一种球面形轨道车辆用橡胶垫的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种轨道车辆用弹性缓冲装置，具体涉及一种橡胶层装在表面为球面的顶板和底板之间的弹性缓冲装置。
【背景技术】
[0002]随着客运专线、重载货运、城市轨道运输在中国的迅速发展，一系悬挂的垂向刚度、纵向刚度和横向刚度要选择恰当，机车才能具有良好的动力学性能，才能具有良好的减振特性，缓和车辆和线路之间的各种相互作用，减小振动和冲击，提高车辆运行的平稳性、安全性和可靠性。
[0003]橡胶垫通常用在轨道车辆转向架的一系悬挂和二系悬挂，橡胶垫具有垂向减振功能，同时，为保证轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能，橡胶垫又要具有合适的纵向和横向刚度。现有的橡胶垫由于受到空间尺寸和结构的限制，大多采用纯剪切结构难以满足较大的纵、横向刚度要求。
[0004]因此如何让橡胶垫具有合适的纵向、横向和垂向刚度，使得车辆能平稳、安全的行驶还需进一步研究。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:让橡胶垫具有合适的纵向、横向和垂向刚度，提高轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能，使车辆能平稳、安全的行驶。
[0006]针以上述问题，本实用新型提出的技术方案是:一种球面形轨道车辆用橡胶垫，包括顶板、定位销、橡胶层和底板，橡胶层的上端与顶板的下端结合，橡胶层的下端与底板的上端结合，橡胶层包括橡胶层主体和橡胶层余边，顶板下端的中间位置挖有表面为球面的顶板弧形槽，底板上端的中间位置挖有表面为球面的底板凸块，橡胶层主体的厚度为顶板弧形槽的半径与底板凸块的半径之差。
[0007]进一步地，顶板上端和底板下端的横截面为正方形，正多边形或圆形中的一种。
[0008]进一步地，表面为球面的顶板弧形槽的半径为150mm-250mm，橡胶层主体的上端与顶板弧形槽以及定位销的下端结合。
[0009]进一步地，表面为球面的底板凸块的半径为100mm-150mm，橡胶层主体的下端与底板凸块结合，橡胶层余边的下端与底板凸块外侧的底板结合。
[0010]进一步地，橡胶层外侧为向内侧凹陷的环形圆弧段，环形平直段或向外侧凸出的环形圆弧段中的一种。
[0011]进一步地，顶板弧形槽和底板凸块之间设有一层橡胶层，橡胶层是由橡胶层主体和橡胶层余边组成的一整块橡胶；橡胶层、顶板和底板通过硫化形成一个整体。
[0012]本实用新型的优点是:
[0013]1.能提高橡胶垫的纵向和横向刚度，使得机车在满足橡胶垫垂向减振的同时，能提高轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能。
[0014]2.将弧形的橡胶层与具有球面表面的顶板和底板硫化成一个整体，能达到仅用一层橡胶层就能达到橡胶垫所需的纵向和横向刚度，能简化橡胶垫的结构，提高制造橡胶垫的效率；且能节约耗材，降低生产成本，适用于批量生产。
[0015]3.由于橡胶层、顶板和底板的表面都为球面结构，使得橡胶层在受到垂向、横向和纵向的应力时，橡胶层因应力产生的形变相对于其它结构要小很多，因此橡胶垫的使用寿命也会更长。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的剖视示意图；
[0017]图2为顶板的剖视示意图；
[0018]图3为图2中未安装定位销时的示意图；
[0019]图4为底板的剖视示意图；
[0020]图中:1顶板、11顶板弧形槽、12顶板定位槽、2定位销、31橡胶层主体、32橡胶层余边、33橡胶层外侧、4底板、41底板凸块。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例和附图对本实用新型做一步的描述:
[0022]实施例一
[0023]如图1所示，橡胶垫包括顶板1、定位销2、橡胶层和底板4。顶板1、定位销2和底板4都由金属制成，定位销2焊接固定在顶板1上，定位销2主要作用是将橡胶垫安装固定在轨道车辆上。而顶板1、橡胶层和底板4通过硫化工艺硫化成一个整体，当橡胶垫受到垂向、横向和纵向的应力时，橡胶层能产生形变对应力进行缓冲，从而提高车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能。
[0024]橡胶垫受到应力时橡胶层会产生形变，为减小橡胶层外侧33的应力集中，橡胶层外侧33的形状优选为向内侧凹陷的环形圆弧段或环形平直段或向外侧凸出的环形圆弧段，更优选的形状是向内侧凹陷的环形圆弧段。橡胶垫受到应力时橡胶层会产生形变，橡胶层外侧33的两端设有橡胶层余边32，增大了橡胶层与顶板1和底板4结合的面积，能有效的防止橡胶层与顶板1和底板4脱离。
[0025]如图1、图2和图3所示，顶板1下端的中间位置挖有表面为球面的顶板弧形槽11，顶板弧形槽11的半径为Rl，R1的优选值为150mm-250mm，更优选的值为200mm。顶板弧形槽11的上方开有贯通的顶板定位槽12，定位销2穿过顶板定位槽12并焊接固定在顶板1上。图3中的虚线是没开贯通的顶板定位槽12时，顶板弧形槽11的轮廓线。
[0026]如图4所示，底板4上端的中间位置设有表面为球面的底板凸块41，底板凸块41的半径为R2，R2的优选值为100mm-150mm，更优选的值为127mm。图4中的虚线是为分开底板凸块41与底板4的下方部分的辅助线。
[0027]如图1至图4所示，橡胶层包括橡胶层主体31和橡胶层余边32，橡胶层主体31是橡胶层与顶板弧形槽11和底板凸块41的球面相接触的那一段橡胶，而橡胶层余边32是橡胶层主体31外围的橡胶。橡胶层主体31的厚度为顶板弧形槽11的半径R1的值与底板凸块41的半径R2的值的差值，例如，当R1的值为200mm，R2的值为127mm时，橡胶层主体31的厚度则为73mm。
[0028]顶板1的上端在开顶板定位槽12之前与底板4的下端一样，都是实心的金属板，且此时顶板1上端和底板4下端的横截面都是为正方形，正多边形或圆形中的一种。一个橡胶垫中顶板1上端和底板4下端的横截面可以是相同的，也可以是不同的。
[0029]如图1、图2和图3所示，由于顶板弧形槽11的上方还开有顶板定位槽12，且顶板定位槽12中安装有定位销2，而定位销2的底部是平面的，因此定位销2的底部并不与表面为球面的顶板弧形槽11形成平滑的过渡，而是存在小的间隙。橡胶层通过胶黏剂在一定的温度和压力下与顶板1硫化成一个整体时，橡胶层会填充定位销2的底部与顶板弧形槽11之间的小的间隙，因此橡胶层的上端并不是个完整的球面，而是类似于球面。但由于间隙很小，且被橡胶填充了，所以此间隙几乎不会对橡胶层的刚度特征产生影响。
[0030]如图1所示，橡胶层主体31的垂向截面为有一定厚度的圆弧形，当橡胶垫受到横向或纵向的应力时，橡胶层产生的形变都不是单一的剪切形变，而是一种剪切和压缩的复合形变。这使得橡胶层能提供很大的横向和纵向刚度，以及具有良好的缓冲效果，能提高轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能。
[0031]很显然，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种球面形轨道车辆用橡胶垫，包括顶板(1)、定位销(2)、橡胶层和底板(4)，橡胶层的上端与顶板(I)的下端结合，橡胶层的下端与底板(4)的上端结合，其特征在于，橡胶层包括橡胶层主体(31)和橡胶层余边(32)，顶板(I)下端的中间位置挖有表面为球面的顶板弧形槽(11)，底板(4)上端的中间位置设有表面为球面的底板凸块(41)，橡胶层主体(31)的厚度为顶板弧形槽(11)的半径与底板凸块(41)的半径之差。2.根据权利要求1所述的一种球面形轨道车辆用橡胶垫，其特征在于，顶板(I)上端和底板(4)下端的横截面为正方形，正多边形或圆形中的一种。3.根据权利要求1所述的一种球面形轨道车辆用橡胶垫，其特征在于，表面为球面的顶板弧形槽(11)的半径为150_-250_，橡胶层主体(31)的上端与顶板弧形槽(11)以及定位销(2 )的下端结合。4.根据权利要求1所述的一种球面形轨道车辆用橡胶垫，其特征在于，表面为球面的底板凸块(41)的半径为100mm-150mm，橡胶层主体(31)的下端与底板凸块(41)结合，橡胶层余边(32)的下端与底板凸块(41)外侧的底板(4)结合。5.根据权利要求1所述的一种球面形轨道车辆用橡胶垫，其特征在于，橡胶层外侧(33)为向内侧凹陷的环形圆弧段，环形平直段或向外侧凸出的环形圆弧段中的一种。6.根据权利要求1所述的一种球面形轨道车辆用橡胶垫，其特征在于，顶板弧形槽(11)和底板凸块(41)之间设有一层橡胶层，橡胶层是由橡胶层主体(31)和橡胶层余边(32)组成的一整块橡胶；橡胶层、顶板(I)和底板(4)通过硫化形成一个整体。
【专利摘要】一种球面形轨道车辆用橡胶垫，包括顶板、定位销、橡胶层和底板，橡胶层的上端与顶板的下端结合，橡胶层的下端与底板的上端结合，橡胶层包括橡胶层主体和橡胶层余边，顶板下端的中间位置挖有表面为球面的顶板弧形槽，底板上端的中间位置设有表面为球面的底板凸块，橡胶层主体的厚度为顶板弧形槽的半径与底板凸块的半径之差。本实用新型能提高轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能，且结构简单，能节约耗材，降低生产成本；以及能减小橡胶层因应力产生的形变，从而延长橡胶垫的使用寿命。
【IPC分类】B61F5/50
【公开号】CN205059626
【申请号】CN201520866243
【发明人】颉跟虎, 王峰宇, 李建林, 荣继刚, 林立钿
【申请人】株洲时代新材料科技股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月3日