金属橡胶球铰的制作方法
【专利摘要】金属橡胶球铰，从内到外包括芯轴、弹性橡胶层和外套，芯轴上至少具有两个轴向设置的止挡，止挡沿芯轴圆周方向均匀间隔分布，止挡和外套之间开有沿轴向的通孔，其特征在于所述的通孔由靠近外套侧的外型面、靠近止挡侧的内型面和两个侧面合围组成，外型面与外套内壁间具有间隙，内型面与止挡间具有间隙，两个所述的侧面对称分布，所述的外型面为与外套同轴的圆弧面，外型面的边缘设置在内型面边缘的外侧，所述的侧面为从内型面边缘向外型面边缘逐渐靠近的圆弧面，并且侧面为向外型面凸进的凸弧面。本实用新型的金属橡胶球铰在径向变形条件下，刚度变化平缓并且橡胶型面不打折。
【专利说明】
金属橡胶球铰
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种金属橡胶减振件，具有涉及一种金属橡胶球铰。【背景技术】
[0002]牵引类球铰产品广泛运用于轨道车辆悬挂领域，能够传递牵引力、制动力，吸收振动，实现柔性连接和弹性定位的功能。为了保证车辆运行的动力学性能和舒适性，要求产品具有变刚度特性，即产品变形较小时，刚度较低，保证车辆运行的舒适性，变形进一步增大时，刚度逐渐增大，变形受到限制，达到限位目的，有利于传递牵引力和制动力，保证车辆运行安全性。
[0003]为实现球铰产品的变刚度特性，常见的方式是在产品的橡胶上开孔，球铰产品包括芯轴、外套、止挡和弹性橡胶体。芯轴、外套和止挡通过弹性橡胶体硫化为整体，如图la所示，以圆心为轴所述橡胶上对称设置有两个孔结构，所述孔结构贯穿所述橡胶的轴向。孔结构在外套与芯轴之间的橡胶型面一般为凹形，但是上述球铰产品的开孔结构设计不理想， 产品在径向受载的情况下，开孔处连接外套和芯轴的橡胶型面易在中点附近打折，使该处应力集中明显，最终导致橡胶在此处开裂，现有球铰产品的变刚度设计存在刚度突变而不利于橡胶产品发挥减振和柔性连接作用缺陷，原因是:随着载荷的增加，开孔处连接外套和芯轴的凹形橡胶型面在径向变形条件下，如图lb所示，橡胶型面只有自贴合接触，而不与外套、芯轴和止挡贴合接触，因此在止挡接近但未接触外套时不能提供任何附加刚度，此时产品的刚度较小且基本不变；当载荷增加至一定程度后，止挡与外套接触，变形突然受到限制，刚度突然增加，由此，现有技术中的金属橡胶球铰，在受载过程中，球铰的刚度变化不够平缓，影响球铰的减振和柔性连接作用，并且容易出现橡胶型面打折，导致橡胶开裂。【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有技术存在的技术问题，提供一种在径向变形条件下，刚度变化平缓并且橡胶型面不打折的金属橡胶球铰。
[0005]本实用新型的技术方案是:金属橡胶球铰，从内到外包括芯轴、弹性橡胶层和外套，芯轴上至少具有两个轴向设置的止挡，止挡沿芯轴圆周方向均匀间隔分布，止挡和外套之间开有沿轴向的通孔，其特征在于所述的通孔由靠近外套侧的外型面、靠近止挡侧的内型面和两个侧面合围组成，外型面与外套内壁间具有间隙，内型面与止挡间具有间隙，两个所述的侧面对称分布，所述的外型面为与外套同轴的圆弧面，外型面的边缘设置在内型面边缘的外侧，所述的侧面为从内型面边缘向外型面边缘逐渐靠近的圆弧面，并且侧面为向外型面凸进的凸弧面。
[0006]优选的，所述的外型面与外套内壁之间的弹性橡胶体的厚度小于1_。
[0007]优选的，所述的内型面和止挡的上表面均为与外型面同轴的圆弧面，所述的内型面与止挡上表面之间的弹性橡胶体的厚度为1mm?2mm。
[0008]优选的，所述的内型面为与止挡表面一致的曲面，所述的止挡的上表面与外型面为同轴圆弧面，所述的内型面与止挡之间的弹性橡胶体的厚度为1mm?2_。
[0009]优选的，侧面从弧面中间到内型面边缘逐渐靠近止挡的侧面。
[0010]优选的，所述的止挡的数量为两个。[〇〇11] 优选的，所述的外型面和侧面之间以及内型面和侧面之间均通过圆弧面过渡。
[0012]本实用新型的金属橡胶球在止挡和外套之间开设通孔，通孔的外型面与外套之间具有间隙，内型面与止挡之间具有间隙，侧面为从内型面边缘向外型面边缘逐渐靠近的圆弧面，并且侧面为向外型面凸进的凸弧面。在金属橡胶球铰在径向变形的条件下，侧面逐渐靠近外套，使金属橡胶球铰的刚度平缓增加，当通孔中的内型面与外型面接触时，压缩外型面与内型面之间的弹性橡胶层，使金属橡铰球铰的刚度进一步平缓增加，当止挡与外套接触时，橡胶球铰层的变形被限制，金属橡胶球铰的刚度达到最大值。由于侧面为向外型面凸进的凸弧面，在径向变形过程中，弹性橡胶形体沿侧面凸进的方向向通孔中流动变形，使通孔侧面在变形过程中不打折。【附图说明】
[0013]图1为现有技术中金属橡胶球铰的结构示意图；图la为现有技术中的金属橡胶球铰自由状态下的结构示意图；图lb为现有技术中的金属橡胶球铰压缩变形时的结构示意图。
[0014]图2为实施例一的金属橡胶球铰的横切面示意图。
[0015]图3为图2的局部放大图。
[0016]图4为实施例二的金属橡胶球铰的横切面示意图。
[0017]图5为图4的局部放大图。【具体实施方式】
[0018]下面将通过附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。
[0019]实施例一:[〇〇2〇]如图2和图3所示，金属橡胶球铰，从内到外包括芯轴1、弹性橡胶层2和外套3,芯轴 1上至少具有两个轴向设置的止挡11，止挡11沿芯轴1圆周方向均匀间隔分布，止挡11和外套3之间开有沿轴向的通孔21，其特征在于所述的通孔21由靠近外套侧的外型面21.1、靠近止挡侧的内型面21.2和两个侧面21.3合围组成，外型面21.1与外套3内壁间具有间隙，内型面21.2与止挡11间具有间隙，两个所述的侧面21.3对称分布，所述的外型面21.1为与外套3 同轴的圆弧面，外型面21.1的边缘设置在内型面21.2边缘的外侧，所述的侧面21.3为从内型面21.2边缘向外型面21.1边缘逐渐靠近的圆弧面，并且侧面21.3为向外型面21.1方向的凸弧面。所述的外型面21.1与外套3内壁之间的弹性橡胶体2的厚度H1小于1mm。所述的内型面21.2和止挡11的上表面均为与外型面21.1同轴的圆弧面，所述的内型面21.2与止挡11上表面之间的弹性橡胶体2的厚度H2为1_?2mm。所述的止挡11的数量为两个。所述的外型面 21.1和侧面21.3之间以及内型面21.2和侧面21.3之间均通过圆弧面过渡。
[0021]以上所述的金属橡胶球在止挡11和外套3之间开设通孔21，通孔的外型面21.1与外套3之间具有厚度为H1的间隙，内型面21.2与止挡11之间具有厚度为H2的间隙，侧面21.3 为从内型面边缘向外型面边缘逐渐靠近的圆弧面，并且侧面21.3为向外型面21.1凸进的凸弧面。在金属橡胶球铰在径向变形的条件下，侧面21.3逐渐靠近外套3,使金属橡胶球铰的刚度平缓增加，当通孔中的内型面21.2与外型面21.1接触时，压缩外型面21.1与内型面 21.2之间的弹性橡胶层，使金属橡铰球铰的刚度进一步平缓增加，当止挡11与外套3接触时，橡胶球铰层的变形被限制，金属橡胶球铰的刚度达到最大值。由于侧面21.3为向外型面 21.1凸进的凸弧面，在径向变形过程中，弹性橡胶形体沿侧面凸进的方向向通孔中流动变形，使通孔侧面在变形过程中不打折。[〇〇22] 实施例二:[0〇23] 如图4和图5所不，与实施例一的不同之处在于，所述的内型面21.1为与止挡11表面一致的曲面，所述的止挡11的上表面与外型面21.1为同轴圆弧面，所述的内型面21.2与止挡11之间的弹性橡胶体2的厚度H2为1mm?2mm。!?面21.1从弧面中间到内型面21.1边缘逐渐靠近止挡11的侧面。
[0024]实施例二的金属橡胶球铰，在径向变形的条件，侧面21.3逐渐靠近外套3和止挡 11，使金属橡胶球铰的刚度平缓增加，通孔中的内型面21.2与外型面21.1接触时，压缩外型面21.1与内型面21.2之间的弹性橡胶层，使金属橡铰球铰的刚度进一步平缓增加，当止挡 11与外套3接触时，橡胶球铰层的变形被限制，金属橡胶球铰的刚度达到最大值。由于侧面 21.3为向外型面21.1凸进的凸弧面，在径向变形过程中，弹性橡胶形体沿侧面凸进的方向向通孔中流动变形，使通孔侧面在变形过程中不打折。
[0025]以上结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.金属橡胶球铰，从内到外包括芯轴(1)、弹性橡胶层(2)和外套(3)，芯轴(1)上至少具 有两个轴向设置的止挡(11)，止挡(11)沿芯轴(1)圆周方向均匀间隔分布，止挡(11)和外套 (3)之间开有沿轴向的通孔(21)，其特征在于所述的通孔(21)由靠近外套侧的外型面(21.1)、靠近止挡侧的内型面(21.2)和两个侧面(21.3)合围组成，外型面(21.1)与外套(3) 内壁间具有间隙，内型面(21.2)与止挡(11)间具有间隙，两个所述的侧面(21.3)对称分布， 所述的外型面(21.1)为与外套(3)同轴的圆弧面，外型面(21.1)的边缘设置在内型面(21.2)边缘的外侧，所述的侧面(21.3)为从内型面(21.2)边缘向外型面(21.1)边缘逐渐靠 近的圆弧面，并且侧面(21.3)为向外型面(21.1)凸进的凸弧面。2.根据权利要求1所述的金属橡胶球铰，其特征在于所述的外型面(21.1)与外套(3)内 壁之间的弹性橡胶体(2 )的厚度小于1mm。3.根据权利要求2所述的金属橡胶球铰，其特征在于所述的内型面(21.2)和止挡(11) 的上表面均为与外型面(21.1)同轴的圆弧面，所述的内型面(21.2)与止挡(11)上表面之间 的弹性橡胶体(2 )的厚度为1mm?2mm。4.根据权利要求2所述的金属橡胶球铰，其特征在于所述的内型面(21.1)为与止挡 (11)表面一致的曲面，所述的止挡(11)的上表面与外型面(21.1)为同轴圆弧面，所述的内 型面(21.2 )与止挡(11)之间的弹性橡胶体(2 )的厚度为1_?2_。5.根据权利要求4所述的金属橡胶球铰，其特征在于侧面(21.1)从弧面中间到内型面 (21.1)边缘逐渐靠近止挡(11)的侧面。6.根据权利要求3至权利要求5任一项所述的金属橡胶球铰，其特征在于所述的止挡 (11)的数量为两个。7.根据权利要求6所述的金属橡胶球铰，其特征在于所述的外型面(21.1)和侧面(21.3)之间以及内型面(21.2)和侧面(21.3)之间均通过圆弧面过渡。
【文档编号】F16F1/38GK205605712SQ201620192297
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】郭喜文, 王金辉, 屈孝波, 王林, 冯万盛, 荣继纲
【申请人】株洲时代新材料科技股份有限公司