一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，包括金屬底板、彈性體橡膠、兩層金屬隔板及金屬頂板。將彈性體橡膠、金屬底板、兩層金屬隔板和金屬頂板通過硫化成為整體；金屬底板底部?jī)蓚?cè)設(shè)有對(duì)稱的兩安裝孔，底部中間為直通孔結(jié)構(gòu)，上部為圓柱形結(jié)構(gòu)，其縱截面內(nèi)部為錐形結(jié)構(gòu)，與底部中間直通孔相連；兩層金屬隔板大小不同，但厚度尺寸相同，結(jié)構(gòu)類似，均為錐形結(jié)構(gòu)；金屬頂板分為上中下三部分結(jié)構(gòu)，上下均為直圓柱形結(jié)構(gòu)，中間部分為主要結(jié)構(gòu)，其外部截面結(jié)構(gòu)也為錐形結(jié)構(gòu)，通過設(shè)計(jì)兩層金屬隔板將金屬頂板及金屬底板之間的彈性體橡膠分割成三層等厚橡膠層。
【專利說明】—種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種減振部件，特別是指橡膠減振產(chǎn)品具體涉及一種主要用于各種軌道車輛一系懸掛減振系統(tǒng)，特別用于要求實(shí)現(xiàn)小空間尺寸大剛度大變形及限位功能的橡膠減振器，同時(shí)也可以適用于工程機(jī)械等任何彈性減振部位。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠金屬復(fù)合減振器是最為常見的一種橡膠減振器，可廣泛應(yīng)用于各種減振限位場(chǎng)所，尤其是軌道車輛的轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)中應(yīng)用十分普遍。為保證車輛具有良好的穩(wěn)定性，在許多轉(zhuǎn)向架上給限位保護(hù)橡膠減振器預(yù)留的空間較小，要求橡膠減振器高度空間尺寸在60mm以下。另外，壓縮橡膠減振器的部件其表面直徑較小，因此要求與之相接觸的減振器工作表面直徑也相應(yīng)較小，要求在100_以下。該類型橡膠減振器一般在主要的一系減振器失效情況下起限位保護(hù)作用，因此要求該橡膠減振器具有較大的垂向壓縮剛度(10kN/_以上)及帶硬止擋限位保護(hù)功能，較大的壓縮剛度保證空間尺寸較小的橡膠減振器能夠代替主要一系減振部件進(jìn)行承載，在橡膠減振器工作過程中，為了保護(hù)安裝在轉(zhuǎn)向架上的各類設(shè)備，要求橡膠減振器具有較大的變形能力(6_以上)，通過橡膠的逐漸壓縮變形來緩沖在主一系減振部件失效下對(duì)各類設(shè)備的沖擊。橡膠堆類減振器是比較常見的一種壓縮型橡膠減振器，可在較小的空間尺寸內(nèi)通過調(diào)整中間金屬隔板的數(shù)量來使減振器獲得較大的垂向壓縮剛度，但由于橡膠堆類減振器為純壓縮型減振器，受橡膠厚度限制其變形能力一般較小，在提供較大的垂向壓縮剛度時(shí)其變形能力較差，同時(shí)在較小的空間內(nèi)增加硬止擋功能對(duì)減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大大加大，且制造成本也將大大增加。
[0003]隨著車輛技術(shù)的發(fā)展，車輛懸掛件需要更好地滿足車輛的動(dòng)力學(xué)要求。不同的車型對(duì)橡膠減振器的要求也完全不同。當(dāng)要求橡膠減振器在具有較小的高度空間尺寸(60_以下)及較小直徑尺寸(100mm以下)的工作表面同時(shí)實(shí)現(xiàn)大壓縮剛度(lOkN/mm以上)、大變形(6_以上)及硬止擋功能時(shí)，普通的橡膠堆類結(jié)構(gòu)減振器設(shè)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)，需要采用一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足上述要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有橡膠減振器結(jié)構(gòu)的不足，提供一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋橡膠減振器，既能滿足具有較小的高度空間尺寸及較小直徑尺寸的工作表面要求，同時(shí)能夠提供硬止擋限位保護(hù)功能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較大的垂向壓縮剛度及較大的壓縮變形。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，包括金屬底板、彈性體橡膠、兩層金屬隔板及金屬頂板。將彈性體橡膠、金屬底板、兩層金屬隔板和金屬頂板通過硫化成為整體。金屬底板底部?jī)蓚?cè)設(shè)有對(duì)稱的兩安裝孔，底部中間為直通孔結(jié)構(gòu)，上部為圓柱形結(jié)構(gòu)，其縱截面內(nèi)部為錐形結(jié)構(gòu)，與底部中間直通孔相連；兩層金屬隔板大小不同，但厚度尺寸相同，結(jié)構(gòu)類似，均為錐形結(jié)構(gòu)；金屬頂板在橡膠向金屬底板方向變形過程中穿過金屬底板的通孔與構(gòu)架接觸，實(shí)現(xiàn)硬止擋功能，金屬頂板分為上中下三部分結(jié)構(gòu)，上下均為直圓柱形結(jié)構(gòu)，中間部分為主要結(jié)構(gòu)，其外部截面結(jié)構(gòu)也為錐形結(jié)構(gòu)。通過設(shè)計(jì)兩層金屬隔板將金屬頂板及金屬底板之間的彈性體橡膠分割成三層等厚橡膠層。金屬底板、兩層金屬隔板及金屬頂板上的錐形結(jié)構(gòu)使得每橡膠層在空間上呈一定的傾斜角度。
[0006]本實(shí)用新型所提出的減振器在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)在于:該減振器包括金屬底板、兩層金屬隔板及金屬頂板及彈性體橡膠，減振器的自由高尺寸(Hl)在60_以下，一般控制在36mnT60mm之間；金屬底板兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱的兩安裝孔,通過該安裝孔將減振器固定在構(gòu)架安裝面，金屬頂板作為該減振器提供硬止擋功能部件，金屬頂板上部頂面距金屬底板底面安裝面的距離(H2)，即距構(gòu)架安裝面的尺寸，該尺寸(H2)為減振器的最大變形尺寸及硬止擋擋死距離，金屬頂板下部底面為承載接觸面，減振器通過兩層金屬隔板將彈性體橡膠部分為在空間上呈一定傾斜角度(α )的三層等厚環(huán)狀結(jié)構(gòu)，傾斜角角度(α ) 一般在30° ^44°或者46°飛0°之間。金屬底板從外部形狀上可分為兩部分結(jié)構(gòu)，底部為帶有一定厚度尺寸的板材結(jié)構(gòu)，板材外形輪廓可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，板材結(jié)構(gòu)部分兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱的兩個(gè)安裝孔，中間為通孔；金屬底板另一部分結(jié)構(gòu)為上部圓柱形結(jié)構(gòu)，垂直與底部板材相連，而圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)截面為帶有一定傾斜角度(α )的錐形通孔結(jié)構(gòu)，該錐形通孔與金屬底板底部板材中間通孔結(jié)構(gòu)相連。兩層金屬隔板尺寸大小不同，但厚度尺寸相同，結(jié)構(gòu)類似，均為錐環(huán)形結(jié)構(gòu)，其傾斜角的角度(α )與金屬底板上部圓柱形內(nèi)部錐形通孔結(jié)構(gòu)相同，;金屬隔板并非全段均采用錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其內(nèi)部上端設(shè)計(jì)直通孔結(jié)構(gòu)，外部下端設(shè)計(jì)一段直圓柱外形結(jié)構(gòu)，便于減振器成型時(shí)模具鑲塊取出及避免減振器在工作過程中外部錐形結(jié)構(gòu)鈍邊對(duì)橡膠的破壞，同時(shí)也能夠降低金屬隔板在橡膠大變形下的應(yīng)力。金屬頂板采用實(shí)心設(shè)計(jì)，從高度方向可分為上中下三部份結(jié)構(gòu)，中間部分為金屬頂板的主要結(jié)構(gòu)，其縱截面外部為錐形平臺(tái)結(jié)構(gòu)，錐形傾斜角的角度(α )與金屬底板及金屬隔板相同，金屬頂板上下部分均為直圓柱形結(jié)構(gòu)，高度較小，減振 器在最大工作載荷下，金屬頂板上部端面向金屬底板方向變形過程中穿過金屬底板的通孔與構(gòu)架安裝面接觸，起硬止擋限位功能，同時(shí)對(duì)構(gòu)架產(chǎn)生一定的沖擊作用，因此金屬頂板上端面采取直圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而非中間部分錐形結(jié)構(gòu)直接延伸設(shè)計(jì)，其目的在于通過增大金屬頂板上部直徑尺寸(D3)，增加頂板上部與構(gòu)架安裝面的接觸面積，從而降低減振器金屬頂板作為硬止擋對(duì)構(gòu)架單位面積上的的沖擊應(yīng)力。金屬頂板下部結(jié)構(gòu)類似金屬隔板外部下端結(jié)構(gòu)，同樣采用一段高度的直圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也非中間部分錐形結(jié)構(gòu)直接延伸設(shè)計(jì)，目的在于降低減振器橡膠變形向外擴(kuò)張時(shí)金屬頂板外部錐形結(jié)構(gòu)鈍邊對(duì)橡膠的破壞。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:該減振器在高度方向具有較小的空間尺寸，其自由高尺寸(Hl)小于60mm,且該減振器的工作表面直徑尺寸(Dl)小于100mm, —般控制在45mnTl00mm之間，滿足小高度空間尺寸要求；采用兩層金屬隔板將彈性體橡膠分割成三層等厚傾斜環(huán)狀橡膠層，實(shí)現(xiàn)壓縮方向lOkN/mm以上的大壓縮剛度；金屬頂板起硬止擋功能作用，通過與構(gòu)架安裝面接觸實(shí)現(xiàn)該功能，金屬頂板上部表面與構(gòu)架安裝面的距離尺寸(H2)在6mm以上,一般控制在6mnTl0mm之間，從設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)減振器大變形能力要求。由于要求減振器的空間尺寸較小，特別是自由高尺寸(Hl)在60_以下時(shí)，若采用多層的橡膠堆結(jié)構(gòu)，其橡膠層厚度較小，在滿足大剛度要求前提下，在設(shè)計(jì)時(shí)也可設(shè)計(jì)硬止擋的擋死距離(H2)在6mm以上，但由于橡膠堆結(jié)構(gòu)減振器在承載時(shí)橡膠為純壓縮變形，其變形能力較差，在較小的膠層厚度下是很難完全實(shí)現(xiàn)6_以上的大變形能力。本實(shí)用新型所提出的減振器設(shè)計(jì)三層等厚環(huán)狀并且在空間呈一定傾斜角度(α )橡膠層，橡膠在受載時(shí)既產(chǎn)生剪切變形又產(chǎn)生壓縮變形，提供橡膠的變形能力，實(shí)現(xiàn)6mm以上的大變形能力要求。
[0008]本實(shí)用新型通過巧妙的設(shè)計(jì)組合，實(shí)現(xiàn)了在較小的設(shè)計(jì)空間尺寸內(nèi)設(shè)計(jì)出了滿足大剛度、大變形同時(shí)實(shí)現(xiàn)硬止擋功能的要求的橡膠減振器，同時(shí)也考慮了安裝、應(yīng)力等因素，特別是金屬頂板上部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免金屬頂板與構(gòu)架接觸因接觸面積較小而產(chǎn)生較大的應(yīng)力，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，適合推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例金屬底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例金屬隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例金屬隔頂板結(jié)構(gòu)示意圖，用虛線劃分上中下三部分結(jié)構(gòu)；
[0014]圖中:H1、減振器的自由高尺寸；D1、金屬頂板承載表面的直徑尺寸；D2、金屬底板底部直通孔直徑；D3、金屬頂板上端面直徑尺寸；α、截面傾角角度；Η2、金屬頂板上部頂面與金屬底板底面安裝面之間的距離；
[0015]1、金屬底板；2、彈性橡膠體；3、金屬隔板一；4、金屬隔板二；5、金屬頂板；6、安裝孔、7、金屬底板底部板材結(jié)構(gòu)；8金屬底板上部圓柱結(jié)構(gòu)；9、金屬頂板上部；10、金屬頂板中部；11、金屬頂板下部。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1給出了本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，通過附圖可以看出，本實(shí)用新型為一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋橡膠減振器，包括金屬底板1、彈性體橡膠2、金屬隔板一 3、金屬隔板二 4及金屬頂板5。減振器的自由高尺寸(Hl)在60mm以下，一般控制在36mnT60mm之間，較佳的尺寸值為36mm、45mm或60mm ;金屬頂板5為減振器承載部件，其承載表面的直徑尺寸(Dl)在IOOmm以下，一般控制在45mnTl00mm之間，較佳的尺寸值為45mm、70mm或100mm。金屬底板I底部?jī)蓚?cè)設(shè)有對(duì)稱的兩安裝孔6,底部中間為直通孔結(jié)構(gòu)，上部為圓柱形結(jié)構(gòu)8，圓柱形結(jié)構(gòu)8垂直與底部板材結(jié)構(gòu)7相連，圓柱形結(jié)構(gòu)8縱截面內(nèi)部為錐形結(jié)構(gòu)，截面呈一定的傾角角度(α)，傾斜角角度(α)—般在30°?44°或者46°?60°之間，較佳的角度值為30°、40°、44°、46°、50°或60°。圓柱形結(jié)構(gòu)8與金屬底板I底部中間通孔相連；兩層金屬隔板大小不同，但厚度尺寸相同，結(jié)構(gòu)類似，均為錐形結(jié)構(gòu)，截面傾角與金屬底板I圓柱形結(jié)構(gòu)8截面的傾角角度(α )大小相同，金屬隔板內(nèi)部上端設(shè)計(jì)直通孔結(jié)構(gòu)，外部下端設(shè)計(jì)一段直圓柱外形結(jié)構(gòu)，便于減振器成型時(shí)模具鑲塊取出及避免減振器在工作過程中外部錐形結(jié)構(gòu)鈍邊對(duì)橡膠的破壞，同時(shí)也能夠降低金屬隔板在橡膠大變形下的應(yīng)力。金屬頂板5采用實(shí)心設(shè)計(jì)，從高度方向可分為上中下三部份結(jié)構(gòu)，中間結(jié)構(gòu)10為金屬頂板的主要結(jié)構(gòu)，其縱截面外部為錐形結(jié)構(gòu)，錐形結(jié)構(gòu)的傾斜角度(α )與金屬底板及金屬隔板相同。金屬頂板上下部分均為直圓柱形結(jié)構(gòu)，高度較小。金屬頂板上部9頂面與金屬底板I底面安裝面有一定的距離(Η2)，即距構(gòu)架安裝面的尺寸，該尺寸(Η2)即為減振器的最大變形尺寸及硬止擋擋死距離。減振器在最大工作載荷下，金屬頂板上部端面將與構(gòu)架安裝面接觸，起硬止擋限位功能，同時(shí)對(duì)構(gòu)架產(chǎn)生一定的沖擊作用，因此金屬頂板上端面采取直圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而非中間部分錐形結(jié)構(gòu)直接延伸設(shè)計(jì)，其目的在于通過增大金屬頂板上部直徑尺寸(D3)，增加頂板上部與構(gòu)架安裝面的接觸面積，從而降低減振器金屬頂板作為硬止擋對(duì)構(gòu)架單位面積上的的沖擊應(yīng)力。金屬頂板下部結(jié)構(gòu)11類似金屬隔板外部下端結(jié)構(gòu)，同樣采用圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而非中間部分錐形結(jié)構(gòu)直接延伸設(shè)計(jì)，目的在于降低減振器橡膠變形向外擴(kuò)張時(shí)金屬頂板外部錐形結(jié)構(gòu)鈍邊對(duì)橡膠的破壞。
[0018]通過設(shè)計(jì)金屬隔板一 3及金屬隔板二 4將金屬頂板I及金屬底板5之間的彈性體橡膠2分割成三層等厚橡膠層，實(shí)現(xiàn)壓縮方向lOkN/mm以上的大剛度要求。由于金屬底板、兩層金屬隔板及金屬頂板均采用相似的錐形結(jié)構(gòu)涉及，保證了每個(gè)橡膠層在空間上也呈相同角度(α )的傾斜結(jié)構(gòu)，使得在橡膠受載時(shí)既產(chǎn)生剪切變形又產(chǎn)生壓縮變形，提供橡膠的變形能力，實(shí)現(xiàn)6_以上的大變形能力要求。
[0019]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，包括金屬底板、彈性橡膠、金屬隔板以及金屬頂板，所述金屬底板、彈性橡膠、金屬隔板以及金屬頂板通過硫化形成一個(gè)整體；其特征在于，所述金屬底板為提供硬止擋功能的部件，所述金屬底板底部?jī)蓚?cè)設(shè)有對(duì)稱的兩安裝孔，所述金屬底板底部中間為直通孔結(jié)構(gòu)，所述金屬底板上部為直圓柱形結(jié)構(gòu)，所述金屬底板上部的縱截面內(nèi)部為錐形結(jié)構(gòu)，與底部中間直通孔相連；兩層所述金屬隔板將金屬頂板與金屬底板之間的彈性體橡膠分割成三層等厚橡膠層，所述金屬隔板為錐環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述金屬頂板為提供硬止擋功能的部件，所述金屬頂板包括上部、中部和下部三部分，所述金屬頂板上部與金屬頂板下部為直圓柱形結(jié)構(gòu)，所述金屬頂板中部的縱截面為錐形平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬底板、金屬隔板以及金屬頂板的傾斜角的角度為30°?44°或者46。?60。。
3.如權(quán)利要求2所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬底板、金屬隔板以及金屬頂板的傾斜角的角度為44°或47°。
4.如權(quán)利要求1所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬隔板下部設(shè)置有一段直圓柱外形結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬頂板下部的直徑小于100mm。
6.如權(quán)利要求5所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬頂板下部的直徑在45mnTl00mm之間。
7.如權(quán)利要求1所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述橡膠減振器的整體自由高度小于60_。
8.如權(quán)利要求7所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述橡膠減振器的整體自由高度在36mnT60_之間。
9.如權(quán)利要求1所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬頂板上部距所述金屬底板底部的距離大于6mm。
10.如權(quán)利要求9所述的一種小空間尺寸大剛度大變形帶硬止擋的橡膠減振器，其特征在于，所述金屬頂板上部距所述金屬底板底部的距離在6mnTl0mm之間。
【文檔編號(hào)】F16F7/108GK203500351SQ201320617219
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】羅俊, 蔣仲三, 馮萬盛, 肖祥龍, 王宏 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司