[发明专利]轴箱拉杆球铰的纵向刚度调节结构及纵向刚度调节方法

说明书

一种轴箱拉杆球铰的纵向刚度调节结构，轴箱拉杆球铰包括外套、橡胶体和芯轴，橡胶体硫化在芯轴与外套之间，橡胶体在纵向方向的结构为纵向胶体，纵向胶体的内侧与芯轴硫化成一个整体，纵向胶体外侧的中部与外套内侧硫化在一起，纵向胶体外侧的两端设有调节孔，调节孔为盲孔。为大幅度降低纵向刚度，在纵向胶体上，开有调节孔结构，但孔为盲孔，以提升纵向承载能力；调节孔采用贴近式型面设计原则，设计为豆荚式形状，在纵向载荷下，两侧橡胶体柔性贴近金属外套，能让橡胶体应力更平缓的释放以及纵向刚度曲线的变化更为平滑；调整孔的宽度、深度及长度可以大幅度的调整纵向刚度的大小。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种球铰的纵向刚度调节结构及刚度调节方法。

背景技术

球铰类橡胶弹性元件是常用的一种橡胶金属复合的减振元件，可广泛应用于各种减振场所，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍。在我国的铁路线路的弯道一般都较大，坡度较小，车辆在转弯和爬坡的过程中对轴箱拉杆球铰的横向刚度和纵向刚度的要求不是特别高。

为降低机车的轮缘磨耗以及过曲线的能力，特别是在像瑞士这样多山的国家，铁路线路的弯道和坡道多，车辆行驶过程中经常需要进行较小的转弯和坡度较大的爬坡。为了减少在动态横向位移下轴箱拉杆与转向架构架的接摩擦接触，需要将轴箱拉杆球铰的纵向刚度和横向刚度降低，偏转刚度仍能保持在较高的水平。尤其是纵向刚度要降低到原来的1/10，横向刚度要降低到原来的1/2以下。这在对轴箱拉杆球铰在纵向刚度的改变上提出了极为苛刻的要求，因此需要对现有的轴箱拉杆球铰在结构上进行很大幅度的改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何大幅度改变轴箱拉杆球铰的纵向刚度，让机车能平稳的通过较小的转弯和坡度较大的爬坡。

针对以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种轴箱拉杆球铰的纵向刚度调节结构，轴箱拉杆球铰包括外套、橡胶体和芯轴，橡胶体硫化在芯轴与外套之间，橡胶体在纵向方向的结构为纵向胶体，纵向胶体的内侧与芯轴硫化成一个整体，纵向胶体外侧的中部与外套内侧硫化在一起，纵向胶体外侧的两端设有调节孔，调节孔为盲孔。

进一步地，纵向胶体分布在橡胶体的纵向方向的两端，所述的橡胶体纵向方向的任意一端的纵向胶体在橡胶体的周向方向上的角度小于90度。

进一步地，调节孔在橡胶体的周向方向上的截面为一个封闭的曲线，所述封闭的曲线包括向橡胶体内侧凹陷的内凹弧段和向橡胶体外侧凸起的外凸弧段，所述的内凹弧段包括第一内凹弧段、第二内凹弧段和第三内凹弧段；外凸弧段的两端分别与第一内凹弧段、第三内凹弧段的一端连接，第一内凹弧段和第三内凹弧段的另一端分别与连接第二内凹弧段两端连接。

进一步地，纵向胶体的两端都设有端部凹槽，端部凹槽的截面由第一直线段、第二直线段和第三直线段围成，第二直线段的两端分别与第一直线段、第三直线段的一端连接。

进一步地，第一直线段与第二直线段之间的夹角为55-70度，第二直线段与第三直线段之间的夹角为120-135度。

一种轴箱拉杆球铰的纵向刚度调节方法，轴箱拉杆球铰包括外套、橡胶体和芯轴，将橡胶体硫化在芯轴与外套之间，在橡胶体的纵向方向设置纵向胶体；通过在纵向胶体外侧的两端开设调节孔，并通过改变调节孔的高度、宽度和长度来调节轴箱拉杆球铰的纵向刚度。

进一步地，将纵向胶体设在橡胶体的纵向方向的两侧，将纵向胶体的两端开盲孔形成调节孔，并使所述的两侧的纵向胶体在橡胶体的周向方向上的角度都小于90度，通过增加调节孔的高度、宽度和长度来减小轴箱拉杆球铰的纵向刚度。

进一步地，在纵向胶体的两端都设置端部凹槽，增加端部凹槽的高度和宽度都能减小轴箱拉杆球铰的纵向刚度。