球铰及具有前后球铰的铰接系统技术方案

本发明专利技术公开了一种球铰，包括内圈、橡胶层和外圈，在外圈上开设有开槽，槽的深度方向往橡胶层的中心方向延伸，底面延伸至靠近内圈，在橡胶层内形成相对设置的缓冲区，用于传递和释放压力，通过对球铰的内部结构进行设计，来提升抗冲击能力和延长使用寿命；还公开了一种铰接系统，包括前架、后架和转盘轴承，在前架的前端和后架的后端分别连接有前述的球铰，在所述后架的后端具有一个连接架，连接架与前架之间连接有液压缸，通过以上技术方案，能够保证车辆行驶的安全性，并提升乘客的舒适度。

Spherical hinge and articulated system with front and rear spherical hinges

The invention discloses a spherical hinge, which comprises an inner ring, a rubber layer and an outer ring. A slot is arranged on the outer ring, the depth of the slot extends to the center of the rubber layer, the bottom surface extends to the inner ring, and a relatively set buffer zone is formed in the rubber layer for transmitting and releasing pressure through the internal structure of the spherical hinge. An articulation system is also disclosed, which comprises a front frame, a rear frame and a turntable bearing. The front end of the front frame and the rear end of the rear frame are respectively connected with the aforementioned spherical hinges, and the rear end of the rear frame is provided with a connecting frame, and a hydraulic cylinder is connected between the connecting frame and the front frame. The above technical proposal can ensure the safety of the vehicle and enhance the comfort of passengers.

【技术实现步骤摘要】
球铰及具有前后球铰的铰接系统
本专利技术涉及铰接车辆
，尤其涉及一种球铰，具有高抗扭性特点；还涉及一种铰接系统，在铰接系统的前后架与车厢之间均连接有球铰，为车辆提供自由度，以及前后架之间连接有液压系统，以保证车辆行驶安全和提升乘客舒适度。
技术介绍
铰接客车，是由铰接装置相连接且互相连通、乘客可在其间走动的两个刚性车厢体所组成的客车，其具有容量大、载客量高的特点。目前的铰接系统，其球铰由于自身结构的特性，使用寿命较短，影响车厢与铰接系统的连接稳定性，而且通常铰接系统在前车或者后车布置球铰，无法满足两节或多节双轴铰接客车使用，仅适应前中置或者后置车辆的需求，而且有的系统缺少阻尼控制，导致车辆在行驶中安全性不足，同时也降低了乘客的舒适度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种球铰，通过对球铰的内部结构进行设计，来提升抗冲击能力和延长使用寿命；且还提供了一种铰接系统，其在前架和后架同时配置球铰和阻尼系统，以提升车辆的安全性。本专利技术的技术方案如下：球铰，包括与芯轴相套接的内圈，在芯轴与外圈之间设有橡胶层，橡胶层与外圈硫化粘结，内圈与外圈均为金属层，橡胶层用于起到缓冲减振的作用；在外圈上开设有相对设置的开槽，槽的深度方向往橡胶层的中心方向延伸，底面延伸至靠近内圈，在橡胶层内形成相对设置的缓冲区，当芯轴在进行俯仰运动或者扭摆时，会对橡胶产生挤压变形，橡胶受到形变后会将作用力传递至缓冲区，并能够将作用力通过开孔向外部释放。一种优选的技术方案，槽延伸至橡胶层后进行扩展，然后平行向两侧延伸，形成与内圈同心的弧形区，通过利用弧形区能够吸收一部分冲击，并将作用力向缓冲区向槽的方向逐步传递。进一步改进的技术方案，在橡胶层的中心还设有中空区，中空区呈弧形结构，与内圈同心，通过利用所述中空区，能够辅助所述弧形区进行吸能减振，即在受到不同方向的作用力后，通过利用中空区能够配合弧形区吸收一部分冲击，在保证具有所需要的角度时，不会导致橡胶过分变形，有助于降低强度。在前述技术方案基础上的进一步改进的方案，至少在所述弧形区或者所述中空区的一端或者两端设有吸能区，吸能区的孔径大于中空区的端面高度，通过利用所述吸能区能够对初始的冲击进行扩展吸收，降低对中空区或者弧形区的冲击，通过能够将冲击力疏散至中空区或者弧形区，中空区吸收的冲击达到饱和时，冲击会转移至弧形区内，并最终通过与弧形区相接通的开孔排出。我们还提供了一种铰接系统，包括前架、后架和转盘轴承，转盘轴承能够连接前架和后架，并使前架和后架能够相对转动，在前架的前端和后架的后端分别连接有前述的球铰，车体通过支架与芯轴相紧固，前架与车体或者后架与车体之间能够分别形成3个自由度，即垂直方向的俯仰角，水平方向的扭转角和摇摆角，以更好地适应工况，保护转盘轴承；在所述后架的后端具有一个连接架，球铰安装于该连接架上，连接架的两端分别连接有液压缸，液压缸的另一端分别与前架相连接，位于转盘轴承的两侧，利用液压缸能够提供阻尼，保证车辆行驶的安全性，同时能够提升乘客的舒适度。作为一种进一步改进的技术方案，在所述前架上设有凸耳，凸耳分布于转盘轴承的两侧，凸耳上开设有通孔；在所述连接架的两端分别设有连接板，连接板上开设有通孔，通过利用通孔，能够将凸耳与液压缸相连接。作为一种优选的技术方案，位于所述前架的同一侧的凸耳沿垂直方向成对分布，能够将液压缸的一端布置在转盘轴承的侧部，方便进行伸缩，而且不会干涉。作为一种进一步改进的技术方案，位于连接架同一侧的连接板从垂直方向成对分布，其中在后架的左右两侧具有凹槽，凹槽的深度大于液压缸的缸径，当液压缸收缩到最小时，恰好容置在该凹槽内，而且顶部不会与前架或者转盘轴承出现碰撞。在前述技术方案基础上的改进方案，在所述前架或者后架上设有空腔，空腔相对于铰接系统的中心线呈左右对称分布，利用空腔能够起到减重的目的，同时能够保持左右平衡。作为一种优选的技术方案，在所述前架和所述后架的端部分别连接有处于同一直线的3个球铰，其中，中间的球铰与转盘轴承的中心处于同一直线上，中间的球铰能够形成对两侧球铰的辅助，确保受力平衡。有益效果：本专利技术通过设置一种球铰，利用缓冲区能够承受俯仰、扭转和摇摆方向的冲击，具有较强的抗冲击性能；我们还提供了一种铰接系统，其在前架和后架上均配置有该球铰，利用该球铰能够提高连接的可靠性，且还配置了液压缸，以保证车辆行驶的安全，提升乘客的舒适度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所公开的铰接系统的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例所公开的前架的结构示意图；图3为本专利技术实施例所公开的后架的结构示意图；图4为本专利技术实施例所公开的第一种球铰的结构示意图；图5为本专利技术实施例所公开的第二种球铰的结构示意图；图6为本专利技术实施例在图4基础上改进的球铰的结构示意图；图7为本专利技术实施例在图4基础上改进的球铰的结构示意图；图8为本专利技术实施例在图6基础上优化的球铰的结构示意图；图9为本专利技术实施例在图7基础上优化的球铰的结构示意图。图中数字和字母所表示的相应部件名称：1、前架；2、后架；21、凹槽；3、转盘轴承；4、球铰；41、芯轴；42、内圈；43、橡胶层；44、外圈；45、槽；46、弧形区；47、中空区；48、吸能区；5、液压缸；6、凸耳；7、连接架；8、空腔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细描述。一种用于无轨客车的铰接系统，结合图1至图3，包括前架1、后架2和转盘轴承3，其中，所述前架1与前车厢相连接，所述后架2与后车厢相连接，转盘轴承3连接于前架1与后架2之间，使车辆在行进过程中，前架1与后架2能够随着车辆的运动进行相对的转动。图1示出了铰接系统的整体结构示意图，其中，在前架1的端部连接有球铰4，结合图2，分别为左球铰4、中球铰4和右球铰4，在前车厢上对应连接有支架，通过芯轴41穿过球铰4，与支架相连接；结合图3，在后架2的端部也连接有球铰4，与前架1上的球铰4的位置相对应，也分别装有左球铰4、中球铰4和右球铰4，在后车厢上对应连接有支架，通过芯轴41穿过球铰4，与支架相连接。车辆在行进过程中，前架1和后架2之间由于连接有转盘轴承3，转盘轴承3能够使前架1与后架2相对转动，而前架1与前车厢通过球铰4相连接，后架2与后车厢通过球铰4相连接，因此，对于铰接系统而言，其前架1与前车厢之间利用球铰4能够产生三个方向的自由度，分别为竖直方向的俯仰运动，水平方向的扭转运动和摇摆运动；同样地，后架2与后车厢之间利用球铰4也能够产生三个方向的自由度，分别为来自竖直方向的俯仰运动，来自水平方向的扭转运动和摇摆运动。通过利用三个球铰4能够实现保证前架1受力均匀，使前架1与前车厢稳定连接，减轻负荷，增强连接强度。图4示出了球铰的一种剖面结构，本实施例所采用的球铰4包括内圈42、橡胶层43和外圈44，内圈42和外圈44均为金属层，橡胶层43通过硫化的方式与外圈44相贴合；在外圈44上开设有槽45，槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.球铰，包括与芯轴相套接的内圈，在芯轴与外圈之间设有橡胶层，橡胶层与外圈硫化粘结；其特征在于，在外圈上开设有相对设置的槽，槽的方向往橡胶层的中心方向延伸，底面延伸至靠近内圈，在橡胶层内形成相对设置的缓冲区。

【技术特征摘要】
1.球铰，包括与芯轴相套接的内圈，在芯轴与外圈之间设有橡胶层，橡胶层与外圈硫化粘结；其特征在于，在外圈上开设有相对设置的槽，槽的方向往橡胶层的中心方向延伸，底面延伸至靠近内圈，在橡胶层内形成相对设置的缓冲区。2.如权利要求1所述的球铰，其特征在于，槽延伸至橡胶层后进行扩展，然后平行向两侧延伸，形成与内圈同心的弧形区。3.如权利要求2所述的球铰，其特征在于，在橡胶层的中心还设有中空区，中空区呈弧形结构，与内圈同心。4.如权利要求1或2所述的球铰，其特征在于，至少在所述弧形区或者所述中空区的一端或者两端设有吸能区，吸能区的孔径大于中空区的端面高度。5.铰接系统，包括前架、后架，连接前架与后架的转盘轴承，其特征在于，在前架的前端和后架的后端分别连接有前述的球铰，车体通过支架与芯轴相紧固；在所述后架的后部具有一个连接架，球铰安装于该连接架上，连接架的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝庆军，李大山，姜海龙，
申请(专利权)人：伊卡路斯苏州车辆系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32