一种推力杆球铰及其组装方法技术

本发明专利技术涉及一种推力杆球铰及其组装方法，公开了推力杆橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层和金属端盖，所述金属端盖设置于所述橡胶层的两端，用于阻止橡胶的挤出，所述橡胶层硫化粘结在所述金属芯轴上，所述橡胶层与所述金属芯轴粘结部分为弧面；所述金属芯轴凸起顶端为波纹部，所述波纹部包括至少两个内凹面。本发明专利技术提供的橡胶球铰中，通过在橡胶层的两端设有金属端盖，可有效减少橡胶层两端的橡胶鼓出，和橡胶层与金属芯轴粘结部分的橡胶鼓出；同时，使得橡胶型面靠近外套和金属芯轴的位置不容易出现褶皱和开裂，可有效提高橡胶球铰的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种推力杆球铰及其组装方法
本专利技术属于轨道车辆弹性元件
，具体地，涉及一种推力杆球铰及其组装方法。
技术介绍
橡胶球铰是橡胶与金属复合的一种性能优良的连接元件。球铰主要是利用硫化橡胶起减震缓冲作用，金属件起支撑和安装接口的作用，该球铰能承受复杂的工作环境，其中包括轴向、径向、扭转、偏转等多向载荷的疲劳作用和瞬时的机械冲击。因此，橡胶球铰广泛运用于轨道车辆领域。目前，橡胶球铰应用最为普遍的结构为，从内到外依次为金属金属芯轴、橡胶层和金属外套，虽然这种结构的性能基本能满足各种工况的使用。但是，当橡胶的径向与轴向刚度比较小时，上述结构无法满足性能要求。近年来，有人研究出能实现径向和轴向刚度比较小的锯齿状组合式橡胶关节。经过检索发现，申请号为200710035527.8，名称为“一种锯齿状组合式球铰及制作组装方法”的专利技术专利，公开了一种锯齿状组合式橡胶球铰，包括金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体，在金属外套与弹性橡胶体之间有金属隔套，金属隔套为两瓣结构，且金属隔套和金属芯轴成锯齿状，两者的锯齿是相互镶嵌、咬合硫化在一起。上述结构虽然能实现径向和轴向刚度比小的要求，但是由于金属隔套设计为两瓣结构，置于金属芯轴和外套之间使球铰的结构复杂；金属隔套与金属芯轴占据空间大，置于金属隔套和金属芯轴之间的弹性橡胶体厚度较薄，导致球铰的径向刚度和轴向刚度变化范围大的减震部位的减震要求，球铰老化后容易造成弹性橡胶体与金属隔套和金属芯轴之间的硫化连接出现松动，导致弹性橡胶体鼓出甚至金属芯轴与金属隔套移位等现象缩短球铰的使用寿命。由于橡胶球铰存在上述问题，导致球铰产品的刚度无法满足使用要求，使得球铰产品的应用受到一定程度的限制。同时，传统的组装方式中的推力杆球头总成，其存在结构复杂，组装效率低，制造成本高，重量较重，维护困难，难以检测合格性等缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是橡胶球铰在使用过程中无法满足径向刚度和轴向刚度变化范围大的减振部位的减振要求和使用寿命短，提供一种推力杆球铰。所述球铰径向和轴向的刚度均增大，两者比例较小，且径向和轴向的刚度调整范围大，还能增加橡胶层的偏转、扭转刚度，提高橡胶的使用寿命。本专利技术的另一目的在于提供一种推力杆球铰的组装方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种推力杆球铰，所述橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层和金属端盖，所述金属端盖硫化粘结在橡胶层的两端，用于阻止橡胶层两端的橡胶挤出；所述橡胶层硫化粘结在所述金属金属芯轴上，所述橡胶层与所述金属芯轴粘结部位为弧面；所述金属芯轴凸起顶端为波纹部，所述波纹部包括至少两个内凹面。进一步地，所述内凹面的圆弧半径为R1。进一步地，所述波纹部的两端为弧形外凸部，所述弧形外凸部与金属芯轴通过圆角一过渡连接。进一步地，所述弧形外凸部的圆弧半径为R2，所述圆角一的圆弧半径为R3，R2>R3。进一步地，所述金属端盖与所述橡胶层粘结部位为平直部，所述平直部与金属芯轴沿轴向有夹角。进一步地，所述夹角为α。进一步地，所述平直部通过圆角二与金属端盖的两端过渡连接；进一步地，所述金属芯轴包括中部和位于中部两侧的端部，所述中部为部分椭圆形，所述端部与中部的上侧连接处设有弧形凹槽，所述端部上设有通孔。进一步地，所述橡胶层远离金属芯轴的一端为直型，所述橡胶层的侧面为凹面型圆弧。本专利技术还提供一种由上述推力杆球铰的组装方法，包括以下步骤：S1.铁件处理：将加工好的金属芯轴进行喷砂处理，将胶粘剂均匀的刷涂在喷砂处理后的金属芯轴表面，待胶粘剂干燥后，得到待硫化的金属芯轴；S2.装配金属端盖：将金属端盖粘结在步骤S1得到的金属芯轴上，组成硫化体；S3.模压硫化：将步骤S2得到的金属芯轴置于硫化机内，注入橡胶体，通过高温高压硫化一定的时间后，使橡胶体、金属端盖以及金属芯轴粘结成整体；进一步地，骤S2中所述硫化温度140~160℃，压力为15-18MPa，时间为20~40min。与现有技术相比，本专利技术提供的推力杆球铰具有以下有益效果：本专利技术提供的推力杆球铰中，通过在橡胶层的两端设有金属端盖，可有效减少橡胶层两端的橡胶鼓出和橡胶层与金属金属芯轴粘结部分的橡胶鼓出；同时，使得橡胶型面靠近金属金属芯轴的位置不容易出现褶皱和开裂，可有效提高橡胶球铰的使用寿命。本专利技术提供的推力杆球铰，科学合理设计金属芯轴凸起顶端为波纹部结构，使橡胶不随挤压左右移动，不容易出现褶皱和开胶，从而使得球铰的橡胶层疲劳性更好，不容易引起橡胶与芯轴分离。本专利技术的推力杆球铰的径向、轴向刚度会比一般的球铰刚度大40%以上，径向/轴向刚度比可降低40%以上。本专利技术的推力杆球铰中，金属外套与橡胶层粘结部分为直型，有利于增加橡胶球铰的扭力，提高产品性能，增加金属外套与橡胶层的粘合强度；橡胶层的侧边为凹面型圆弧可以增加橡胶的阻尼系数，提高橡胶的使用寿命；金属金属芯轴的中部为部分椭圆形，可以增加橡胶球铰的扭力，提高橡胶层的径向、轴向、偏转及扭转刚度。采用本专利技术提供的组装方法进行组装时，操作简便，组装时间减少、组装效率提高。附图说明图1为具体实施方式中的推力杆球铰的结构示意图。图2为图1的局部放大图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术。应理解，本专利技术提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。如图1~2所示，图1为本专利技术提供一种推力杆球铰，橡胶球铰从内到外依次包括金属芯轴1、橡胶层2和金属端盖3，金属端盖3硫化粘结在橡胶层2的两端，用于阻止橡胶层2两端的挤出；橡胶层2硫化粘结在金属芯轴1上，橡胶层2与金属芯轴1粘结部分为弧面4，弧面4的轴向宽度为A；金属芯轴1凸起顶端为波纹部41，波纹部41包括至少两个内凹面401，内凹面401的圆弧半径为R1，波纹部41的两端为弧形外凸部42，弧形外凸部42的圆弧半径为R2，弧形外凸部42与金属芯轴1通过圆角一100过渡连接，圆角一100的圆弧半径为R3，R2＞R3。金属端盖3与橡胶层2粘结部分为平直部21，所述平直部21与金属芯轴1沿轴向的夹角为α，平直部21通过圆角二200与金属端盖3的两端过渡连接。金属芯轴1包括中部11、位于中部两侧的端部12，中部11为部分椭圆形，端部12与中部11的连接处设有弧形凹槽，端部12上设有通孔5；橡胶层2远离金属芯轴1的一端为直型，橡胶层2的侧面为凹面型圆弧300。在制作橡胶球铰时，可根据承载需求，对内凹面401的圆弧半径为R1、平直部21与金属芯轴1沿轴向的夹角为α、弧面4的轴向宽度A、圆弧半径R2以及圆角一100的圆弧半径R3进行调节，使得橡胶球铰的刚度满足承载需求，为轨道车辆的运行提供更好的减震及缓冲作用。其中，调节弧形外凸部42的轴向宽度A和圆弧半径R2，可调节橡胶球铰的橡胶层2沿轴向的厚度变化，从而改变橡胶球铰承载时的径向变形量和轴向变形量，改变橡胶球铰的径、轴向刚度匹配。通过调节球铰端面一21与金属外套3内侧沿轴向的夹角α，可以灵活改变各部分橡胶层受压和受剪的面积，因而很容易实现各种不同的径、轴向刚度比。其次，较大的形状系数也有利于降低径、轴向刚度比，本专利技术的橡胶球铰都有两个橡胶自由面，与传统球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推力杆橡胶球铰，其特征在于，所述橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层和金属端盖，所述金属端盖硫化粘结在橡胶层的两端，用于阻止橡胶层两端的橡胶挤出；所述橡胶层硫化粘结在所述金属芯轴上，所述橡胶层与所述金属芯轴粘结部位为弧面；所述金属芯轴凸起顶端为波纹部，所述波纹部包括至少两个内凹面。

【技术特征摘要】
1.一种推力杆橡胶球铰，其特征在于，所述橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层和金属端盖，所述金属端盖硫化粘结在橡胶层的两端，用于阻止橡胶层两端的橡胶挤出；所述橡胶层硫化粘结在所述金属芯轴上，所述橡胶层与所述金属芯轴粘结部位为弧面；所述金属芯轴凸起顶端为波纹部，所述波纹部包括至少两个内凹面。2.根据权利要求1所述推力杆橡胶球铰，其特征在于，所述波纹部的两端为弧形外凸部，所述弧形外凸部与金属芯轴通过圆角一过渡连接。3.根据权利要求1所述推力杆橡胶球铰，其特征在于，所述金属端盖与所述橡胶层粘结部分为平直部，所述平直部与金属芯轴沿轴向有夹角。4.根据权利要求3所述推力杆橡胶球铰，其特征在于，所述平直部通过圆角二与金属端盖的两端过渡连接。5.根据权利要求1所述推力杆橡胶球铰，其特征在于，所述金属芯轴包括中部和位于中部两侧的端部，所述中部为部分椭圆形，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春龙，熊雪辉，谢建藩，
申请(专利权)人：株洲飞马橡胶实业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43