[发明专利]一种轨道车辆用橡胶球铰及其组装方法

说明书

本发明涉及一种轨道车辆用橡胶球铰及其组装方法，公开了橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层、金属内套和金属外套，所述橡胶层硫化粘结在所述芯轴上，所述橡胶层与所述芯轴粘结部位为弧面一；所述金属内套同心套设在所述橡胶层上，所述金属内套为沿径向分开的两瓣结构，所述金属内套被所述金属外套翻边包裹成一整体。本发明提供的橡胶球铰中，通过在橡胶层与金属外套中装配两瓣结构的金属内套，可有效减少橡胶层两端的橡胶鼓出，有效提高橡胶球铰的使用性能；同时，使得橡胶型面靠近内套和芯轴的位置不容易出现褶皱和开裂，可有效提高橡胶球铰的使用寿命。

技术领域

本发明属于轨道车辆弹性元件技术领域，具体地，涉及一种轨道车辆用橡胶球铰及其组装方法。

背景技术

橡胶球铰是橡胶与金属复合的一种性能优良的连接元件。球铰主要是利用硫化橡胶起减震缓冲作用，金属件起支撑和安装接口的作用，该球铰能承受复杂的工作环境，其中包括轴向、径向、扭转、偏转等多向载荷的疲劳作用和瞬时的机械冲击。因此，橡胶球铰广泛运用于轨道车辆领域。目前，橡胶球铰应用最为普遍的结构为，从内到外依次为金属芯轴、橡胶层和金属外套，虽然这种结构的性能基本能满足各种工况的使用。但是，当橡胶的径向与轴向刚度比较小时，上述结构无法满足性能要求。

但是，现有的橡胶球铰由于其橡胶型面设计不合理，橡胶自由面积小，产品在与压缩以及径向受载的情况下，端面的橡胶型面容易出现弯折变形；同时，端面橡胶容易出现褶皱并鼓出，最终由于应力集中导致橡胶开裂，且橡胶与金属的粘合度低，使用寿命短，对于轴向、径向、扭转与偏转的各种疲劳作用和机械冲击的承受力有限。

由于橡胶球铰存在上述问题，导致球铰产品的刚度无法满足使用要求，使得球铰产品的应用受到一定程度的限制。同时，传统的橡胶球铰组装方式中存在结构复杂，组装效率低，制造成本高，重量较重，维护困难，难以检测合格性等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是橡胶球铰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，提供一种轨道车辆用橡胶球铰。所述橡胶球铰径向和轴向的刚度均增大，两者比例较小，且径向和轴向的刚度调整范围大，还能增加橡胶层的偏转、扭转刚度，提高橡胶的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种轨道车辆用橡胶球铰的组装方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种轨道车辆用橡胶球铰，由内至外依次包括金属芯轴、橡胶层、金属内套和金属外套，所述橡胶层硫化粘结在所述芯轴上，所述橡胶层与所述芯轴粘结部位为弧面一；

所述金属内套同心套设在所述橡胶层上，所述金属内套为沿径向分开的两瓣结构，所述金属内套被所述金属外套翻边包裹成一整体。

进一步地，所述金属内套的两瓣结构之间隔开的距离大于2 mm。

本发明橡胶球铰是由金属内套、芯轴和橡胶层通过高温、高压硫化后粘结成硫化体后，再将硫化体压入金属外套制作而成；通过将金属内套设计为两瓣结构，当硫化体压入金属外套时，橡胶得到预压缩，通过调整两瓣结构沿径向分开的距离达到调整橡胶的预压缩量的目的。

进一步地，所述金属内套与所述橡胶层粘结部位为弧面二。

进一步地，所述弧面一的圆弧半径为R1，所述弧面二的圆弧半径为R2，R1＞R2。

进一步地，所述弧面一的轴向宽度为A。

进一步地，所述金属内套靠近橡胶层的一侧还包括平直部。

进一步地，所述平直部置于所述弧面二的两端；

所述平直部与所述金属内套的两端通过圆角过渡连接。

进一步地，所述弧面一与所述芯轴通过圆角过渡连接。