一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸及其制作組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸，共有三層，包括金屬外套、金屬內(nèi)套和彈性橡膠，所述金屬外套內(nèi)表面和所述金屬內(nèi)套外表面沿軸向根據(jù)性能需要分別設置有花鍵式鋸齒，所述金屬外套、金屬內(nèi)套上的鋸齒相互咬合與彈性橡膠硫化成一個整體，所述鋸齒的形狀、尺寸和數(shù)量可以根據(jù)產(chǎn)品性能的需要進行調(diào)整；本發(fā)明的金屬外套與金屬內(nèi)套之間的鋸齒的形狀、尺寸、數(shù)量以及間距可以根據(jù)產(chǎn)品性能的需要進行調(diào)整，以滿足不同適用場合對性能的不同要求，通過調(diào)整金屬外套與金屬內(nèi)套之間的鋸齒間距，可以調(diào)整改變產(chǎn)品在順時針與逆時針方向的扭轉(zhuǎn)剛度，以滿足不同的剛度要求；本發(fā)明具有可以緩沖來自機械振動的瞬時沖擊載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的能力。
【專利說明】一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸及其制作組裝方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減振部件，具體涉及一種適用于各種機車車輛用的球鉸類橡膠彈性元件，屬于減震元件或部件【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]球鉸類橡膠彈性元件是常用的一種橡膠金屬復合的減振元件，可廣泛適用于各種減振場所，尤其是機車車輛的轉(zhuǎn)向架中應用十分普遍，其中應用最為普遍的是三大件式(金屬外套+橡膠+芯軸)的結(jié)構(gòu)，其性能基本滿足各種工況的使用。
[0003]經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?007100355278，名稱為“一種鋸齒狀組合式球鉸及制作組裝方法”的發(fā)明專利，公開了一種球鉸類橡膠彈性元件，包括金屬外套、芯軸和彈性橡膠件，其特征在于:在金屬外套與彈性橡膠體之間有金屬隔套，金屬隔套為兩瓣結(jié)構(gòu)，且金屬隔套和芯軸成鋸齒狀，兩者的鋸齒是相互鑲嵌、咬合硫化在一起。金屬隔套和彈性橡膠體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。這種結(jié)構(gòu)的缺點是扭轉(zhuǎn)剛度偏小，不能夠很好的保證在較大扭矩作用下裝置的穩(wěn)定性，可能對整個機械裝置的工作造成不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有球鉸的不足，提供一種承載能力強、疲勞壽命高、更換周期長，并且扭轉(zhuǎn)剛度大，能夠很好的保證在較大扭矩作用下裝置的穩(wěn)定性的花鍵式金屬橡膠復合球鉸。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸共有三層，包括金屬外套、金屬內(nèi)套和彈性橡膠，所述金屬外套和金屬內(nèi)套上設置有花鍵式鋸齒，所訴金屬外套內(nèi)表面設置有內(nèi)花鍵式鋸齒，所述外花鍵式鋸齒沿所述金屬外套內(nèi)表面圓周均勻分布；所述金屬內(nèi)套外表面設置有與所述金屬外套內(nèi)表面的花鍵式鋸齒相嵌合的外花鍵式鋸齒，所述內(nèi)花鍵式鋸齒沿所述金屬內(nèi)套外表面圓周均勻分布；所述內(nèi)花鍵式鋸齒的個數(shù)為31個，所述外花鍵式鋸齒的個數(shù)為31個；所述金屬外套上的內(nèi)花鍵式鋸齒、金屬內(nèi)套上的外花鍵式鋸齒相互咬合與彈性橡膠硫化成一個整體。
[0006]在本發(fā)明中，所述花鍵式鋸齒的齒尖作倒圓角處理，所述花鍵式鋸齒根部開設有內(nèi)圓角，減小應力集中對所述花鍵式鋸齒的影響，同時提高彈性橡膠的粘附性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007]在本發(fā)明中，所述內(nèi)花鍵式鋸齒的個數(shù)為4個，所述外花鍵式鋸齒的個數(shù)為4個。
[0008]在本發(fā)明中，所述金屬外套和金屬內(nèi)套上分別設置有定位缺口，用于模具定位，保證在硫化過程中鋸齒與鋸齒之間能保持正確的位置關(guān)系，實現(xiàn)所需要的順時針和逆時針方向的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0009]在本發(fā)明中，所述金屬外套和金屬內(nèi)套的徑向間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/4?1/2。[0010]在本發(fā)明中，所述金屬外套和金屬內(nèi)套的徑向間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/3。
[0011]在本發(fā)明中，所述金屬外套上的內(nèi)花鍵式鋸齒和金屬內(nèi)套上的外花鍵式鋸齒之間的周向齒間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/4-1/2。
[0012]在本發(fā)明中，所述金屬外套上的內(nèi)花鍵式鋸齒和金屬內(nèi)套上的外花鍵式鋸齒之間的周向齒間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/3。
[0013]本發(fā)明還提供一種制作組裝上述花鍵式金屬橡膠復合球鉸的制作組裝方法，包括以下關(guān)鍵步驟:
A、將金屬內(nèi)套外表面加工周向分布的外花鍵式鋸齒、金屬外套內(nèi)表面加工周向內(nèi)花鍵式鋸齒；
B、將外花鍵式鋸齒、內(nèi)花鍵式鋸齒的齒尖倒圓角，外花鍵式鋸齒、內(nèi)花鍵式鋸齒的齒根部加工內(nèi)圓角；
C、將金屬內(nèi)套、外套放入模具內(nèi)，通過定位缺口保證齒間距，再通過硫化機注入橡膠，經(jīng)過高溫硫化后,形成一個金屬橡膠硫化體；
D、對金屬橡膠硫化體進行徑向預壓縮和后處理，最終得到成品。
[0014]本發(fā)明的金屬外套與金屬內(nèi)套之間的鋸齒的形狀、尺寸、數(shù)量以及間距可以根據(jù)產(chǎn)品性能的需要進行調(diào)整，以滿足不同適用場合對性能的不同要求，通過調(diào)整金屬外套與金屬內(nèi)套之間的鋸齒間距，可以調(diào)整改變產(chǎn)品在順時針與逆時針方向的扭轉(zhuǎn)剛度，以滿足不同的剛度要求；本發(fā)明具有可以緩沖來自機械振動的瞬時沖擊載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的能力，經(jīng)過測試比較，與現(xiàn)有的金屬橡膠復合球鉸與相比較，在相同直徑的條件下，現(xiàn)有的金屬橡膠復合球鉸的徑向剛度在50kN/_以下時,其扭轉(zhuǎn)剛度會小于lOONm/degree,本發(fā)明可以在徑向剛度不變的情況下，將扭轉(zhuǎn)剛度提高到200Nm/degree以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1的B向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1.金屬外套，2.金屬內(nèi)套，3.彈性橡膠，4.外花鍵式鋸齒，5.內(nèi)花鍵式鋸齒，6.定位缺口一，7.定位缺口二。
【具體實施方式】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]如附圖所示，實施例一，一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸共有三層，包括金屬外套1、金屬內(nèi)套2和彈性橡膠3，金屬外套I和金屬內(nèi)套2上設置有花鍵式鋸齒，花鍵式鋸齒的齒尖作倒圓角處理，花鍵式鋸齒根部開設有內(nèi)圓角，減小應力集中對花鍵式鋸齒的影響，同時提高彈性橡膠3的粘附性，提高產(chǎn)品質(zhì)量；所訴金屬外套I內(nèi)表面設置有內(nèi)花鍵式鋸齒5，外花鍵式鋸齒4沿金屬外套I內(nèi)表面圓周均勻分布；金屬內(nèi)套2外表面設置有與金屬外套I內(nèi)表面的花鍵式鋸齒相嵌合的外花鍵式鋸齒4，內(nèi)花鍵式鋸齒5沿金屬內(nèi)套2外表面圓周均勻分布；內(nèi)花鍵式鋸齒5的個數(shù)為4個，外花鍵式鋸齒4的個數(shù)為4個；金屬外套I和金屬內(nèi)套2的徑向間距大小為花鍵式鋸齒齒高的1/3，金屬外套I上的內(nèi)花鍵式鋸齒5和金屬內(nèi)套2上的外花鍵式鋸齒4之間的周向齒間距大小為花鍵式鋸齒齒高的1/3 ;金屬外套I上的內(nèi)花鍵式鋸齒5、金屬內(nèi)套2上的外花鍵式鋸齒4相互咬合與彈性橡膠3硫化成一個整體。
[0019]實施例二，與實施例一的不同之處在于，金屬外套11上設置有定位缺口一 66，和金屬內(nèi)套22設置有定位缺口二 77，用于模具定位，保證在硫化過程中鋸齒與鋸齒之間能保持正確的位置關(guān)系，實現(xiàn)所需要的順時針和逆時針方向的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0020]實施例三，與實施例一、二的不同之處在于，內(nèi)花鍵式鋸齒5的個數(shù)為3個，外花鍵式鋸齒4的個數(shù)為3個。
[0021]實施例四，與上述實施例的不同之處在于，內(nèi)花鍵式鋸齒5的個數(shù)為8個，外花鍵式鋸齒4的個數(shù)為8個。
[0022]實施例五，與上述實施例的不同之處在于，金屬外套I和金屬內(nèi)套2的徑向間距大小為花鍵式鋸齒齒高的1/4。
[0023]實施例六，與上述實施例的不同之處在于，金屬外套I和金屬內(nèi)套2的徑向間距大小為花鍵式鋸齒齒高的1/2。
[0024]實施例七，與上述實施例的不同之處在于，金屬外套I上的內(nèi)花鍵式鋸齒5和金屬內(nèi)套2上的外花鍵式鋸齒4之間的周向齒間距大小為花鍵式鋸齒齒高的1/4。
[0025]實施例八，與上述實施例的不同之處在于，金屬外套I上的內(nèi)花鍵式鋸齒5和金屬內(nèi)套2上的外花鍵式鋸齒4之間的周向齒間距大小為花鍵式鋸齒齒高的1/2。
[0026]實施例九，一種制作組裝上述花鍵式金屬橡膠復合球鉸的制作組裝方法，具體步驟如下:
A、將金屬內(nèi)套外表面加工周向分布的外花鍵式鋸齒、金屬外套內(nèi)表面加工周向內(nèi)花鍵式鋸齒；
B、將外花鍵式鋸齒、內(nèi)花鍵式鋸齒的齒尖倒圓角，外花鍵式鋸齒、內(nèi)花鍵式鋸齒的齒根部加工內(nèi)圓角；
C、將金屬內(nèi)套、外套放入模具內(nèi)，通過定位缺口保證齒間距，再通過硫化機注入橡膠，經(jīng)過高溫硫化后,形成一個金屬橡膠硫化體；
D、對金屬橡膠硫化體進行徑向預壓縮和后處理，最終得到成品。
[0027]本發(fā)明的金屬外套與金屬內(nèi)套之間的鋸齒的形狀、尺寸、數(shù)量以及間距可以根據(jù)產(chǎn)品性能的需要進行調(diào)整，以滿足不同適用場合對性能的不同要求，通過調(diào)整金屬外套與金屬內(nèi)套之間的徑向間距以及花鍵式鋸齒之間的周向間距，可以調(diào)整改變產(chǎn)品在順時針與逆時針方向的扭轉(zhuǎn)剛度，以滿足不同的剛度要求；本發(fā)明具有可以緩沖來自機械振動的瞬時沖擊載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的能力，經(jīng)過測試比較，與現(xiàn)有的金屬橡膠復合球鉸與相比較，在相同直徑的條件下，現(xiàn)有的金屬橡膠復合球鉸的徑向剛度在50kN/mm以下時，其扭轉(zhuǎn)剛度會小于IOONm/degree,本發(fā)明可以在徑向剛度不變的情況下，將扭轉(zhuǎn)剛度提高到200Nm/degree 以上。[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸，共有三層，包括金屬外套、金屬內(nèi)套和彈性橡膠，其特征在于:所述金屬外套和金屬內(nèi)套上設置有花鍵式鋸齒，所訴金屬外套內(nèi)表面設置有內(nèi)花鍵式鋸齒，所述外花鍵式鋸齒沿所述金屬外套內(nèi)表面圓周均勻分布；所述金屬內(nèi)套外表面設置有與所述金屬外套內(nèi)表面的花鍵式鋸齒相嵌合的外花鍵式鋸齒，所述內(nèi)花鍵式鋸齒沿所述金屬內(nèi)套外表面圓周均勻分布；所述內(nèi)花鍵式鋸齒的個數(shù)為31個，所述外花鍵式鋸齒的個數(shù)為31個；所述金屬外套上的內(nèi)花鍵式鋸齒、金屬內(nèi)套上的外花鍵式鋸齒相互咬合與彈性橡膠硫化成一個整體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸，其特征在于:所述花鍵式鋸齒的齒尖作倒圓角處理，所述花鍵式鋸齒根部開設有內(nèi)圓角，減小應力集中對所述花鍵式鋸齒的影響，同時提聞彈性橡I父的粘附性，提聞廣品質(zhì)量。
3.如權(quán)利要求2所述的一種花鍵式金屬橡膠復合 球鉸，其特征在于:所述內(nèi)花鍵式鋸齒的個數(shù)為4個,所述外花鍵式鋸齒的個數(shù)為4個。
4.如權(quán)利要求1所述的一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸，其特征在于:所述金屬外套和金屬內(nèi)套上分別設置有定位缺口，用于模具定位，保證在硫化過程中鋸齒與鋸齒之間能保持正確的位置關(guān)系，實現(xiàn)所需要的順時針和逆時針方向的扭轉(zhuǎn)剛度。
5.如權(quán)利要求1、2、3、或4所述的一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸,其特征在于:所述金屬外套和金屬內(nèi)套的徑向間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/4-1/2。
6.如權(quán)利要求1、2、3、或4所述的一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸,其特征在于:所述金屬外套和金屬內(nèi)套的徑向間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/3。
7.如權(quán)利要求1、2、3、或4所述的一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸，其特征在于:所述金屬外套上的內(nèi)花鍵式鋸齒和金屬內(nèi)套上的外花鍵式鋸齒之間的周向齒間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/4-1/2。
8.如權(quán)利要求1、2、3、或4所述的一種花鍵式金屬橡膠復合球鉸，其特征在于:所述金屬外套上的內(nèi)花鍵式鋸齒和金屬內(nèi)套上的外花鍵式鋸齒之間的周向齒間距大小為所述花鍵式鋸齒齒高的1/3。
9.一種制作組裝上述花鍵式金屬橡膠復合球鉸的制作組裝方法，其特征在于:包括以下關(guān)鍵步驟: A、將金屬內(nèi)套外表面加工周向分布的外花鍵式鋸齒、金屬外套內(nèi)表面加工周向內(nèi)花鍵式鋸齒； B、將外花鍵式鋸齒、內(nèi)花鍵式鋸齒的齒尖倒圓角，外花鍵式鋸齒、內(nèi)花鍵式鋸齒的齒根部加工內(nèi)圓角； C、將金屬內(nèi)套、外套放入模具內(nèi)，通過定位缺口保證齒間距，再通過硫化機注入橡膠，經(jīng)過高溫硫化后,形成一個金屬橡膠硫化體； D、對金屬橡膠硫化體進行徑向預壓縮和后處理，最終得到成品。
【文檔編號】F16F1/38GK103438135SQ201310398084
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】張春良, 瞿健, 柳祿泱, 田志剛 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司