一种具有复合突块芯轴的弹性球铰制造技术

一种具有复合突块芯轴的弹性球铰，包括芯轴和弹性体，弹性体为橡胶材料或聚氨酯材料，弹性体包裹在芯轴的外表上；所述芯轴为两部分组合构成的复合芯轴，其中，芯轴的中心部分为基础芯轴，在基础芯轴的中间部分凸起的部分为芯轴突块，芯轴突块与基础芯轴分别为两个不同的部分，且芯轴突块紧套包裹在基础芯轴中间部位的外表上，紧固配合连接为一体，组合形成复合芯轴。这种由复合突块芯轴制作的弹性球铰，不仅能保持原来突块型芯轴的球铰特性，而且由于芯轴突块部分与基础芯轴为两部分组合结构，能有效调整和改变芯轴特性，使得球铰在系统中能缓冲高频冲击，起到柔性连接作用；同时也能降低球铰的重量，实现球铰轻量化，能大幅降低芯轴制作成本。

【技术实现步骤摘要】
一种具有复合突块芯轴的弹性球铰
本专利技术涉及到一种弹性橡胶球铰的芯轴及其制作方法，尤其是指一种带有突块的弹性橡胶球铰的芯轴及其制作方法，主要用于改善带有突块的弹性橡胶球铰芯轴突块部分的综合性能，防止芯轴突块部分出现应力过于集中，降低突块形芯轴的加工制作成本，减低芯轴的自身重量；属弹性减振结构部件制作

技术介绍
：弹性球铰一般由橡胶或聚氨酯与金属件复合而成的弹性连接件，它具有柔性联接和缓冲振动冲击的作用，所以广泛应用于柔性联接位置，起到减振降噪的作用，被广泛应用于柔性联接位置，起减振降噪的作用，如现在的轨道轨道交通车辆和汽车很多连接中都采用弹性球铰连接。目前，在弹性球铰实际应用中，为了给弹性球铰提供更低的偏转刚度并提高偏转疲劳性能，在弹性球铰的芯轴中部会做成中间带有一个类似“驼峰”形状的球形突块，而这部分球形突块材料对球铰强度的贡献量很小，也就是说只要保证这部分结构的外轮廓特征，就可满足要求；这种带有“驼峰”形状的球形凸块的球铰芯轴现在都是采用金属材料一体化制作，将金属棒材经过锻造后再机加工制作出来的，这样制作一侧成本高，需要先经过锻造出坯料，再通过机加工制作出来，制作过程很麻烦，加工余量大，导致芯轴制作成本上升；另一方面，芯轴的突块部分与基础芯轴部分全部采用金属一体成型，虽看似结构简单，但对整个球铰的性能会带来一定的不利影响，主要是突块部分的刚性太大，容易损伤与其硫化在一起的橡胶层，产生应力过于集中的现象。此外，轻量化设计已经成为工业产品制造的需求和发展方向，汽车零部件的轻量化设计需求更强烈，弹性球铰作为底盘系统中用量较大的连接件，因此也需要轻量化处理。而经过分析，由于现有的球铰芯轴全部采用金属制作，使得整个芯轴重量显得很重，特别是球铰的突块部分对球铰强度的贡献量很小，完全可以进行轻量化处理，因此很有必要进行改进。为了解决球铰芯轴轻量化的问题，有的提出采用空心芯轴的方法，但这样要做将使得芯轴的强度受到较大的影响，而且空心芯轴的制作难度更大，无疑会进一步增加生产成本，所以难以推广另一方面，因此有必要对此进一步提出改进。通过专利检索没发现有与本专利技术相同技术的专利文献报道，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下几个：1、专利号为CN201410239414.X，名称为“一种车用芯轴”，申请人为：宁波高发汽车控制系统股份有限公司的专利技术专利，该专利公开了一种车用芯轴。所述车用芯轴，包括由复合材料制成的软管和至少一根钢芯，在软管内安装有同轴心设置且呈螺旋状的扁丝，所述的扁丝紧包裹在钢芯外壁上且扁丝外壁紧贴于软管内壁上；所述复合材料由以下重量份数成分组成：长链尼龙：80份，聚酰胺弹性体：5-20份，马来酸酐接枝改性PP：5-10份，蒙脱土：5-10份，增塑剂：5-20份，抗氧剂：0.5-2份，无机填料：5-10份，润滑剂：0.5-2份。2、专利号为CN201210100292.7，名称为“树脂熔接用芯轴、复合构件及其制造方法”，申请人为：高周波热炼株式会社的专利技术专利，该专利公开了一种树脂熔接用芯轴、复合构件及其制造方法，提供了一种能容易提高树脂外周材与芯轴的接合强度的树脂熔接用芯轴和使用该芯轴的复合构件及其制造方法。使芯轴(20)嵌合于树脂外周材(30)的嵌合孔(31)并进行感应加热，在将树脂外周材熔接于该芯轴的周面(21)上时，通过在树脂外周材的嵌合孔内设置平坦内壁面(32)，在芯轴的周面上设置沿横切周向的方向形成且沿周向并列配置的多个肋状突部(26)和配置在多个肋状突部的两端侧的平坦部(25)，通过使树脂外周材的嵌合孔嵌套于芯轴的周面，使多个肋状突部的顶部与平坦内壁面相接触，且使平坦部与平坦内壁面相对，之后利用感应加热使树脂外周材熔接在凹凸部(24)及平坦部上。3、专利号为CN201520805387.8，名称为“一种桥塞用耐高温高强度复合材料芯轴”，申请人为：北京玻钢院复合材料有限公司的技术专利，该专利公开了一种桥塞用耐高温高强度复合材料芯轴，其特征在于：该芯轴两端分别为大端和小端，大端的一侧上设置有凸台，凸台上有两排销钉孔，且两排销钉孔沿凸台径向方向交错布置，其相互错开角度为15°～30°，销钉孔内镶嵌相应尺寸的复合材料销钉，大端的一端上设置有沿大端外圆周均布的拉拔孔，该芯轴的材料为树脂基复合材料，树脂基体为耐高温、高韧性环氧树脂，增强材料为高模量、高强度E玻璃纤维或S玻璃纤维，其中耐温达到≥150℃；高韧性表现为断裂伸长率要≥4％，该芯轴具有重量轻、易钻铣、耐高温、强度高的特点，该芯轴在实际使用过程中既可满足强大(≥100KN)的拉力作用同时亦可满足强大(≥70MPa)的外压作用。通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及复合材料的芯轴的结构，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利都不是弹性球铰的芯轴，而且这是复合材料芯轴的结构或方法都不可能应用到弹性球铰上，这样前面所述的弹性球铰芯轴的问题依然存在，仍有待进一步加以研究改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有弹性球铰芯轴的不足，提出一种进一步改进芯轴突块部分性能，减轻芯轴重量，降低芯轴制作成本的新型弹性球铰芯轴，该种弹性球铰芯轴可以有效减轻芯轴的重量，改善芯轴突块部分的性能，降低芯轴的生产成本。为了达到这一目的，本专利技术提供了一种具有复合突块芯轴的弹性球铰，包括芯轴和弹性体，弹性体为橡胶或聚氨酯材料，弹性体包裹在芯轴的外表面上；所述芯轴为两部分组合构成的复合芯轴，其中，芯轴的中心部分为基础芯轴，在基础芯轴的中间部分凸起的部分为芯轴突块，芯轴突块与基础芯轴分别为两个不同的部分，且芯轴突块紧套包裹在基础芯轴中间部位的外表上，紧密连接为一体，组合形成复合突块芯轴。进一步地，所述的芯轴突块与基础芯轴分别为采用不同的材料制作的两部分，芯轴突块紧套包裹在基础芯轴中间部位的外表上，紧密连接为一体，组合形成复合突块芯轴。进一步地，所述的基础芯轴采用金属材料制作，芯轴突块采用比基础芯轴金属材料硬度或密度更低的材料制作，使得芯轴突块与基础芯轴形成刚度梯度；同时芯轴突块材料硬度或密度高于弹性体材料，通过调整芯轴突块的复合材料使得芯轴突块特性发生改变，满足各种球铰的需求。进一步地，所述的芯轴突块采用高分子材料或高分子复合材料或轻质金属材料制作，通过将高分子材料、高分子复合材料或轻质金属材料复合在基础芯轴的外表面上，形成弹性球铰复合芯轴。进一步地，所述的高分子材料为塑料材料或纤维制品材料，将塑料材料或纤维制品材料与基础芯轴复合在一起，形成弹性球铰复合芯轴。进一步地，所述的塑料材料为纤维增强树脂材料。进一步地，所述的轻质金属材料为密度低于基础芯轴的金属材料，包括铝、铜、镁及其合金。进一步地，所述的芯轴突块与基础芯轴是通过将芯轴突块以注塑、模压、压铸、挤出成型，或熔融复合在一起，形成弹性球铰复合芯轴。进一步地，所述的芯轴突块与基础芯轴采取圆形、椭圆形、多边形结构或圆弧与直线结合的其他形状结合，基础芯轴与芯轴突块的径向截面为圆形、椭圆形、多边形结构或圆弧与直线结合的任意截面形状，芯轴突块包裹在基础芯轴的圆形、椭圆形、多边形结构或圆弧与直线结合的任意截面形状外表面上，紧密配合，形成一体复合芯轴。进一步地，所述的芯轴突块与基础芯轴为齿状内外圆结构配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复合突块芯轴的弹性球铰，包括芯轴和弹性体，弹性体为橡胶材料或聚氨酯材料，弹性体包裹在芯轴的外表上；其特征在于：所述芯轴为两部分组合构成的复合芯轴，其中，芯轴的中心部分为基础芯轴，在基础芯轴的中间部分凸起的部分为芯轴突块，芯轴突块与基础芯轴分别为两个不同的部分，且芯轴突块紧套包裹在基础芯轴中间部位的外表上，紧固配合连接为一体，组合形成复合芯轴。

【技术特征摘要】
1.一种具有复合突块芯轴的弹性球铰，包括芯轴和弹性体，弹性体为橡胶材料或聚氨酯材料，弹性体包裹在芯轴的外表上；其特征在于：所述芯轴为两部分组合构成的复合芯轴，其中，芯轴的中心部分为基础芯轴，在基础芯轴的中间部分凸起的部分为芯轴突块，芯轴突块与基础芯轴分别为两个不同的部分，且芯轴突块紧套包裹在基础芯轴中间部位的外表上，紧固配合连接为一体，组合形成复合芯轴。2.如权利要求1所述的具有复合突块芯轴的弹性球铰，其特征在于：所述的芯轴突块与基础芯轴分别为采用不同的材料制作的两部分，芯轴突块紧套包裹在基础芯轴中间部位的外表上，紧密连接为一体，组合形成复合突块芯轴。3.如权利要求2所述的具有复合突块芯轴的弹性球铰，其特征在于：所述的基础芯轴采用金属材料制作，芯轴突块采用比基础芯轴金属材料硬度或密度更低的材料制作，使得芯轴突块与基础芯轴形成刚度梯度；同时芯轴突块材料硬度或密度高于弹性体材料，通过调整芯轴突块的复合材料使得芯轴突块特性发生改变，满足各种球铰的需求。4.如权利要求3所述的具有复合突块芯轴的弹性球铰，其特征在于：所述的芯轴突块采用高分子材料或高分子复合材料或轻质金属材料制作，通过将高分子材料、高分子复合材料或轻质金属材料复合在基础芯轴的外表面上，形成弹性球铰复合芯轴。5.如权利要求4所述的具有复合突块芯轴的弹性球铰，其特征在于：所述的高分子材料为塑料材料或纤维制品材料，将塑料材料或纤维制品材料与基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建林，郭春杰，冯博，陈军，唐飞宇，张俊荣，徐波，
申请(专利权)人：博戈橡胶塑料株洲有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43