一种球铰类橡胶弹性元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及球铰产品技术领域，尤其涉及一种球铰类橡胶弹性元件。
【背景技术】
[0002]球铰产品在装车运行过程中，根据安装位置和设计功能的不同，可以实现减振、牵引和柔性连接等作用。为了保证车辆运行的舒适性，要求产品在小载荷(正常运行)时的刚度较小；但是为了保证车辆运行的可靠性，要求产品在大载荷时(启动和制动)的刚度明显增加从而及时限位，因此球铰特别是牵引球铰需要具备一定程度的变刚度。
[0003]由于橡胶在拉伸载荷作用下容易撕裂，球铰的径向变形必须控制在一定的范围内，否则很容易产生橡胶拉伸破坏。为了防止该现象的发生，产品在硫化后，需要对其进行预压缩处理，使橡胶处于压缩状态。根据产品在使用过程中的最大变形量设计产品的预压缩量，这样可有效避免橡胶拉伸破坏的发生。
[0004]为了实现球铰产品的变刚度要求，现有的球铰产品的橡胶都设置有开孔结构，如图1所示，图1中图la为球铰产品自由状态下A-A剖视图，图lb为球铰产品自由状态下左视图，开孔处橡胶通过圆角过渡，端面橡胶设计为常见的上、下对称结构，根据产品刚度要求设计开孔的大小和开孔间隙。
[0005]现有结构橡胶的型面设计不理想，且橡胶自由面积小，产品在预压缩以及径向受载的情况下，端面和开孔处的橡胶型面容易出现弯折变形，从而导致产品开孔处橡胶本体打折，如图2、3所示，图2中图2a为球铰产品预压缩后A-A剖视图，图2b为球铰产品预压缩后左视图，图2c为图2a中II的局部放大图，图2d为2b中I的局部放大图；图3中图3a为球铰产品径向受载后A-A剖视图，图3b为球铰产品径向受载后左视图，图3c为图3a中II的局部放大图，图3d为图3b中I的局部放大图，图3e为图3a中的II _1的局部放大图，图3f为图3b的1-1的局部放大图；如图2、3中I所示；端面橡胶出现褶皱并鼓出，如图2、3中II所示，最终由于应力集中导致橡胶开裂。由于橡胶型面易弯折变形，而给球铰产品带来了一系列连锁问题。由于现有结构橡胶型面易弯折变形，且随着预压缩量的增加，弯折变形将更加严重，从而极大的限制了预压缩量的设计，为了减小弯折变形的影响，不得不减小产品的预压缩量，现有技术的单边预压缩量一般不超过橡胶厚度的10%。由于产品的预压缩量设计受限，使实际产品的预压缩量小于产品使用过程中的最大变形量，当产品在受载情况下产生大变形时，一端橡胶处于受拉伸状态，如图3中1-1、I1-1所示，从而导致橡胶受拉伸破坏。由于橡胶面是在某一特定的变形量下同时大面积接触，会导致刚度的突然增加，刚度突变不利于产品在这一变形量附近区域的减振效果。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型解决的技术问题在于提供一种球铰类橡胶弹性元件，本申请提供的球铰类橡胶弹性元件避免了橡胶弯折变形。
[0007]本申请提供了一种球铰类橡胶弹性元件，包括芯轴，套设于所述芯轴外的橡胶，套设于所述橡胶外的外套，所述外套的长度大于所述橡胶的长度，且所述橡胶自与外套相接的一侧至与芯轴相接的一侧长度逐增。
[0008]优选的，所述橡胶的侧面与所述外套的表面的角度为<45°。
[0009]优选的，所述橡胶的侧面与所述芯轴的表面的角度为30°?70°。
[0010]优选的，所述橡胶与外套相接触的表面的长度为所述外套长度的50%?80%。
[0011]优选的，所述橡胶与芯轴相接触的表面的长度为所述芯轴长度的90%以上。
[0012]优选的，所述橡胶与所述外套接触处设置有倒角，所述倒角的尺寸为R0.5?R4。
[0013]优选的，所述橡胶上还设置有孔结构。
[0014]与现有技术相比，本申请提供了一种球铰类橡胶弹性元件，包括芯轴，套设于所述芯轴外的橡胶，套设于所述橡胶外的外套，所述外套的长度大于所述橡胶的长度，且所述橡胶自与外套相接的一侧至与芯轴相接的一侧长度逐增。本申请通过对橡胶的侧面进行上述设计，使产品在预压缩后，侧面橡胶向外套平行贴近，外套与橡胶之间的间隙逐减缩小；在径向受载的情况下，侧面处橡胶继续向外套平行贴近并逐减贴紧，间隙逐减消除，橡胶与外套的接触面积逐渐增加，从而实现变刚度，此种型面设计极大地增加了橡胶的自由面积，在预压缩与径向受载的情况下，端面处的橡胶的变形方式是平行贴近和平行贴紧，有效避免了橡胶的弯折变形，从而消除型面弯折对增加预压缩量的限制。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型现有技术球铰类产品自由状态下的结构示意图；图la为球铰产品自由状态下A-A剖视图，图lb为球铰产品自由状态下左视图；
[0016]图2为本实用新型现有技术球铰类产品预压缩后的结构示意图；图2a为球铰产品预压缩后A-A剖视图，图2b为球铰产品预压缩后左视图，图2c为图2a中II的局部放大图，图2d为2b中I的局部放大图；
[0017]图3为本实用新型现有技术球铰类产品径向受载情况下的结构示意图；3a为球铰产品径向受载后A-A剖视图，图3b为球铰产品径向受载后左视图，图3c为图3a中II的局部放大图，图3d为图3b中I的局部放大图，图3e为图3a中的II _1的局部放大图，图3f为图3b的1-1的局部放大图；
[0018]图4为本实用新型提供的球铰类产品自由状态下的结构示意图；图4a为球铰类产品自由状态下主视剖视图，图4b为球铰类产品自由状态下左视图，图4c为图4a中I的局部放大图；
[0019]图5为本实用新型提供的球铰产品预压缩后的结构示意图；图5a为球铰类产品预压缩后主视图，图5b为球铰类产品预压缩后左视图，图5c为球铰类产品预压缩后图5a中I的局部放大图；
[0020]图6为本实用新型提供的球铰产品径向受载情况下的结构示意图；图6a为球铰类产品径向受载后主视剖视图，图6b为球铰类产品径向受载后左视图，图6c为图6a中I的局部放大图，图6d为图6a中1-1的局部放大图；
[0021]图7为本实用新型实施例1提供的球铰类产品的结构示意图；图7a为球铰类产品主视剖视图，图7b为球铰类产品左视图，图7c为图7a中I的局部放大图
[0022]图8为本实用新型实施例2提供的球铰类产品的结构示意图；图8a为球铰类产品主视剖视图，图8b为球铰类产品左视图，图8c为图8a中I的局部放大图。
【具体实施方式】
[0023]为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
[0024]本实用新型实施例公开了包括芯轴，套设于所述芯轴外的橡胶，套设于所述橡胶外的外套，所述外套的长度大于所述橡胶的长度，且所述橡胶自与外套相接的一侧至与芯轴相接的一侧长度逐增。
[0025]本申请所述球铰类橡胶弹性元件的结构示意图，如图4所示，图4中1为芯轴，2为橡胶，其套设在芯轴1外；3为外套，其套设在橡胶2外，图4中图4a为球铰类产品A-A剖视图，图4b为球铰类产品左视图，图4c为图4a中I的局部放大图。根据图4可知，外套3的长度大于橡胶2的长度，且橡胶2自与外套3相接的一侧至与芯轴相接的一侧长度逐增。
[0026]为了消除橡胶拉应力以及避免产品在使用过程中受拉，需要提前对球铰类橡胶弹性元件进行压缩，使橡胶处于压缩状态，以利于后期橡胶在受载情况下的变形，可避免橡胶拉伸破坏的发生。所述球铰类橡胶弹性元件由于对橡胶的侧面进行了如上改进，使球铰类弹性元件在预压缩后，侧面橡胶向外套平行贴近，使橡胶与外套之间的间隙逐步缩小。如图5所示，图5中图5a为球铰类产品预压缩后A-A剖视图，图5b为球铰类产品预压缩后左视图，图5c为图5a中I的局部放大图，根据图5中I可以看出，所述球铰类橡胶弹性元件经过预压缩后，橡胶平行贴近外套，并不会使外套发生弯折变形。
[0027]本实用新型球铰类橡胶弹性元件橡胶的侧面进行了改进，所述外套的长度大于所述橡胶的长度，且