專利名稱：一種彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件制作組裝方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于一種減振部件及其組裝方法，特別是指橡膠關(guān)節(jié)類彈性元件產(chǎn)品及其 制作方法，主要用于各種機車車輛的轉(zhuǎn)向架用的橡膠彈性元件中，同時也可以適用于 工程機械等任何減振彈性連接的部位。
背景技術(shù)：
關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件是常用的一種橡膠金屬復合的減振元件，可廣泛應用于各種 減振場所，尤其是在機車車輛的轉(zhuǎn)向架中應用十分普遍，其中應用最為普遍的分為兩 種， 一種為無外套式結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品由連接芯軸及外部橡膠兩部分組成，另一種為三大件 式結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品由外套、芯軸以及中間橡膠三部分組成，這兩種結(jié)構(gòu)的共同特點為，結(jié) 構(gòu)簡單，性能基本上可以滿足各種基本使用工況，缺點是這種結(jié)構(gòu)的徑向于軸向剛度 比大，當徑向軸向剛度比小于5: l時，這些普通結(jié)構(gòu)就不能滿足設計要求了。
近些年來，隨著技術(shù)進步，車輛的舒適性也越來越受到關(guān)注，在減振降噪方面有 金屬件無法比擬的橡膠元件也越來越廣泛應用到軌道交通中，這也對橡膠件的要求越 來越高，徑軸比小于5: 1的參數(shù)輸入也越來越多出現(xiàn)在產(chǎn)品的使用要求中。本結(jié)構(gòu) 就是一種能滿足這種特殊使用工況的徑軸比小于5: 1的新型結(jié)構(gòu)設計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有彈性關(guān)節(jié)徑軸比仍過大，無法滿足現(xiàn)有車輛要求的不 足，提供一種新型彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件制作組裝方法及其產(chǎn)品。該種彈性關(guān)節(jié)類 橡膠彈性元件既芯軸強度和安全性好，又徑向和軸向剛度比能達到2: l甚至更小。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的， 一種彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件及其組 裝方法，包括金屬外套、金屬芯軸和彈性橡膠體，其特點在于金屬芯軸在軸向剖面 上呈內(nèi)凹錐臺形，在芯軸錐臺形部分的表面上整體硫化有彈性橡膠體，彈性橡膠體內(nèi) 外表面在軸向剖面上為內(nèi)凸錐臺形，且外表面硫化粘接有金屬外套；金屬外套徑向剖面方向為圓弧形兩半結(jié)構(gòu)，金屬外套與彈性橡膠體外表面形狀相配，軸向截面形狀也 為內(nèi)凸錐臺形，金屬外套與彈性橡膠體相互鑲嵌、咬合硫化在一起的。且兩半金屬外 套與彈性橡膠體硫化后與原直徑相比沿徑向是分開成有較大角度間隙的橡膠金屬硫 化體；角度間隙的大小可根據(jù)剛度需要進行角度調(diào)整，同時可以在該角度間隙內(nèi)填充 隔斷部分橡膠塊或連續(xù)的環(huán)狀橡膠帶。金屬外套與金屬芯軸之間配合形成內(nèi)凹空間， 同時金屬外套與金屬芯軸在自然狀態(tài)時存在一定的偏心量。
彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件的制作方法是將金屬外套、金屬芯軸和彈性橡膠體通 過高溫、高壓硫化后粘接成一個橡膠金屬硫化體。具體步驟如下
1、 將金屬芯軸加工成內(nèi)凹形狀，在軸向剖面上呈錐臺形的內(nèi)凸結(jié)構(gòu)；并將金屬 外套加工成與金屬芯軸形狀相配的內(nèi)凸形狀，在軸向剖面上呈錐臺形的內(nèi)凸型結(jié)構(gòu)；
2、 將金屬外套、金屬芯軸置入硫化機內(nèi)，在金屬外套與金屬芯軸之間的徑向方 向形成一定的間隙，將彈性橡膠體注入金屬外套與金屬芯軸之間的間隙內(nèi)，通過高溫、 高壓硫化后，使金屬外套、金屬芯軸與彈性橡膠體粘接成一個橡膠金屬硫化體。
本發(fā)明的特點在于-
由于金屬外套為兩瓣結(jié)構(gòu)，且硫化后與原直徑相比沿徑向分開了一定的距離，因 此當硫化體壓金屬安裝時，橡膠就得到了預壓縮，調(diào)整兩瓣外套沿徑向分開的距離， 就可以調(diào)整橡膠的預壓縮量。在結(jié)構(gòu)上主要有以下特點
1) 由于金屬外套和芯軸分別加工成內(nèi)凸和內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，芯軸的最大部位大于金屬 外套的內(nèi)徑，因此金屬外套須作成分瓣結(jié)構(gòu)，方可進行組裝并硫化，同時要求安裝孔 為兩瓣分體式結(jié)構(gòu)。
2) 由于金屬外套設計成分瓣式，硫化時沿徑向適當分開，安裝時分瓣金屬外套 合攏，因此橡膠就能得到一定的預壓縮應力，從而提高彈性關(guān)節(jié)的使用性能。
3) 產(chǎn)品為軸對稱結(jié)構(gòu)，徑向分為兩個方向，有金屬外套方向(主方向)及與之 垂直的方向(次方向)，該兩方向均可根據(jù)使用情況進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)滿足需要的不同性能參數(shù)。
3)由于內(nèi)凹狀設計，因而內(nèi)部形成了兩個橡膠墊結(jié)構(gòu)，從而大大提高了彈性關(guān) 節(jié)的軸向剛度，降低了徑向和軸向剛度比。 附圖及說明


圖1為本發(fā)明實施例一結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實施例一結(jié)構(gòu)示意A-A剖視圖3為本發(fā)明實施例二結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明實施例二結(jié)構(gòu)示意A-A剖視圖5為本發(fā)明實施例三結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實施例三結(jié)構(gòu)示意A-A剖視圖。
圖中1、芯軸；2、彈性橡膠體；3、金屬外套；4、錐環(huán)形間隙。
具體實施例方式
附圖l-6給出了本發(fā)明的三個具體實施例，下面將通過附圖和實施例對本發(fā)明作 進一步的描述。 實施例一
通過附圖l-2可以看出，本發(fā)明為一種彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件，包括芯軸l、 金屬外套3和彈性橡膠2體，其特點在于金屬外套3在徑向剖切方向為兩半弧狀結(jié) 構(gòu)，金屬外套3軸向截面形狀為內(nèi)凸錐臺形結(jié)構(gòu)；金屬芯軸3軸向截面形狀為內(nèi)凹錐 臺形結(jié)構(gòu)，金屬外套3與金屬芯軸3相互配合，并通過彈性橡膠3硫化在一起的。金 屬外套l和彈性橡膠體2硫化后與原直徑相比沿徑向是分開成有間隙的橡膠金屬硫化 體，彈性橡膠3與金屬外套3均為不連續(xù)的兩半結(jié)構(gòu)，在兩半結(jié)構(gòu)之間留有錐環(huán)形間 隙4。金屬外套3與金屬芯軸3之間配合形成內(nèi)凹空間，同時金屬外套3與金屬芯軸 3在自然狀態(tài)時存在一定的偏心量。該彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件內(nèi)凹型結(jié)構(gòu)讓I區(qū)域 (見附圖2)形成一個較大橡膠墊結(jié)構(gòu)，該處結(jié)構(gòu)橡膠壓縮將可以為產(chǎn)品提供很大的軸向力。
彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件的制作方法是將金屬外套3、金屬芯軸1和彈性橡膠 體2通過高溫、高壓硫化后粘接成一個橡膠金屬硫化體。具體步驟如下
1、 將金屬芯軸1加工成內(nèi)凹形狀，在軸向剖面上呈錐臺形的內(nèi)凸結(jié)構(gòu)；并將金 屬外套3加工成與金屬芯軸形狀相配的內(nèi)凸形狀，在軸向剖面上呈錐臺形的內(nèi)凸型結(jié) 構(gòu)；
2、 將金屬外套3、金屬芯軸1置入硫化機內(nèi)，在金屬外套3與金屬芯軸1之間的 徑向方向形成一定的間隙，將彈性橡膠體2注入金屬外套3與金屬芯軸1之間的間隙 內(nèi)，通過高溫、高壓硫化后，使金屬外套3、金屬芯軸1與彈性橡膠體2粘接成一個 橡膠金屬硫化體；
實施例二
實施例二與實施例一類似，區(qū)別在于彈性橡膠體5形狀為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，兩部分的橡 膠是連在一起的，在該彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件的次方向空間(即兩半結(jié)構(gòu)的空隙) 內(nèi)增加橡膠材料，所增加橡膠材料與主方向橡膠形狀一致同時與主方向橡膠材料形成 一體，這樣可以有效提供更小的徑軸剛度比。
實施例二的加工制作方法與實施例一是一樣的。
實施例三
實施例三與實施例一類似，區(qū)別在于彈性橡膠體6形狀為在次方向空間(即兩半 結(jié)構(gòu)的空隙)內(nèi)部分增加橡膠材料，所增加橡膠材料為獨立橡膠塊；次方向橡膠跟主 方向橡自由有明顯的空氣隔離段，與主方向橡膠相互獨立，可以有效對該產(chǎn)品次方向 的性能進行調(diào)整。
實施例三的加工制作方法與實施例一是一樣的。
權(quán)利要求
1、一種彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件制作組裝方法，其特征在于所述的彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件的制作方法是將金屬外套、金屬芯軸和彈性橡膠體通過高溫、高壓硫化后粘接成一個橡膠金屬硫化體；具體步驟如下A、將金屬芯軸加工成內(nèi)凹形狀，在軸向剖面上呈錐臺形的內(nèi)凸結(jié)構(gòu)；并將金屬外套加工成與金屬芯軸形狀相配的內(nèi)凸形狀，在軸向剖面上呈錐臺形的內(nèi)凸型結(jié)構(gòu)；B、將金屬外套、金屬芯軸置入硫化機內(nèi)，在金屬外套與金屬芯軸之間的徑向方向形成一定的間隙，將彈性橡膠體注入金屬外套與金屬芯軸之間的間隙內(nèi)，通過高溫、高壓硫化后，使金屬外套、金屬芯軸與彈性橡膠體粘接成一個橡膠金屬硫化體。
2、 一種按照權(quán)利要求1所述彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件制作組裝方法制作的彈性 元件，包括金屬外套、金屬芯軸和彈性橡膠體，其特點在于金屬芯軸在軸向剖面上 呈內(nèi)凹錐臺形，在芯軸錐臺形部分的表面上整體硫化有彈性橡膠體，彈性橡膠體內(nèi)外 表面在軸向剖面上為內(nèi)凸錐臺形，且外表面硫化粘接有金屬外套。
3、 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)凹型彈性關(guān)節(jié)，其特征在于所述的金屬外套徑向剖 面方向為圓弧形兩半結(jié)構(gòu)，金屬外套與彈性橡膠體外表面形狀相配，軸向截面形狀也 為內(nèi)凸錐臺形，金屬外套與彈性橡膠體相互鑲嵌、咬合硫化在一起的。
4、 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)凹型彈性關(guān)節(jié)，其特征在于所述的金屬外套與彈性 橡膠體硫化后與原直徑相比沿徑向是分開成有較大角度間隙的橡膠金屬硫化體；角度 間隙的大小可根據(jù)剛度需要進行角度調(diào)整，同時可以在該角度間隙內(nèi)填充隔斷部分橡 膠塊或連續(xù)的環(huán)狀橡膠帶。
5、 如權(quán)利要求2至4所述的內(nèi)凹型彈性關(guān)節(jié)，其特征在于金屬外套與金屬芯軸之間配合形成內(nèi)凹空間，同時金屬外套與金屬芯軸在自然狀態(tài)時存在一定的偏心量。
全文摘要
一種彈性關(guān)節(jié)類橡膠彈性元件制作組裝方法及其產(chǎn)品，將金屬外套、金屬芯軸和彈性橡膠體通過高溫、高壓硫化后粘接成一個橡膠金屬硫化體。彈性元件包括金屬外套、金屬芯軸和彈性橡膠體，金屬芯軸在軸向剖面上呈內(nèi)凹錐臺形，在芯軸錐臺形部分的表面上整體硫化有彈性橡膠體，彈性橡膠體內(nèi)外表面在軸向剖面上為內(nèi)凸錐臺形，且外表面硫化粘接有金屬外套；金屬外套徑向剖面方向為圓弧形兩半結(jié)構(gòu)，金屬外套與彈性橡膠體外表面形狀相配，軸向截面形狀也為內(nèi)凸錐臺形，金屬外套與彈性橡膠體相互鑲嵌、咬合硫化在一起。且兩半金屬外套與彈性橡膠體硫化后與原直徑相比沿徑向是分開成有較大角度間隙的橡膠金屬硫化體。
文檔編號F16F1/38GK101619751SQ20091004395
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者張亞新, 張春良, 許呈祥, 郭紅鋒 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司