[发明专利]啮合橡胶关节其及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及减振部件技术领域，特别涉及橡胶关节及其制作方法，主要用于各种机车车辆转向架用橡胶弹性元件中，同时也适用于工程机械减振部位。

背景技术

    橡胶关节又称球铰橡胶是一种常用的橡胶金属复合减振元件，可广泛应用于各种减振部位，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍。橡胶关节应用最为普遍的结构是三大件式（金属外套+橡胶+芯轴）的结构，而这种结构的性能基本满足各种工况的使用，缺点是，当橡胶的径向/轴向刚度比要求小于5：1时，这种结构就满足不了要求了。近些年来，随着技术进步，出现了能实现小于5：1的径向和轴向刚度比要求的锯齿状组合式橡胶关节。例如中国专利申请号为200710035527.8名称为一种锯齿状组合式球铰及制作组装方法，公开了一种锯齿状组合式球铰包括金属外套、芯轴和弹性橡胶体，在金属外套与弹性橡胶体之间有金属隔套，金属隔套为两瓣结构，且金属隔套和芯轴成锯齿状，两者的锯齿是相互镶嵌、咬合硫化在一起。把隔套设计成两瓣结构，首先把芯轴、两瓣隔套和橡胶弹性体硫化粘合在一起，再通过过盈配合压入外套得到成品。能实现径向和轴向刚度比小于5：1，但也有其局限性，两瓣结构的金属隔套置于芯轴和外套之间使球铰的整体结构复杂，金属隔套与芯轴占具了金属外套内的大部分空间，使得置于金属隔套和芯轴之间的弹性橡胶体厚度比较薄，弹性橡胶体厚度调整的空间小，导致球铰的径向刚度大且弹性橡胶体的压缩位移小，使得球铰的径向刚度和轴向刚度调整范围小，在使用过程中无法满足径向刚度和轴向刚度变化范围大的减振部位的减振要求，在金属隔套的周向和芯轴的周向设置整圈的锯齿，使得球铰整体偏转刚度大，球铰老化后容易造成弹性橡胶体与金属隔套和芯轴之间的硫化连接出现松动导致弹性橡胶体鼓出甚至金属芯轴与金属隔套移位等现象缩短了球铰的使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术中关节类橡胶在使用过程中无法满足径向刚度和轴向刚度变化范围大的减振部位的减振要求和使用寿命短的技术问题，提供的啮合橡胶关节，其径向和轴向的刚度比小于5：1且径向和轴向的刚度调整范围大，整个橡胶关节具有两个不同的偏转刚度，使用寿命更长。本发明还提供了啮合橡胶关节的制作方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：啮合橡胶关节,包括芯轴、弹性橡胶体和金属外套，芯轴、弹性橡胶体和外套整体硫化在一起，其特征在于所述的芯轴轴壁上设有沿所述的芯轴周向分布且形状大小均相同的上凸起和下凸起，所述的上凸起和下凸起关于所述的芯轴的中轴线上下对称设置，所述的上凸起和下凸起均沿所述的芯轴轴向均匀间隔分布，所述的上凸起沿所述的芯轴径向的宽度小于或等于所述的芯轴中部的直径，所述的金属外套的内壁上具有与所述的上凸起啮合的内上凸起和与所述的下凸起啮合的内下凸起。

进一步的，所述的上凸起沿所述的芯轴径向宽度小于所述的内上凸起与内下凸起之间沿所述的金属外套径向的最小宽度。

    进一步的，所述的上凸起从所述的芯轴轴壁上突起的形状和下凸起从所述的芯轴轴壁上突起的形状均为锥台状。

    进一步的，所述的内上凸起从所述的金属外套内壁上突起的形状和内下凸起从所述的金属外套内壁上突起的形状均为锥台状。

     进一步的，所述的上凸起和下凸起之间的弹性橡胶体上开有沿所述的芯轴轴向的通孔。

     进一步的，所述的通孔的数量为两个且两个通孔关于所述的芯轴的中轴线左右对称设置。

     以上所述的啮合橡胶关节的制作方法，步聚如下：

一、将芯轴加工成具有上凸起和下凸起的形状，使上凸起和下凸起沿芯轴径向的宽度均小于芯轴中部的直径，在金属外套的内壁上加工出内上凸起和内下凸起，使金属外套套在芯轴外面时上凸起能与内上凸起啮合，下凸起能与内下凸起啮合；

二、将金属外套套在芯轴外面，使上凸起与内上凸起啮合，下凸起与内下凸起啮合；

三、将套好的金属外套和芯轴置入硫化模具内，将弹性橡胶体注入金属外套与芯轴之间的间隙内，通过高温、高压硫化后，使金属外套、弹性橡胶体和芯轴整体硫化在一起形成橡胶金属硫化体；

四、将硫化成形好的金属硫化体从硫化模具内取出，对金属硫化体进行预压缩和精加工，形成最终的啮合橡胶关节成品。