角的大小为15°~30°之间的任意角度。

在本实用新型中，所述新型抗侧滚扭杆支撑球铰内壁纵向设置有凹槽。

本实用新型解决了抗侧滚扭杆系统的横向弹性定位的可靠性问题，有效防止了抗侧滚扭杆使用过程中的横向窜动，满足使用和限界要求，进而防止了冲击和噪声的产生；并且将内套加长并进行倒角处理，在满足横向弹性定位的基础上降低了对扭杆圆弧公差的要求，满足工艺要求，成型简单，安装方便，降低生产使用成本。

附图说明

图1：抗侧滚扭杆系统的机构运动示意图；

图2：抗侧滚扭杆系统典型结构图；

图3：现有圆弧定位方式的结构示意图；

图4：本实用新型主视剖视结构示意图；

图5：本实用新型侧面剖视结构示意图；

图6：图5的A处放大示意图；

图7：本实用新型使用状态示意图。