一種能防止橡膠體上端面褶皺和開裂的錐形彈簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及機(jī)車上的錐形彈簧的改進(jìn)，具體涉及調(diào)節(jié)錐形彈簧的剛度變化的 錐形彈簧上端面結(jié)構(gòu)，該種錐形彈簧結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)錐形彈簧多次變剛度，并防止錐形彈簧 橡膠因使用壓縮時(shí)產(chǎn)生褶皺而開裂。屬于彈性減震技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 錐形彈簧又稱為軸箱彈簧，主要指在機(jī)車上金屬與橡膠結(jié)合的具有減振作用的彈 簧。錐形彈簧是安裝在軌道機(jī)車軸箱和構(gòu)架之間起支撐、減震降噪的作用，是常用的一種橡 膠金屬?gòu)?fù)合的減振降噪元件，安裝在機(jī)車一系懸掛和二系懸掛的車體上，主要作用為承受 車體和構(gòu)架的載荷。采用錐形金屬件與橡膠通過膠黏劑在一定的溫度和壓力下硫化成一個(gè) 整體，其作用是利用硫化橡膠起減振、降噪作用，金屬件起支承和安裝接口。
[0003] 隨著機(jī)車技術(shù)的發(fā)展，特別是高鐵動(dòng)車組、城軌、地鐵和低地板車技術(shù)的發(fā)展，錐 形彈簧為了更好地滿足保證機(jī)車的動(dòng)力學(xué)要求和安全性，要求錐形彈簧垂向剛度有變剛 度，且不能出現(xiàn)垂向剛度出現(xiàn)反S曲線現(xiàn)象。垂向剛度出現(xiàn)反S曲線是由于現(xiàn)有錐形彈簧 結(jié)構(gòu)的橡膠體沒有強(qiáng)烈的相互擠壓，也沒有外凸的凸臺(tái)與橡膠接觸擠壓，空載時(shí)錐形彈簧 垂向變剛度太小，而機(jī)車加載時(shí)，尤其是在最大垂向載荷下，需要錐形彈簧的橡膠部分能提 供足夠大的垂直剛度時(shí)，現(xiàn)有的錐形彈簧又無(wú)法提供大變剛度，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想的變剛 度，剛度曲線呈現(xiàn)反"S"現(xiàn)象；具有反"S"曲線的錐形彈簧，在空載下剛度比較大，有造 成車輛脫軌的風(fēng)險(xiǎn)。另外，機(jī)車在加速、減速或轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)需要錐形彈簧有合適的橫向變剛度 和縱向變剛度，使機(jī)車更符合動(dòng)力學(xué)要求，有良好的橫向和縱向減振、降噪能力。因此適當(dāng) 增加機(jī)車橫向變剛度和縱向變剛度的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)多次剛度變化，能讓機(jī)車行駛更為平穩(wěn)、順 暢。又由于錐形彈簧是金屬與橡膠硫化而成的整體，不能拆開也不方便進(jìn)行局部修復(fù)，因而 錐形彈簧是終身免維修的產(chǎn)品。隨著機(jī)車技術(shù)的發(fā)展，其疲勞載荷也越來(lái)越苛刻，對(duì)疲勞性 能的要求越來(lái)越嚴(yán)，目前的錐形彈簧的結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，由于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)橡膠的型面都是采用 單一結(jié)構(gòu)的形面，產(chǎn)品在垂向載荷下，上下部的橡膠型面容易出現(xiàn)"褶皺"變形，形成應(yīng)力集 中，且產(chǎn)品的垂向載荷完全由橡膠承擔(dān)，應(yīng)力和應(yīng)變都較大，最終由于橡膠疲勞導(dǎo)致橡膠 開裂。這就需要一種既可調(diào)節(jié)變剛度，同時(shí)又能防止使用時(shí)出現(xiàn)褶皺的錐形彈簧來(lái)滿足上 述要求。
[0004] 通過國(guó)內(nèi)檢索發(fā)現(xiàn)以下專利與本實(shí)用新型有相似之處：
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01010285627. 8,名稱為"城市軌道列車轉(zhuǎn)向架的軸箱彈簧"的發(fā)明，此 發(fā)明是一種城市軌道列車轉(zhuǎn)向架的軸箱彈簧。芯軸外圈上從內(nèi)向外依次設(shè)置有隔套I、隔 套II和外套。芯軸、隔套I、隔套II和外套均由全屬材料制成，相鄰兩金屬材料之間分別設(shè) 置有橡膠層III、橡膠層II和橡膠層I。所述的芯軸、隔套I、隔套II、外套外露金屬表面均 涂有底漆面漆。此發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種列車車輪運(yùn)行時(shí)在垂向、橫向、縱向靜態(tài)剛性很 小，能提高車輛運(yùn)行時(shí)的柔性和品質(zhì)的城市軌道列車轉(zhuǎn)向架的軸箱彈簧。
[0006] 由于申請(qǐng)?zhí)枮?01010285627. 8的發(fā)明沒有在最大垂向載荷下大幅度增加軸箱彈 簧的橡膠部分的垂向剛度的結(jié)構(gòu)，因此在大的垂向載荷下主要靠金屬部件來(lái)增大剛度，這 樣會(huì)影響到軸箱彈簧的減振效果。
[0007] 申請(qǐng)?zhí)枮?01420467799. 0,名稱為"一種鐵道重載貨車轉(zhuǎn)向架用軸箱"的實(shí)用新 型，此實(shí)用新型公開了一種鐵道重載貨車轉(zhuǎn)向架用軸箱彈簧。此實(shí)用新型的目的是提供一 種鐵道重載貨車轉(zhuǎn)向架用軸箱彈簧，以克服現(xiàn)有軸箱彈簧徑向剛度過大、重量重等缺點(diǎn)。本 實(shí)用新型包括外套、內(nèi)套、內(nèi)芯、第一橡膠層和第二橡膠層，其特征在于：所述第一橡膠層、 第二橡膠層與外套、內(nèi)套及內(nèi)芯硫化成一整體，外套通過內(nèi)置于第一橡膠層、第二橡膠層表 面的銅導(dǎo)線與內(nèi)芯連接，第一橡膠層、第二橡膠層的側(cè)面延長(zhǎng)線與軸箱彈簧頂部平面之間 的夾角為100-160°。此實(shí)用新型主要用作鐵道重載貨車轉(zhuǎn)向架上的軸箱彈簧。但是該實(shí) 用新型專利沒有讓軸箱彈簧實(shí)現(xiàn)多個(gè)變剛度的結(jié)構(gòu)，難以滿足機(jī)車在不同狀態(tài)所需的多次 剛度變化。
[0008] 因此，到目前為止尚未有能有效防止錐形彈簧在變剛度時(shí)防止橡膠體褶皺開裂， 并能滿足機(jī)車在不同狀態(tài)所需的多次剛度變化的方法及裝置，因此很有必要對(duì)此進(jìn)一步加 以改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：
[0010] 1.改變整體垂向變剛度出現(xiàn)反S曲線現(xiàn)象；
[0011] 2.實(shí)現(xiàn)機(jī)車從空載到最大垂向載荷的過程中，錐形彈簧的橡膠體上端面的形狀都 能是平滑沒有褶皺的，以防止錐形彈簧的橡膠部分開裂；
[0012] 3.實(shí)現(xiàn)機(jī)車在加速、減速或轉(zhuǎn)彎時(shí)，錐形彈簧能進(jìn)行多次剛度變化，讓機(jī)車運(yùn)行 更平穩(wěn)、順暢。
[0013] 針以上述問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是：一種能防止橡膠體上端面褶皺和 開裂的錐形彈簧，包括內(nèi)錐體、橡膠體和外錐體，橡膠體環(huán)繞在內(nèi)錐體的外圍，外錐體環(huán)繞 在橡膠體的外圍，橡膠體與內(nèi)錐體和外錐體一起形成一個(gè)錐形布置的橡膠金屬?gòu)椈?；橡膠 體上端面分別與錐形彈簧的內(nèi)錐體和外錐體連接，且橡膠體從與外錐體連接處到與橡膠體 內(nèi)錐體是逐步下降趨勢(shì)走向；其特點(diǎn)在于，橡膠體上端面為多段下坡組合形面結(jié)構(gòu)，由多段 不同形狀、斜率和長(zhǎng)度的環(huán)形端面組合形成整體橡膠體上端面。
[0014] 進(jìn)一步地，所述橡膠體上端面的多段下坡組合形面結(jié)構(gòu)中，每段的形狀是直線或 弧線形狀，并將每?jī)啥沃g通過圓弧段過渡連接起來(lái)，以保證橡膠體的上端下移過程中，橡 膠體上端的形狀始終保持平滑，不會(huì)產(chǎn)生褶皺和開裂。
[0015] 進(jìn)一步地，所述多段下坡組合是兩段以上的直線段組合，且直線段與直線段之間 通過圓角段過渡，每一直線段具有不同的斜率和長(zhǎng)度，以保證橡膠體的上端下移過程中，橡 膠體上端的形狀始終保持平滑，不會(huì)產(chǎn)生褶皺和開裂。
[0016] 進(jìn)一步地，所述多段下坡組合是三段直線段組合，其中，第一直線段的長(zhǎng)度為 18-22mm，第一直線段與軸線的夾角為14-17度；第二直線段的長(zhǎng)度為44-47mm，第一直線 段與軸線的夾角為20-23度；第三直線段的長(zhǎng)度為14-16mm，第一直線段與軸線的夾角為 11-15 度。
[0017] 進(jìn)一步地，所述橡膠體的上端面的兩段環(huán)形圓角段22的圓角半徑都是4-8_。
[0018] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0019] 1.橡膠體的上端面為多段組合形面，且每?jī)啥沃g采用環(huán)形圓角段過渡，能實(shí)現(xiàn) 多次垂向剛度的平緩變化，不會(huì)出現(xiàn)錐形彈簧的垂向剛度突然增大的現(xiàn)象，能避免垂向剛 度出現(xiàn)反S曲線，從而有效的防止機(jī)