耐低温空气弹簧上子口密封结构、方法及产品技术

耐低温空气弹簧上子口密封结构，包括上盖板、扣环、连接螺栓和上子口，上子口压缩在上盖板和扣环之间，扣环和连接螺栓均设置在上子口的径向外侧，上子口下方的囊体与扣环内壁贴合并向下顺沿贴合至扣环底面，上盖板与上子口之间以及上子口与扣环之间均采用径向密封与轴向密封交替设置且依次连接的密封结构，上子口上至少一个轴向密封面对上盖板的密封压力朝远离连接螺栓的内侧方向，且其密封压力和压缩量随空气弹簧的受载和位移而增大。本发明专利技术保证受载过程中空气弹簧上子口的密封可靠性，实现上子口在低温状态下的有效密封，满足低温状态下空气弹簧的密封要求。本发明专利技术还提供一种耐低温空气弹簧上子口密封方法及耐低温空气弹簧。

【技术实现步骤摘要】
耐低温空气弹簧上子口密封结构、方法及产品
本专利技术涉及一种耐低温空气弹簧上子口密封结构、方法及产品，实现空气弹簧在低温状态下的有效密封。
技术介绍
轨道交通用空气弹簧上子口密封主要是依靠将气囊的上子口通过一定数量的螺钉安装固定在上盖板以及扣环之间。通过螺钉施加的拧紧力来达到压缩气囊上子口橡胶的目的，从而实现了空气囊上子口的密封性能。随着轨道交通行业的发展，空气弹簧产品也越来越多用于各种高寒地区，但是由于低温高寒环境下，空气弹簧气囊的橡胶会受冷收缩，导致空气弹簧上子口在上盖板密封面处压缩量降低，特别是在气囊受大载荷和水平位移的情况下，空气弹簧上子口在上盖板密封面的漏气问题十分普遍。通常做法是改进橡胶配方，减少橡胶性能受低温的影响，但是在低温-50℃一下，单纯的改进空气弹簧气囊橡胶已无法解决低温漏气问题，需要配合采用设计新的密封结构。CN201610103238，通过在空簧内部沙漏弹簧上部设计了应急弹簧，将应急弹簧与沙漏弹簧串联的方式降低刚度，并设计了限位压板来起到限制横向位移的能力来解决常规空气弹簧在低温下刚度变大的问题，但是该专利没有提及如何解决空气弹簧在高寒低温环境下气囊上子口与上盖板处漏气的难题。CN201420499038，公开了一种高寒车空气弹簧系统，针对上子口低温漏气的方案是通过在气囊上子口的上表面设计类似O型圈的密封筋。密封筋数量为2-4圈，密封筋尺寸为1.5-3mm，但是密封筋只是通过依靠密封筋增加了上下方向的压缩量，来解决低温-40℃下橡胶收缩导致的漏气问题，其上盖板配合处依然和常规空气弹簧相同，只有一个密封平面，其方案无法解决在更低温度下，橡胶蠕变和收缩后，该处平面出现漏气的问题。WO2015/139854A1，通过在上盖板和气囊配合处的外侧，放置一个硅橡胶O型圈，利用硅橡胶的耐低温特性，来实现低温下空气弹簧的气密性。该方案要求气囊外侧与螺钉连接处需要有较大的空间来放置硅橡胶O型圈。对于气囊外侧与螺钉连接处尺寸狭小，空间紧张，无法放置O型圈，则无法解决低温漏气的问题。CN106641079A，利用上盖板和扣环压紧气囊上子口密封圈使气囊上子口密封圈形成过盈压缩，从而实现气囊上子口的密封。该方案仅增加了与原密封面处于同一表面的密封圈，但无法解决气囊的橡胶的蠕变和本体橡胶受冷收缩的现象，在使用一段时候后空气弹簧上子口在上盖板密封面处压缩量降低可能产生漏气的问题，且该方案也需要气囊外侧与螺钉连接处需要有较大的空间来放置上子口密封圈。
技术实现思路
本专利技术提供的耐低温空气弹簧上子口密封结构，提升上子口与上盖板之间的密封性能，保证受载过程中空气弹簧上子口的密封可靠性；实现上子口在低温状态下的有效密封，抵消了低温下由于橡胶收缩导致的密封压力降低的影响，满足低温状态下空气弹簧的密封要求，提高空气弹簧在低温状态下的密封可靠性和使用可靠性。本专利技术还提供一种耐低温空气弹簧上子口密封方法及耐低温空气弹簧。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：耐低温空气弹簧上子口密封结构，包括上盖板、紧贴上盖板底面的扣环、连接上盖板和扣环的连接螺栓和气囊的上子口，上子口压缩在上盖板和扣环之间，扣环和连接螺栓均设置在上子口的径向外侧，上子口下方的囊体与扣环内壁贴合并向下顺沿贴合至扣环底面，其特征在于所述的上盖板与上子口之间以及上子口与扣环之间均采用径向密封与轴向密封交替设置且依次连接的密封结构，上子口上至少一个轴向密封面对上盖板的密封压力朝远离连接螺栓的内侧方向，且其密封压力和压缩量随空气弹簧的受载和位移而增大。优选的，所述的扣环上具有环形的扣环凹槽和位于扣环凹槽内侧的扣环凸起，上子口底部具有与扣环凹槽相对应的底部凸起和与扣环凸起相对应的底部凹槽；底部凸起压入扣环凹槽中，底部凸起侧面与扣环凹槽侧面贴合压紧，形成上子口与扣环之间的轴向密封，底部凸起的底面与扣环凸凹槽底面贴合压紧，形成上子口与扣环之间的径向密封；扣环凸起压入底部凹槽中，扣环凸起的侧面与底部凹槽侧面贴合压紧，形成上子口与扣环之间轴向密封，扣环凸起的顶面与底部凹槽的顶面贴合压紧，形成上子口与扣环之间的径向密封。优选的，所述的底部凸起的底面为径向平面，底部凹槽的顶面为圆弧面，且底部凸起的径向宽度为底部凹槽径向宽度的两至三倍。优选的，所述的上子口顶面具有与上盖板底面径向密封配合的径向密封面和与上盖板底面轴向密封配合的轴向密封面，上盖板底面具有与径向密封面密封贴合的径向密封配合面和与轴向密封面密封贴合的轴向密封配合面，径向密封面与轴向密封面交替设置且依次连接，轴向密封面的数量为至少一个，径向密封面的数量为至少两个，至少一个轴向密封面对轴向密封配合面的密封压力朝远离连接螺栓的内侧方向。优选的，所述的径向配合面的数量为两个，一个轴向配合面设置在两个径向配合面之间，设置在轴向配合面内侧的径向配合面的高度低于设置在轴向配合面外侧的径向配合面的高度，轴向配合面与设置在轴向配合面外侧的径向配合面连接形成顶面凸起，轴向密封配合面与径向密封配合面连接形成与顶面凸起相配合的上盖板凹槽，顶面凸起在上盖板凹槽内的轴向压缩量大于1mm。优选的，所述的顶面凸起与上盖板凹槽之间具有升温变形空隙Ⅰ，所述的升温变形空隙位于上子口外侧壁与上盖板凹槽的侧壁之间，上子口与扣环之间具有升温变形空隙Ⅱ，升温变形空隙Ⅱ位于上子口外侧壁与扣环凹槽外侧壁之间，且升温变形空隙Ⅰ和升温变形空隙Ⅱ上下联通且宽度相等。优选的，所述的轴向配合面和轴向密封配合面的数量均为两个，两个轴向配合面之间连接一个径向配合面形成顶面凸起，两个轴向密封配合面之间连接一个径向密封配合面形成上盖板凹槽，上盖环与扣环之间设置沿伸至上子口外侧面的升温变形空隙Ⅲ。优选的，所述的扣环凹槽的内径大于上盖板凹槽的内径，扣环凹槽的外径等于或大于上盖板凹槽的外径，上盖板凹槽的深度为2-5mm。耐低温空气弹簧上子口密封方法，采用以上所述的耐低温空气弹簧上子口密封结构，其特征在于：上子口通过上盖板与上子口之间以及上子口与扣环之间的密封结构进行径向与轴向的交替密封；空气弹簧受载和位移时，上口子朝远离连接螺栓的内侧方向拉扯，上子口上朝远离连接螺栓的内侧方向施加密封压力的轴向密封面对上盖板的密封压力和压缩量增大，从而提升上子口与上盖板之间的密封性能；设计上子口在上盖板与扣环之间的压缩量，使空气弹簧在低温状态下上子口的受冷收缩量小于上子口的轴向压缩量，保持低温状态下上子口的径向密封；低温状态下上子口的轴向压缩量减少，导致空气弹簧受载和位移时上子口朝远离连接螺钉的内侧方向的拉扯变形量增加，使上子口上朝远离连接螺栓的内侧方向施加密封压力的轴向密封面对上盖板的密封压力和压缩量随之增加，保持低温状态下上子口的轴向密封，实现上子口在低温状态下的有效密封。耐低温空气弹簧，包括上盖板、紧贴上盖板底面的扣环、连接上盖板和扣环的连接螺栓和气囊，气囊的上子口压缩在上盖板和扣环之间，扣环和连接螺栓均设置在上子口的径向外侧，上子口下方的囊体与扣环内壁贴合并向下顺沿贴合至扣环底面，其特征在于所述的上子口的密封结构采用权利要求至任一项所述的耐低温空气弹簧上子口密封结构。专利技术的有益效果是：本专利技术中上盖板与上子口之间以及上子口与扣环之间均采用径向密封和轴向密封交替设置且依次连接的密封结构，空气弹簧在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.耐低温空气弹簧上子口密封结构，包括上盖板（1）、紧贴上盖板（1）底面的扣环（2）、连接上盖板（1）和扣环（2）的连接螺栓（3）和气囊的上子口（4），上子口（4）压缩在上盖板（1）和扣环（2）之间，扣环（2）和连接螺栓（3）均设置在上子口（4）的径向外侧，上子口（4）下方的囊体与扣环（2）内壁贴合并向下顺沿贴合至扣环（2）底面，其特征在于所述的上盖板（1）与上子口（4）之间以及上子口（4）与扣环（2）之间均采用径向密封与轴向密封交替设置且依次连接的密封结构，上子口（4）上至少一个轴向密封面对上盖板（1）的密封压力朝远离连接螺栓（3）的内侧方向，且其密封压力和压缩量随空气弹簧的受载和位移而增大。

【技术特征摘要】
1.耐低温空气弹簧上子口密封结构，包括上盖板（1）、紧贴上盖板（1）底面的扣环（2）、连接上盖板（1）和扣环（2）的连接螺栓（3）和气囊的上子口（4），上子口（4）压缩在上盖板（1）和扣环（2）之间，扣环（2）和连接螺栓（3）均设置在上子口（4）的径向外侧，上子口（4）下方的囊体与扣环（2）内壁贴合并向下顺沿贴合至扣环（2）底面，其特征在于所述的上盖板（1）与上子口（4）之间以及上子口（4）与扣环（2）之间均采用径向密封与轴向密封交替设置且依次连接的密封结构，上子口（4）上至少一个轴向密封面对上盖板（1）的密封压力朝远离连接螺栓（3）的内侧方向，且其密封压力和压缩量随空气弹簧的受载和位移而增大。2.根据权利要求1所述的耐低温空气弹簧上子口密封结构，其特征在于所述的扣环（2）上具有环形的扣环凹槽（21）和位于扣环凹槽（21）内侧的扣环凸起（22），上子口（4）底部具有与扣环凹槽（21）相对应的底部凸起（41）和与扣环凸起（22）相对应的底部凹槽（42）；底部凸起（41）压入扣环凹槽（21）中，底部凸起（41）侧面与扣环凹槽（21）侧面贴合压紧，形成上子口（4）与扣环（2）之间的轴向密封，底部凸起（41）的底面与扣环凸凹槽（21）底面贴合压紧，形成上子口（4）与扣环（2）之间的径向密封；扣环凸起（22）压入底部凹槽（42）中，扣环凸起（22）的侧面与底部凹槽（42）侧面贴合压紧，形成上子口（4）与扣环（2）之间轴向密封，扣环凸起（22）的顶面与底部凹槽（42）的顶面贴合压紧，形成上子口（4）与扣环（2）之间的径向密封。3.根据权利要求2所述的耐低空气弹簧上子口密封结构，其特征在于所述的底部凸起（41）的底面为径向平面，底部凹槽（42）的顶面为圆弧面，且底部凸起（41）的径向宽度为底部凹槽（42）径向宽度的两至三倍。4.根据权利要求2所述的耐低温空气弹簧上子口密封结构，其特征在于所述的上子口（4）顶面具有与上盖板（1）底面径向密封配合的径向密封面（43）和与上盖板（1）底面轴向密封配合的轴向密封面（44），上盖板（1）底面具有与径向密封面（43）密封贴合的径向密封配合面（11）和与轴向密封面（44）密封贴合的轴向密封配合面（12），径向密封面（43）与轴向密封面（44）交替设置且依次连接，轴向密封面（44）的数量为至少一个，径向密封面（43）的数量为至少两个，至少一个轴向密封面（44）对轴向密封配合面（12）的密封压力朝远离连接螺栓（3）的内侧方向。5.根据权利要求4所述的耐低温空气弹簧上子口密封结构，其特征在于所述的径向配合面（43）的数量为两个，一个轴向配合面（44）设置在两个径向配合面（43）之间，设置在轴向配合面（44）内侧的径向配合面（43）的高度低于设置在轴向配合面（44）外侧的径向配合面（43）的高度，轴向配合面（44）与设置在轴向配合面（44）外侧的径向配合面（43）连接形成顶面凸起（45），轴向密封配合面（12）...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文海，叶特，彭旋，程海涛，陈灿辉，周志鹏，金状兵，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43