一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆技术

一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，根据机车橡胶堆斜形布置的状况，在机车橡胶堆金属件与橡胶体接触的型面上设置与橡胶体受力方向相交的外凸筋条，通过改变金属件与橡胶体接触的面积和接触形态，来改变金属件与橡胶体接触型面的应力状况，提高机车橡胶堆抗撕裂能力；在机车橡胶堆的金属件与橡胶体结合的金属件的型面上，设置与机车橡胶堆受力方向交叉的外凸筋条，外凸筋条的长度方向与机车橡胶堆剪切受力方向成一定角度相交。本发明专利技术在斜形布置的橡胶堆金属件上增加突出筋条，通过突出筋条调整橡胶件与金属件接触的型面条件，以此来改善橡胶体内和橡胶堆的橡胶与金属件接触的端口应力分布状况，有效防止橡胶与金属件撕裂现象。

【技术实现步骤摘要】
一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆
本专利技术涉及到一种轨道车辆部件的抗剪切力的方法及其结构，尤其是指一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，该种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆可有效提高机车橡胶堆的抗剪切性能；属于轨道车辆部件制作

技术介绍
现在金属与橡胶结合所形成的金属机车橡胶堆已经广泛应用于铁路车辆的各种减振系统中，其中包括一系或二系悬挂系统，是车辆转向架上核心减振部件，通过空车和重车状态下的垂向位移，为车辆提供合适的回转力矩，保证车辆的横向稳定性和过曲线性能。其核心性能包括垂向刚度、横向刚度、疲劳性能和蠕变性能。现有的用于车辆的金属机车橡胶堆，多为橡胶加金属隔板复合的结构件，且橡胶与金属是采用整体硫化形成的机车橡胶堆，机车橡胶堆作为机车车辆二系悬挂的弹性元件，已在国内外铁路上得到了广泛的应用，而且很多都是采用斜形布置的机车橡胶堆。但是现在的机车橡胶堆在实际应用中发现，很多斜形布置的机车橡胶堆，如锥形机车橡胶堆、空气弹簧机车橡胶堆等，经常出现端口部分橡胶开裂的情况。经过现场分析，发现之所以出现橡胶开裂的情况是因为机车橡胶堆是安装在一个具有剪切力作用的斜面布置的工况场所，因此当剪切力过大时，很容易在金属与橡胶的结合面出现撕裂的现象，由于之前的研究主要集中在橡胶型面的设计，没有从应力的集中角度去考虑橡胶金属结合面的剪切力作用的影响，所以只是简单设置为内凹性弧面橡胶型面，或在橡胶中间增加中间隔板，这样导致机车橡胶堆在运行过程中，橡胶型面在反复形变的剪切力作用下很容易出现撕裂现象，进而影响机车橡胶堆的整体性能，因此很有必要对此加以改进。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下几个：1、专利号为CN201120185222.7，名称为“一种重载铁路货车车用橡胶弹性旁承”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的技术专利，该专利公开了一种重载铁路货车用橡胶弹性旁承，包括旁承硫化体、支撑板和磨耗板，其中，所述旁承硫化体包括顶座、橡胶件、隔板和旁承底座，所述顶座为V型结构，在顶座外侧硫化固定一层橡胶件，在橡胶件与顶座接触面平行的另一面硫化固定有隔板，再在隔板的另一面硫化固定另一个橡胶体，橡胶体与隔板进行如上交替叠层硫化固定，橡胶体与隔板形成一个多层V型三明治机车橡胶堆结构的整体；所述的V型三明治机车橡胶堆结构的整体的最后一层为橡胶体，该层橡胶体与底座硫化固定为一体，所述的支撑板固定在顶座上方，所述磨耗板嵌装于支撑板上部。2、专利号为CN200910043954.X，名称为“一种轨道车辆转向架轴箱弹簧减振方法及轴箱弹簧”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的专利技术专利，该专利公开了轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法及轴箱弹簧，采用两级减振方式；轴箱弹簧为一个主簧和一个辅助簧组合形成的复合轴箱弹簧；主簧仍采用现在的金属橡胶复合圆锥形簧；在主簧上面配套设有一个剪切型受力的锥台机车橡胶堆辅助簧。剪切型受力的锥台机车橡胶堆辅助簧位于主簧之上，在主簧压缩与之接触时通过承受剪切力予以减振。包括一个主簧，主簧为金属橡胶复合圆锥形簧，在主簧之上串接有一个剪切型锥台机车橡胶堆辅助簧，由主簧和一个剪切型锥台机车橡胶堆辅助簧组合形成的复合轴箱弹簧。3、专利号为CN201620753729.0，名称为“二系弹性悬挂装置”，申请人为：南车眉山车辆有限公司的技术专利，该专利公开了一种二系弹性悬挂装置，包括机车橡胶堆，其特征在于所述的机车橡胶堆上串联锥形橡胶弹簧，所述的机车橡胶堆水平设置，所述的锥形橡胶弹簧垂直设置于机车橡胶堆的顶部。该专利通过机车橡胶堆与锥形橡胶弹簧的串联，获得较小的垂向刚度、纵向刚度和横向刚度，从而可提供较大的垂直及横向位移，满足低地板车辆实际运行需求；调整锥形橡胶弹簧的垂向刚度即调整本技术的垂向刚度，调整机车橡胶堆的纵向和横向刚度即调整本技术的纵向和横向刚度，使垂向、横向和纵向刚度易匹配。通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及了对锥形或斜形布置的机车橡胶堆或橡胶簧及其结构，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利都只是机车橡胶堆的主体结构的一些变化，并没有涉及到橡胶结合型面的改善，因此在实际应用过程中仍会出现前面所述的问题，所以仍有待进一步加以研究改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有机车橡胶堆在运行过程中，橡胶与金属接触型面在反复形变受剪切后很容易出现橡胶型面撕裂的现象，提出一种新的机车橡胶堆的橡胶型面调整方法及机车橡胶堆，该种机车橡胶堆的橡胶型面调整方法及机车橡胶堆能在发生剪切压缩变形时，橡胶金属接触面能有效分散和减小剪切应力，避免在橡胶接触型面撕裂。为了达到这一目的，本专利技术提供了一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法，根据机车橡胶堆斜形布置的状况，在机车橡胶堆金属件与橡胶体接触的型面上设置与橡胶体受力方向相交的外凸筋条，通过改变金属件与橡胶体接触的面积和接触形态，来改变金属件与橡胶体接触型面的应力状况，提高机车橡胶堆抗撕裂能力。进一步地，所述在机车橡胶堆金属件与橡胶体接触的型面上设置与橡胶体受力方向相交的外凸筋条是在机车橡胶堆金属件与橡胶体结合的斜形布置金属型面上，设置与机车橡胶堆受力方向交叉的外凸状的外凸筋条，外凸筋条在金属型面上按照整体长度方向与机车橡胶堆受力方向成交叉角度相交布置；即外凸筋条的轴线与橡胶堆受力方向相互交叉布置。进一步地，所述的通过外凸筋条改变金属件与橡胶体的接触面积和接触形态是通过改变外凸筋条的截面形状来增加金属件与橡胶体的接触面积，以降低橡胶与金属结合面的表面应力；并通过改变外凸筋条的表面形状来调整金属件与橡胶体接触面以及橡胶体内的应力分布情况，改善金属件与橡胶体接触面以及橡胶体内的应力分布不合理的现象。进一步地，所述的改变外凸筋条的截面形状来增加金属件与橡胶体的接触面积是在斜形金属件的表面上，通过外凸筋条的凸起使得剪切力方向的橡胶与金属件的接触表面积增加，以此增加金属件与橡胶体在剪切力方向的接触面积，进一步改善接合面的应力状况。进一步地，所述的通过改变外凸筋条的表面形状来调整金属件与橡胶体接触面以及橡胶体内的应力分布情况是通过改变斜形金属件的表面上外凸筋条凸起的表面形状，使得橡胶体在受到作用力时，斜形金属件表面上的外凸筋条能够依据改变凸起的表面形状，使得橡胶件能从各个方向得到反作用力，从而改善橡胶体内部的受力状况，进一步提高斜形机车橡胶堆抗剪切能力。进一步地，所述的改变斜形金属件的表面上外凸筋条凸起的表面形状是根据斜形布置机车橡胶堆倾斜的角度设置不同弧线形突出形面的外凸型突条，使得所设外凸型突条在剪切力的作用下能有效从各个方向改变橡胶体内的应力分布状况，避免在橡胶体与金属型面结合的端口部形成局部的拉扯应力，从而防止橡胶体与金属型面结合的端口部出现撕裂的现象。进一步地，所述的设置不同弧线形突出形面的外凸型突条是设定斜形布置机车橡胶堆倾斜的角度为α，则外凸型突条的突出高度为h，外凸型突条的突出高度h随机车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法，其特征在于：根据机车橡胶堆斜形布置的状况，在机车橡胶堆金属件与橡胶体接触的型面上设置与橡胶体受力方向相交的外凸筋条，通过改变金属件与橡胶体接触的面积和接触形态，来改变金属件与橡胶体接触型面的应力状况，提高机车橡胶堆抗撕裂能力。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法，其特征在于：根据机车橡胶堆斜形布置的状况，在机车橡胶堆金属件与橡胶体接触的型面上设置与橡胶体受力方向相交的外凸筋条，通过改变金属件与橡胶体接触的面积和接触形态，来改变金属件与橡胶体接触型面的应力状况，提高机车橡胶堆抗撕裂能力。


2.如权利要求1所述的防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，其特征在于：所述在机车橡胶堆金属件与橡胶体接触的型面上设置与橡胶体受力方向相交的外凸筋条是在机车橡胶堆金属件与橡胶体结合的斜形布置金属型面上，设置与机车橡胶堆受力方向交叉的外凸状的外凸筋条，外凸筋条在金属型面上按照整体长度方向与机车橡胶堆受力方向成交叉角度相交布置；即外凸筋条的轴线与橡胶堆受力方向相互交叉布置。


3.如权利要求1所述的防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，其特征在于：所述的通过外凸筋条改变金属件与橡胶体的接触面积和接触形态是通过改变外凸筋条的截面形状来增加金属件与橡胶体的接触面积，以降低橡胶与金属结合面的表面应力；并通过改变外凸筋条的表面形状来调整金属件与橡胶体接触面以及橡胶体内的应力分布情况，改善金属件与橡胶体接触面以及橡胶体内的应力分布不合理的现象。


4.如权利要求3所述的防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，其特征在于：所述的改变外凸筋条的截面形状来增加金属件与橡胶体的接触面积是在斜形金属件的表面上，通过外凸筋条的凸起使得剪切力方向的橡胶与金属件的接触表面积增加，以此增加金属件与橡胶体在剪切力方向的接触面积，进一步改善接合面的应力状况。


5.如权利要求3所述的防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，其特征在于：所述的通过改变外凸筋条的表面形状来调整金属件与橡胶体接触面以及橡胶体内的应力分布情况是通过改变斜形金属件的表面上外凸筋条凸起的表面形状，使得橡胶体在受到作用力时，斜形金属件表面上的外凸筋条能够依据改变凸起的表面形状，使得橡胶件能从各个方向得到反作用力，从而改善橡胶体内部的受力状况，进一步提高斜形机车橡胶堆抗剪切能力。


6.如权利要求5所述的防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，其特征在于：所述的改变斜形金属件的表面上外凸筋条凸起的表面形状是根据斜形布置机车橡胶堆倾斜的角度设置不同弧线形突出形面的外凸型突条，使得所设外凸型突条在剪切力的作用下能有效从各个方向改变橡胶体内的应力分布状况，避免在橡胶体与金属型面结合的端口部形成局部的拉扯应力，从而防止橡胶体与金属型面结合的端口部出现撕裂的现象。


7.如权利要求6所述的防止机车斜形橡胶堆撕裂的方法及机车橡胶堆，其特征在于：所述的设置不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾慧，程海涛，
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