调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法及其产品技术

调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，包括由芯轴、橡胶层、隔层和外套组成的一系橡胶弹簧及锁紧外套，锁紧外套为瓣式组合结构，锁紧外套的内径d小于外套的外径D，锁紧外套中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，通过减小一系橡胶弹簧中芯轴、隔层及外套的锥角α，来减小一系橡胶弹簧的垂向刚度，通过调节锁紧外套的内径d，来调节一系橡胶弹簧的径向预压缩量。本发明专利技术即可调节一系橡胶弹簧的刚度，又可调节其径向预压缩量，在提高一系橡胶弹簧减振效果的同时，延长其疲劳寿命。本发明专利技术还提供一种按照调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法设计成的一系橡胶弹簧件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通车辆一系减振领域，主要涉及一种调节一系橡胶弹簧刚度及径向预缩量的方法及其产品，用于调节一系橡胶弹簧的刚度和径向预压缩量。
技术介绍
一系橡胶弹簧主要指金属橡胶结合的具有减振作用的弹簧，应用于车辆一系减振。一系橡胶弹簧是安装在轨道车辆轴箱和构架之间起支撑、减震降噪的作用，是常用的一种橡胶金属复合的减振降噪元件，安装在机车车辆一系悬挂的车体上，主要作用为承受车体和构架的载荷。采用金属件与橡胶通过胶黏剂在一定的温度和压力下硫化成一个整体，其作用是利用硫化橡胶起减振降噪作用，金属件用于支承和安装接口。随着机车车辆技术的发展，特别是高铁动车组、城轨、地铁和低地板车技术的发展，一系橡胶弹簧为了更好地满足保证车辆的动力学要求和安全性，要求一系橡胶弹簧具有较小的垂向和横向刚度，较大的纵向刚度，其中小的垂向刚度有利于提高车辆运行的舒适性，小的横向刚度及大的纵向刚度有利于车辆的运行稳定性及过曲线能力。由于橡胶产品具有抗压不抗拉的特性, 为抵消产品使用过程中的拉伸变形，使产品一直处于压缩状态，通常会对橡胶产品进行预压缩设计,达到提高产品使用寿命的目的。在现有的一系橡胶弹簧,由于芯轴、隔板和外套是带锥角的结构,因此在垂向空载下,仍然有径向的分力来实现产品的径向预压缩。随着目前轨道交通的发展，特别是城市列车及高速列车的发展，对车辆运行的安全可靠性、舒适性及使用寿命上提出了更高的要求。在舒适性方面，产品垂向刚度越小，能实现的减震效果越好。垂向刚度的减小最简单的方式是减小芯轴、隔板及外套的锥角α，如图1所示，芯轴、隔板及外套的锥角α约为10°-30°，调节锥角角度，能实现产品垂向、径向刚度的调节，满足产品的不同刚度要求。在产品装车情况下，产品垂向会受到空车载荷F的预压，锥角将空车载荷F分散到径向的分力为F1，同时为径向提供预压缩。当垂向刚度要求很小时，芯轴、隔板及外套的锥角α需要设计的很小，甚至可能出现锥角α接近0的现象。此时，一系橡胶弹簧装车后空载载荷F的分力F1会很小，导致橡胶的径向压缩量减小。径向受载时，当径向的变形量大于径向的预压缩量时，产品的径向方向上橡胶会出现拉扯变形，这种拉伸应变极不利于橡胶产品的疲劳寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，即可调节一系橡胶弹簧的刚度，又可调节其径向预压缩量，在提高一系橡胶弹簧减振效果的同时，延长其疲劳寿命。本专利技术还提供一种按照调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法设计成的一系橡胶弹簧件。为达到上述目的本专利技术采用的技术方案是：调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，包括由芯轴、橡胶层、隔层和外套组成的一系橡胶弹簧及锁紧外套，其特征在于所述的锁紧外套为瓣式组合结构，锁紧外套的内径d小于所述外套的外径D，锁紧外套中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，通过减小一系橡胶弹簧中芯轴、隔层及外套的锥角α，来减小一系橡胶弹簧的垂向刚度，通过调节锁紧外套的内径d，来调节一系橡胶弹簧的径向预压缩量。优选的，所述的隔层和外套均为以一系橡胶弹簧纵向中心线对称的两瓣弧结构，在两瓣弧结构之间形成沿轴向的通孔，使一系橡胶弹簧的横向刚度减小，通过调节通孔的大小来调节一系橡胶弹簧横向刚度的减少量。优选的，将所述的锁紧外套中相邻的瓣块相接触的侧面设计成互相契合的形状。优选的，将所述的锁紧外套设计成两瓣组合结构。优选的，减小外套的壁厚，使所述的外套的壁厚约等于隔层的壁厚。按照以上所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法设计成的一系橡胶弹簧件，包括由芯轴、橡胶层、隔层和外套组成的一系橡胶弹簧及锁紧外套，其特征在于所述的锁紧外套为瓣式组合结构，锁紧外套的内径d小于所述外套的外径D，锁紧外套中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，所述的芯轴、隔层及外套的锥角α减小到0~10°。优选的，所述的隔层和外套均为以一系橡胶弹簧纵向中心线对称的两瓣弧结构，在两瓣弧结构之间形成沿轴向的通孔。优选的，所述的锁紧外套为两瓣组合结构，两个瓣块相接触的侧面为互相契合的形状。优选的，所述的外套的壁厚约等于隔层的壁厚。优选的，所述的外套的外径D与锁紧外套的内径d的差值为1mm~5mm。本专利技术的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，在减小锥角α的同时，将锁紧外套套在一系橡胶弹簧的外套上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，避免由于锥角α的减小，造成一系橡胶弹簧径向预压缩量减小，在提高一系橡胶弹簧减振效果的同时，延长其疲劳寿命，可有效提高车辆运行的舒适性和安全性。锁紧外套采用瓣式组合结构，锁紧外套中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套上，锁紧外套的拆装方便 ，结构简单，通过瓣块间的互相锁紧力，使一系橡胶弹簧径向压缩，方便一系橡胶弹簧径向预压缩量的调节。按照本专利技术的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法设计成的一系橡胶弹簧件，维角α减小到0~10°，使一系橡胶弹簧获得较小的垂向刚度，多瓣弧式组合结构的锁紧外套，使一系橡胶弹簧获得径向承载时所需的径向预压缩量，一系橡胶弹簧的减振效果更好，疲劳寿命更长，一系橡胶弹簧的使用安全性更高。附图说明图1为现有技术中的一系橡胶弹簧的结构示意图。图2为按照具体实施例中所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法设计成的一系橡胶弹簧件的剖视图。图3为图2的A-A向剖视图。图4为锁紧外套的平面结构示意图。图5为图4的A-A向剖视图。图6为锁紧外套的立体结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例做详细说明。如图2至图6所示，调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，包括由芯轴1、橡胶层2、隔层3和外套4组成的一系橡胶弹簧及锁紧外套5，所述的锁紧外套5为瓣式组合结构，锁紧外套5的内径d小于所述外套4的外径D，锁紧外套5中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套4上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，通过减小一系橡胶弹簧中芯轴1、隔层3及外套4的锥角α，来减小一系橡胶弹簧的垂向刚度，通过调节锁紧外套5的内径d，来调节一系橡胶弹簧的径向预压缩量。以上所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，利用减小一系橡胶弹簧中芯轴1、隔层3及外套4的锥角α来实现一系橡胶张的小垂向刚度，并通过多瓣式组合结构的锁紧外套5套在外套4来解决由于锥角α减小带来的径向预压缩量无法保证的问题，合适的预压缩量设计能保证一系橡胶弹簧径向受载时仍处于压缩状态，避免橡胶因拉扯产生变形，从延长一系橡胶弹簧的疲劳寿命。根据一系橡胶弹簧减振要求的不同，采用角度不同的锥角α，锥角α越小，一系橡胶弹簧的垂直刚度越小，可满足减振过程中，极小垂直刚度的要求，极大的提高车辆运行性的舒适性，通过调节锁紧外套5的内径d来调节一系橡胶弹簧的预压缩量，使一系橡胶弹簧达到不同径向载荷的要求。以上所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，在减小锥角α的同时，将锁紧外套5套在一系橡胶弹簧的外套上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，避免由于锥角α的减小，造成一系橡胶弹簧径向预压缩量减小，在提高一系橡胶弹簧减振效果的同时，延长其疲劳寿命，可有效提高车辆运行的舒适性和安全性。锁紧外套5采用瓣式组合结构，锁紧外套5中相邻的瓣块51相互锁紧套在所述的外套4上，锁紧外套5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，包括由芯轴（1）、橡胶层（2）、隔层（3）和外套（4）组成的一系橡胶弹簧及锁紧外套（5），其特征在于所述的锁紧外套（5）为瓣式组合结构，锁紧外套（5）的内径d小于所述外套（4）的外径D，锁紧外套（5）中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套（4）上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，通过减小一系橡胶弹簧中芯轴（1）、隔层（3）及外套（4）的锥角α，来减小一系橡胶弹簧的垂向刚度，通过调节锁紧外套（5）的内径d，来调节一系橡胶弹簧的径向预压缩量。

【技术特征摘要】
1.调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，包括由芯轴（1）、橡胶层（2）、隔层（3）和外套（4）组成的一系橡胶弹簧及锁紧外套（5），其特征在于所述的锁紧外套（5）为瓣式组合结构，锁紧外套（5）的内径d小于所述外套（4）的外径D，锁紧外套（5）中相邻的瓣块相互锁紧套在所述的外套（4）上，现实一系橡胶弹簧的径向预压缩，通过减小一系橡胶弹簧中芯轴（1）、隔层（3）及外套（4）的锥角α，来减小一系橡胶弹簧的垂向刚度，通过调节锁紧外套（5）的内径d，来调节一系橡胶弹簧的径向预压缩量。2.根据权利要求1所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，其特征在于所述的隔层（3）和外套（4）均为以一系橡胶弹簧纵向中心线对称的两瓣弧结构，在两瓣弧结构之间形成沿轴向的通孔（6），使一系橡胶弹簧的横向刚度减小，通过调节通孔（6）的大小来调节一系橡胶弹簧横向刚度的减少量。3.根据权利要求1所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，其特征在于将所述的锁紧外套（5）中相邻的瓣块（51）相接触的侧面设计成互相契合的形状。4.根据权利要求3所述的调节一系橡胶弹簧刚度及径向预压缩量的方法，其特征在于将所述的锁紧外套（5）设计成两瓣组合结构。5.根据权利要求1至权利要求4任一项所述的调...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐维，柳禄泱，董永，冯万盛，屈孝波，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43