[发明专利]防止多层杆端球铰中隔片变形的硫化成型方法及硫化模具

说明书

本发明涉及橡胶‑金属复合弹性件加工技术领域，具体公开了一种防止多层杆端球铰中隔片变形的硫化成型模具，包括注胶筒和位于注胶筒内侧的注胶镶块，杆端球铰置于注胶镶块内，注胶筒和注胶镶块上分别设有位于杆端球铰轴向上的多个注胶槽和注胶腔，注胶腔的底壁上设有与各注胶层的流道口连通的多个环形注胶流道，多个注胶腔上的环形注胶流道共同形成多个与注胶层相对应的注胶圈层。本发明还提供了一种防止多层杆端球铰中隔片变形的硫化成型方法，通过调整弧形注胶流道的流道口面积来控制注胶量，以使得多层杆端球铰中每一个注胶层内的橡胶同时注满，可防止隔片变形或产生移位现象。

技术领域

本发明涉及一种防止多层杆端球铰中隔片变形的硫化成型方法及硫化模具，属于橡胶-金属复合弹性件加工技术领域。

背景技术

杆端球铰是重要的减震连接元件，多用于火车、高铁、汽车或轮船上，当车体承受径向、扭转和偏转等复杂载荷工况时，通过杆端球铰的变形来承受偏扭转角度和径向载荷，防止车体在运行时侧翻。目前杆端球铰普遍采用纯金属关节形式或金属外套-单层橡胶层-金属内套的单层橡胶关节硫化体形式；纯金属关节形式环境适应性差，尤其在砂尘环境下易产生磨损，在实际应用过程中常出现大面积异响，无法从对金属关节的改进中改善异响问题，导致金属关节的使用寿命降低，且纯金属关节形式价格高昂；金属外套-单层橡胶层-金属内套的单层橡胶关节形式的杆端球铰径向刚度小，仅能承受较小的径向刚度，抗偏扭载荷能力较差，在使用过程中橡胶层容易褶皱断裂，导致球铰的使用寿命低。

因此，为了增加橡胶体的径向刚度，使车体能承受更大的载荷，很多工况下会在橡胶层中增加隔套，隔套将橡胶层分成若干层而形成金属外套-橡胶层一-金属隔套-橡胶层二-金属隔套......橡胶层N-金属内套的多层杆端球铰结构；在多层杆端球铰的硫化过程中，通常需要向外套、隔套和内套之间注胶，现有技术中，有如下专利涉及多层杆端球铰的注胶：专利号为“201010550506.1”，专利名称为“一种球面杆端球铰及成型球面杆端球铰的注胶方法”的发明专利，涉及对直升机旋翼球面杆端球铰以及成型球面杆端球铰过程中注胶方法的改进，该专利中包括如图1所示的大接头1、小接头2、5～30个球面金属隔片3和注胶层9内的橡胶体，大接头1的中心有一个贯通大接头1的大接头注胶孔1b，球面隔片3的中心有注胶孔3a，大接头注胶孔1b的外端口朝上，使用注胶机将橡胶从大接头注胶孔1b的外端口注入，橡胶通过球面隔片3注胶孔3a沿球面隔片3 之间的间隙流动，直到橡胶充满在大接头1与球面隔片3之间、相邻的球面隔片3之间以及球面隔片3与小接头2之间的间隙为止；上述注胶方法可以使球面隔片在注胶过程中受到橡胶注胶压力的作用下形成“拱桥” 排列，在受到从上往下的压力作用时，球面隔片可提高抗压能力，避免球面隔片在压力作用下发生变形或叠片，同时，本发明中注胶方法是顺着球面方向流动，可降低注胶阻力，提高胶液流动性，防止引起橡胶焦烧、橡胶硫化不均、橡胶致密度不足、橡胶与金属隔片粘接失效等问题。但是该专利里的注胶方法存在如下问题：

1、各层注胶层9内橡胶流入的时间和橡胶注满的时间均不同，不同注胶层9内将形成压力差而造成隔片3变形，具体为：该对比文件中的橡胶从一个大接头注胶孔1b中注入，橡胶再从上至下通过隔片3的注胶孔3a注入各胶层；如图1所示，橡胶将先从注胶孔1b中流入第一层注胶层9a处，再依次向下流入第二层注胶层、第三层注胶层、第四层注胶层9b......，最后流入第n层注胶层9n处；按照上述对比文件中的方法注胶，有的注胶层9内（如第一层注胶层9a内）的橡胶先流入且先注满，有的注胶层9内（如第n层注胶层9n内）的橡胶后流入，若第一层注胶层9a先填满，而第四层注胶层9b或第n层注胶层9n未填满，则第一层注胶层9a内会与第四层注胶层9b或第n层注胶层9n内形成压力差，进而因压力差导致隔片3变形。

2、缺胶现象，导致某些注胶层9内进胶量少甚至无法进胶，具体为：橡胶在注入流动的过程中会降温冷却进而导致橡胶的流动性变差，上述对比文件的注胶方式中，橡胶先流入第一层注胶层9a处，然后依次向下流动，由于下层注胶层9中的橡胶流动行程较远，存在橡胶还未填满下层注胶层9或还未流入下层注胶层9时，橡胶已降温且流动性已很差的风险，进而导致下层橡胶层中出现少胶或缺胶现象。