[发明专利]中凹形叠层橡胶弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆用减振部件，具体的说，涉及一种中凹形叠层橡胶弹簧。

背景技术

叠层橡胶弹簧是一种广泛应用在轨道车辆二系悬挂及减振支座等领域的减振部件，在机车车辆、快速货车等转向架二系悬挂上应用尤为常见，具有可靠性高、检修成本低、承载能力大且剪切刚度小的优点。轨道车辆提速后，其转向架二系悬挂要求叠层橡胶弹簧应具备更小的水平剪切刚度和较小且均匀的橡胶应力，并要求橡胶弹簧具备更大的压缩剪切变形能力。

现有叠层橡胶弹簧通常是由上衬板、下衬板、中间隔板和橡胶层硫化而成。中间隔板和橡胶层即弹簧的主体结构为轴对称等半径的圆形、球形或圆环形平板叠层结构，或为非轴对称的矩形和椭圆形平板叠层结构。(1)主体为轴对称等半径的平板叠层结构，可保证水平方向相同的剪切刚度，金属件和模具的加工相对简单，但橡胶弹簧在承受较大的压缩复合剪切变形工况时，主体为轴对称等半径的平板叠层结构的剪切大变形能力较差，导致橡胶层局部应力不均匀，影响产品寿命；

(2)主体为非轴对称的平板叠层结构，其结构组成较为灵活，可满足特定空间内安装问题，但其金属件和模具的加工相对复杂，而且不能保证水平方向相同的剪切刚度。

中国专利号CN201020241544公开一种球面叠层橡胶弹簧，包括上端板、下端板，在上端板与下端板之间设有由隔板和橡胶层组合形成的橡胶金属弹性体，橡胶层采用上下对称结构，隔片以对称轴为中心上下相向呈球面布置，上端板与下端板与橡胶接触面也为球面，在端板处与橡胶接合面的球面曲率最大；在对称面处的曲率最小。该橡胶弹簧可在同样的垂向刚度下，降低剪切刚度，提高产品的疲劳性能。

上述球面叠层橡胶弹簧的隔片以对称轴为中心上下相向呈球面布置，上下隔片均向中部隔片凹陷，当该橡胶弹簧在承受较大垂向力时，易导致隔片凹陷部位局部应力集中，无法在较大压缩剪切复合变形时，得到均匀的橡胶应力。

发明内容

本发明的目的是提供一种中凹形叠层橡胶弹簧，具备较小的水平剪切刚度、较小且均匀的橡胶应力，且具备更优异的压缩剪切大变形能力。

本发明的技术方案是：中凹形叠层橡胶弹簧，包括硫化为一体的上衬板、下衬板、橡胶层和隔板，橡胶层和隔板位于上衬板和下衬板之间，隔板采用金属圆平板结构，橡胶弹簧至少包括2层隔板和3层橡胶层，且橡胶层与隔板相间分布，橡胶层与隔板共同组成橡胶弹簧的主体结构，所述主体结构整体为轴对称且上下对称的中凹形叠层结构，在中部对称面分别至上衬板和下衬板方向，橡胶层的厚度和半径逐层增大，隔板与橡胶层有效接触面的半径随橡胶层半径逐层增大；每层橡胶层采用自上而下半径均匀过渡的内陷类截锥形状；每层橡胶层的侧面采用向橡胶层内部凹陷的内陷弧曲面结构。该主体结构可保证各橡胶层在压剪复合变形时最大应力分布小且分布均匀，避免局域应力集中，提高橡胶弹簧产品的抗疲劳寿命。

优选的是，所述隔板的层数为奇数层，橡胶层的层数为偶数层；橡胶弹簧主体结构的中部对称面处为中间隔板，与中间隔板上下表面直接接触的两层橡胶层侧面采用等半径的内陷圆柱状结构；等半径的内陷圆柱状结构的橡胶层的上表面半径等于下表面半径，橡胶层侧面向橡胶层内部平滑凹陷，且橡胶层中部的半径小于橡胶层的上表面半径和下表面半径。

优选的是，所述隔板的层数为奇数层，橡胶层的层数为偶数层；橡胶弹簧主体结构的中部对称面处为中间隔板，与中间隔板上下表面直接接触的两层橡胶层侧面采用非等半径的内陷弧曲面结构；非等半径的内陷弧曲面结构的橡胶层的上表面半径大于或小于下表面半径，每层橡胶层侧面向橡胶层内部平滑凹陷，且橡胶层中部的半径介于胶层的上表面半径和下表面半径之间。

优选的是，所述隔板的层数为7层，橡胶层的层数为8层。

优选的是，所述橡胶层的层数为奇数层，隔板的层数为偶数层，橡胶弹簧主体结构的中部对称面处为中间橡胶层，中间橡胶层采用等半径的内陷圆柱状结构，等半径的内陷圆柱状结构的橡胶层的上表面半径等于下表面半径，橡胶层侧面向橡胶层内部平滑凹陷，且橡胶层中部的半径小于橡胶层的上表面半径和下表面半径。

优选的是，所述橡胶层的层数为7层，隔板的层数为6层。

优选的是，所述上衬板采用方形或圆形金属平板，上衬板上设有上定位柱，上定位柱共有两只，均布于上衬板的两端，上定位柱用于从该橡胶弹簧的上端对橡胶弹簧进行定位。

优选的是，所述下衬板采用方形或圆形金属平板，下衬板上设有下定位柱和安装孔，下定位柱位于下衬板的几何中心，安装孔位于下衬板的四周，下定位柱和安装孔分别用于从该橡胶弹簧的下端以及下端四周对橡胶弹簧进行定位。