一种转向架非线性变刚度橡胶堆及橡胶堆非线性变刚方法技术

本发明专利技术公开了一种转向架非线性变刚度橡胶堆，在橡胶堆的橡胶体上开有纵向贯通的方管状安装孔，在安装孔中装有变刚组件；所述变刚组件包括设有限位机构的上滑移块和下滑移块，所述上滑移块和下滑移块分别安装在安装孔上方的橡胶体和安装孔下方的橡胶体上；在限位机构的作用下，上滑移块能够在下滑移上作设定距离的滑移。所述上滑移块的下面为上块滑移面，下滑移块的上面为下块滑移面；上块滑移面贴压在下块滑移面上，上块滑移面和下块滑移面之间能够在重压下作相对滑移。其主要优势在于，列车以相同速度通过不同半径弯道或以不同速度通过相同径弯道时橡胶堆可自动进行非线性变刚，以应对车体施加的不同离心力。

A nonlinear variable stiffness method of rubber pile and rubber pile for bogie

【技术实现步骤摘要】
一种转向架非线性变刚度橡胶堆及橡胶堆非线性变刚方法
本专利技术涉及一种转向架非线性变刚度橡胶堆及橡胶堆非线性变刚方法，属于轨道交通

技术介绍
橡胶堆不仅具有优越的承重功能，更兼具良好的垂向减振、纵向减振和横向减振功能，多年来，货运机车转向架的二系悬挂也采用橡胶堆来实现转向架对机车车体的支撑与减振。橡胶堆用于列车转向架二系悬挂，先前主要解决了橡胶堆的垂向减振问题，但在应用过程中，发现列车通过弯道时，车体强大的离心力需要橡胶堆拥有与之相适应的横向刚度，以防止通过弯道时车体离心力时车体在转向架上出现过大的摆幅。于是，现有技术对橡胶堆相应作了加大横向刚度的改进，但这样的改进又带来了新的问题，即在列车通过直线和大半径弯道时，因橡胶堆横向刚度过大，使得车体与转向架之间连接关系显得过于“僵硬”，运行中的车体强大的惯性力导致车体与转向架之间，转向架相关构件之间，以及轮、轨之间过大的作用力难以得到消减。于是现有技术再次作了相应改进，如申请号为201420455519.4的专利方案，该方案试图根据需要通过在橡胶堆上打孔的方式来调节橡胶堆各个方向的刚度，其缺陷在于:生产的产品既已出厂，用户再来根据自身需要进行打孔，就面临打多大，打多少，打哪里，怎样打的操作难题；而最大缺陷则在于，一旦打孔，其垂向、纵向及横向刚度已被固定，运况下，会随着受力不断增大而使其刚度依然只作线性变化，而不会随着受力的不断增大使其刚度呈非线性变化（即刚度应对性的陡然增强），其效果与原有不打孔橡胶堆无异。综上，在垂向、纵向刚度基本保持不变的情况下，研发一种随着横向受力不断增大而使刚度变化从线性变刚到非线性变刚的橡胶堆，以适应列车通过不同半径的弯道和以不同速度通过弯道时的变刚需求，是本专利技术的专利技术目的。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是：现有橡胶堆在列车通过不同半径的弯道和以不同速度通过弯道时无法实现横向非线性变刚的问题，即车体施加给橡胶堆横向力增加到超过一定范围时，橡胶堆的横向刚度无法实现应对性显著增强。针对上述问题，本专利技术提出的技术方案是：一种转向架非线性变刚度橡胶堆，在橡胶堆的橡胶体上开有纵向贯通的方管状安装孔，在安装孔中装有变刚组件；所述变刚组件包括设有限位机构的上滑移块和下滑移块，所述上滑移块和下滑移块分别安装在安装孔上方的橡胶体和安装孔下方的橡胶体上；在限位机构的作用下，上滑移块能够在下滑移上作设定距离的水平滑移。进一步地，所述上滑移块的下面为上块滑移面，下滑移块的上面为下块滑移面；上块滑移面贴压在下块滑移面上，上块滑移面和下块滑移面之间能够在重压下作相对水平滑移。进一步地，所述上滑移块的限位机构包括纵向设在上块滑移面的横变刚止挡槽；所述下滑移块的限位机构包括纵向设在下块滑移面的横变刚止挡凸；所述横变刚止挡槽的宽度大于横变刚止挡凸的宽度，当上滑移块和下滑移块相贴合时，所述横变刚止挡凸位于横变刚止挡槽内，并能够在横变刚止挡槽的左边和右边之间滑移。进一步地，在所述安装孔的两端分别开有贯通的变形孔；在所述橡胶堆承受最大垂向重压时，该变形孔保持由上向下的狭长形，且变形孔中段横向宽度大于上、下两端的横向宽度；变形孔的上下高度H1与变刚组件总高度H2一致。进一步地，所述变刚组件包括变刚组件一和变刚组件二，所述变刚组件一中横变刚止挡槽的宽度与横变刚止挡凸的宽度之差小于或大于变刚组件二中横变刚止挡槽的宽度与横变刚止挡凸的宽度之差；在所述橡胶堆上设置的安装孔有两个，分别设置在橡胶堆的左、右两侧，在左、右两个安装孔中，分别安装变刚组件一和变刚组件二。进一步地，所述横变刚止挡凸包括基块和固接在基块上的止挡块；所述下滑移块的下块滑移面上设有基槽；所述基块从基槽的一端插入基槽内与下滑移块固接，且能够从基槽退出。进一步地，所述变刚组件上滑移块的限位机构还包括横向设在上块滑移面的纵变刚止挡槽；所述下滑移块的限位机构还包括横向设在下块滑移面的纵变刚止挡凸；所述纵变刚止挡槽的宽度大于纵变刚止挡凸的宽度，所述纵变刚止挡凸位于纵变刚止挡槽内，并能够在纵变刚止挡槽的左边和右边之间滑移。进一步地，所述橡胶堆上的安装孔的上顶和下底是截面为梯形的橡胶凸垄；所述上滑移块的上面和下滑移块的下面均为开放型梯形限位槽；安装时，安装孔上顶的梯形橡胶凸垄卡合在上滑移块上面的梯形限位槽内，安装孔下底的梯形橡胶凸垄卡合在下滑移块下面的梯形限位槽内。一种使橡胶堆实现横向非线性变刚的方法，是在橡胶堆上设置带有限位功能的变刚组件，利用变刚组件的限位功能对变刚组件中上滑移块在下滑移块的行程范围实施限位，从而能够实现橡胶堆的横向非线性变刚。进一步地，上述方法的具体步骤为：通过限位机构，设置横向受力的上滑移块在下滑移块上的滑移边界，上滑移块在下滑移块上接触的滑移边界终止滑移，迫使橡胶堆在横向持续受力时自动转化为非线性变刚。本专利技术的优点是：1.橡胶堆可自动进行非线性变刚，即：当橡胶堆承受的横向力在较小的常力范围内增大时，如列车在直线或大半径弯道行驶时，橡胶堆的刚度呈线性变化；当橡胶堆承受的横向力超过常力范围在过力范围增大时，如列车以较高速度通过弯道时，橡胶堆的刚度呈非线性变化，即橡胶堆的刚度陡然增强；当橡胶堆承受的横向力超过过力范围在超力范围增大时，如列车以较高速度通小半径弯道时，橡胶堆的刚度再次呈非线性变化，即橡胶堆的刚度再次急剧增强，2.通过更换不同宽度的止挡凸，可以方便的调整橡胶堆线性变刚和非线性变刚的受力范围。附图说明图1为实施例一中转向架非线性变刚度橡胶堆的平面示意图；图2为图1中的安装孔在安装变刚部组件后的平面示意图；图3为实施例一中变刚组件平面示意图；图4为实施例一中变刚组件立体结构示意图；图5为实施例二中转向架非线性变刚度橡胶堆的平面示意图；图6为图5中的安装孔在安装变刚组件后的平面示意图；图7为实施例二中变刚组件一的平面结构示意图；图8为实施例二中变刚组件二的平面结构示意图，主要示出变刚组件二的横变刚止挡槽的宽度大于变刚组件一的横变刚止挡槽的宽度；图9为实施例三中安装有宽度较宽的止挡块时，变刚组件的平面结构示意图；图10为实施例三中安装有宽度较窄的止挡块时，变刚组件的平面结构示意图；图11为实施例四中变刚组件的立体结构示意图；图12为实施例一中采用平面层非线性变刚橡胶堆时，变刚组件示意图；图13为实施例二中采用平面层非线性变刚橡胶堆时，变刚组件示意图。图中：1、安装孔；11、橡胶凸垄；2、变刚组件；21、变刚组件一；22、变刚组件二；3、上滑移块；31、上块滑移面；32、横变刚止挡槽；33、纵变刚止挡槽；4、下滑移块；41、下块滑移面；42、横变刚止挡凸；43、纵变刚止挡凸；42、1基块；422、止挡块；43、基槽；5、变形孔；6、纵挡边；7、横挡边；8、梯形限位槽。具体实施方式本专利技术所述的非线性变刚橡胶堆用于货运机车转向架的二系悬挂中，安装在机车车体与转向架之间用于支撑机车车体和在运行中对机车车体实施变刚减振。本专利技术的专利技术思想是，在满足橡胶堆垂向刚度和纵向刚度的前提下，首先按客户要求的最大横向刚度设计橡胶堆，然后通过本专利技术逐一解决橡胶堆因横向大刚度带来的问题。所述最大横向刚度设计橡胶堆主要是选用多层橡胶夹钢板的V形层设置（如图1、2、5、6所示），但本专利技术也适合对平面层橡胶堆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转向架非线性变刚度橡胶堆，其特征在于:在橡胶堆的橡胶体上开有纵向贯通的安装孔（1），在安装孔（1）中装有变刚组件（2）；所述变刚组件（2）包括设有限位机构的上滑移块（3）和下滑移块（4），所述上滑移块（3）和下滑移块（4）分别安装在安装孔（1）上方的橡胶体和安装孔（1）下方的橡胶体上；在限位机构的作用下，上滑移块（3）能够在下滑移块（4）上作相对水平滑移。

【技术特征摘要】
1.一种转向架非线性变刚度橡胶堆，其特征在于:在橡胶堆的橡胶体上开有纵向贯通的安装孔（1），在安装孔（1）中装有变刚组件（2）；所述变刚组件（2）包括设有限位机构的上滑移块（3）和下滑移块（4），所述上滑移块（3）和下滑移块（4）分别安装在安装孔（1）上方的橡胶体和安装孔（1）下方的橡胶体上；在限位机构的作用下，上滑移块（3）能够在下滑移块（4）上作相对水平滑移。2.根据权利要求1所述的转向架非线性变刚度橡胶堆，其特征在于：所述上滑移块（3）的下面为上块滑移面（31），下滑移块（4）的上面为下块滑移面（41）；上块滑移面（31）贴压在下块滑移面（41）上，上块滑移面（31）和下块滑移面（41）之间能够在重压下作相对水平滑移。3.根据权利要求2所述的转向架非线性变刚度橡胶堆，其特征在于：所述上滑移块（3）的限位机构包括纵向设在上块滑移面（31）的横变刚止挡槽（32）；所述下滑移块（4）的限位机构包括纵向设在下块滑移面（41）的横变刚止挡凸（42）；所述横变刚止挡槽（32）的宽度大于横变刚止挡凸（42）的宽度，当上滑移块（3）和下滑移块（4）相贴合时，所述横变刚止挡凸（42）位于横变刚止挡槽（32）内，并能够在横变刚止挡槽（32）的左边和右边之间滑移。4.根据权利要求3所述的转向架非线性变刚度橡胶堆，其特征在于：在所述安装孔（1）的两端分别开有贯通的变形孔（5）；在所述橡胶堆承受最大垂向重压时，该变形孔（5）保持由上向下的狭长形，且变形孔（5）中段横向宽度大于上、下两端的横向宽度；变形孔（5）的上下高度（H1）与变刚组件（2）总高度（H2）一致。5.根据权利要求4所述的转向架非线性变刚度橡胶堆，其特征在于：所述变刚组件（2）包括变刚组件一（21）和变刚组件二（22），所述变刚组件一（21）中横变刚止挡槽（32）的宽度与横变刚止挡凸（42）的宽度之差小于或大于变刚组件二（22）中横变刚止挡槽（32）的宽度与横变刚止挡凸（42）的宽度之差；在所述橡胶堆上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：颉跟虎，赵斌，冯万盛，林胜，袁可，刘晴美，王峰宇，王彦翔，
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