一种拉杆节点设计方法技术

本发明专利技术涉及一种拉杆节点设计方法：根据用户对拉杆节点刚度要求与橡胶层最大刚度进行比较；根据比较结果对拉杆节点采用线性刚度设计或变刚度设计。通过在芯轴与外套之间设置内止挡的方式来实现变刚度设计。利用内止挡与橡胶层共同承受疲劳荷载，以控制橡胶层所承受的疲劳荷载及橡胶层应变，避免橡胶层应变过大而造成疲劳开裂，提高牵引节点的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种拉杆节点设计方法
本专利技术涉及轨道车辆配件领域，具体涉及一种拉杆节点设计方法。
技术介绍
牵引拉杆节点为轨道车辆的重要部件，安装在转向架牵引杆的两端，一端与车体连接，一端固定在转向架，主要起到传递牵引力的作用，但是当转向架在过曲线时，牵引拉杆节点就需要提供扭转变形和偏转变形等弹性作用。牵引拉杆节点连同空气弹簧和其他橡胶元件共同作用，给车体提供稳定舒适的运行性能。其主要功能作用是传递牵引和制动力，若产品刚度过大，则影响减振缓冲效果，影响乘客的舒适性。若产品刚度太小，则影响产品的使用寿命。牵引拉杆节点的失效会导致牵引杆故障，产生牵引和制动冲击，舒适性降低。牵引拉杆节点由金属芯轴、橡胶层和金属外套组成，节点的橡胶层具有减振功能，并提供纵向刚度，在机车运行中橡胶层受频繁的反复挤压和拉伸，当橡胶层疲劳荷载（F1）超过橡胶层的允许荷载及橡胶层的应变超过橡胶层的允许应变时，橡胶层容易出现橡胶变形和开裂，因此会缩短牵引拉杆节点的疲劳寿命。经专利检索，与本专利技术有一定关系的专利主要有以下专利：1、申请号为“201420184237.5”、申请日为“2014.04.16”、公开号为“CN203766806U”、公开日为“2014.08.13”、名称为“一种机车车辆用牵引拉杆节点”、申请人为“青岛铁路橡胶厂”的技术专利，该新型专利包括金属芯轴、橡胶层和金属外套，橡胶层设置在金属芯轴和金属外套之间，所述金属外套至少3块，均匀包裹橡胶层，相邻两块金属外套之间设有间隙，橡胶层上设有与所述间隙相连接的开口槽，金属芯轴的中间部位设有凸起面，所述凸起面的圆周表面上设有凹槽。该技术结构简单，通过对金属外套之间设置间隙来消除橡胶层内应力，以此提高牵引拉杆节点的使用寿命，并延长机车检修周期。2、申请号为“201520131494.7”、申请日为“2015.03.09”、公开号为“CN204605826U”、公开日为“2015.09.02”、名称为“一种转向架牵引装置”、申请人为“南车青岛四方机车车辆股份有限公司”的技术专利，该新型专利涉及一种转向架牵引装置，包括牵引拉杆体和设置在牵引拉杆体两侧的牵引节点，所述牵引节点包括外套、芯轴和牵引橡胶，所述牵引橡胶设置在外套和芯轴之间，在所述芯轴中间部位对称设置有两个圆弧形凸起，在每个所述圆弧形凸起与外套之间的牵引橡胶上设置一个贯通孔。本技术实现了非接触牵引结构，在车辆高速运行中隔离了高频振动，提高了车辆运行舒适性，实现了非接触牵引装置的非线性牵引刚度和较小的附加扭转、偏摆刚度，释放高速运行条件下垂向自由度，提高了车辆舒适性。3、申请号为“201720912994.”、申请日为“2017.07.26”、公开号为“CN206984005U”、公开日为“2018.02.09”、名称为“牵引拉杆节点”、申请人为“株洲时代新材料科技股份有限公司”的技术专利，该牵引拉杆节点，包括芯轴、外套和硫化粘结在芯轴与外套之间的橡胶层，其特征在于橡胶层的外端型面为向外凸出的圆弧凸面，圆弧凸面由外向内逐渐靠近外套内壁，且所述的圆弧凸面与外套的内壁之间通过过渡面一过渡，圆弧凸面与芯轴的外壁之间通过过渡面二过渡，所述的过渡面一为沿向内凹进的圆弧面，所述的过渡面二为向内凹进的弧面。该技术的牵引拉杆节，减少橡胶型面在承载过程中的褶皱和开裂，提高牵引拉杆节点在大载荷下的疲劳寿命，满足牵引拉杆节点在大载荷下的非线性刚度要求。4、申请号为“CN201720912994.3”、申请日为“2017.07.26”、公开号为“CN206984005U”、公开日为“2018.02.09”、名称为“牵引拉杆节点”、申请人为“株洲时代新材料科技股份有限公司”的中国专利技术专利，该牵引拉杆节点，包括芯轴、外套和硫化粘结在芯轴与外套之间的橡胶层，其特征在于橡胶层的外端型面为向外凸出的圆弧凸面，圆弧凸面由外向内逐渐靠近外套内壁，且所述的圆弧凸面与外套的内壁之间通过过渡面一过渡，圆弧凸面与芯轴的外壁之间通过过渡面二过渡，所述的过渡面一为沿向内凹进的圆弧面，所述的过渡面二为向内凹进的弧面。本技术的牵引拉杆节，减少橡胶型面在承载过程中的褶皱和开裂，提高牵引拉杆节点在大载荷下的疲劳寿命，满足牵引拉杆节点在大载荷下的非线性刚度要求。5、申请号为“CN201920577231.7”、申请日为“2019.04.25”、公开号为“CN209833636U”、公开日为“2019.12.24”、名称为“一种轨道列车转向架用牵引拉杆节点”、申请人为“溧阳市振大铁路设备有限公司”的技术专利，该技术公开了一种轨道列车转向架用牵引拉杆节点，包括芯轴、外套、第一橡胶层、第二橡胶层和插片，所述第一橡胶层的两侧均与所述外套固定相连，所述芯轴与外套通过芯轴左右两侧的第一橡胶层硫化后成型，所述芯轴与所述外套之间设有关于所述芯轴对称的两个间隙孔，所述间隙孔内设有插片和第二橡胶层，所述芯轴、第二橡胶层、插片依次连接，所述插片和芯轴通过芯轴上下两边的第二橡胶层硫化后成型，所述插片与第一橡胶层、外套均不接触。所述插片中间高，两边低，截面呈梯形减小了与外套接触的面积，也起到了减振和降低磨损的效果，运行时插片与外套接触，插片与外套的碰撞，通过橡胶后再传递到芯轴，避免了橡胶与外套接触容易磨损的问题。上述专利没有涉及到：怎样既保证拉杆节点具有高可靠性、同时满足轨道车辆运行的平稳性的拉杆节点设计方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：既要保证拉杆节点能够承受较高的疲劳荷载和高可靠性，同时还满足轨道车辆运行的平稳性及乘客舒适性的要求。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种拉杆节点设计方法，根据用户对拉杆节点刚度要求与橡胶层最大刚度进行比较；根据比较结果对拉杆节点采用线性刚度设计或变刚度设计。以便既保证拉杆节点能够承受较高的疲劳荷载和高可靠性，同时还满足轨道车辆运行的平稳性及乘客舒适性的要求。拉杆节点设计方法包括下述步骤：步骤一：根据用户要求的最大疲劳荷载及芯轴相对于外套的最大允许位移计算拉杆节点刚度，画出疲劳荷载—位移关系图中的直线OP，直线OP的斜率为拉杆节点刚度；步骤二：根据橡胶许用应力[σ]和橡胶层截面积计算橡胶层能够承受的最大疲劳荷载,根据橡胶许用应变和橡胶层的长度计算橡胶层的最大允许位移,然后计算橡胶层最大刚度，画出疲劳荷载—位移关系图中的直线OM，直线OM的斜率为橡胶层最大刚度；步骤三：将拉杆节点刚度与橡胶最大刚度进行比较：当拉杆节点刚度小于等于橡胶层最大刚度时，拉杆节点采用线性刚度设计；当拉杆节点刚度大于橡胶层最大刚度时，采用变刚度设计。进一步地，所述线性刚度设计，所述拉杆节点包括：芯轴、橡胶层及外套，所述橡胶层设置在芯轴与外套之间，将芯轴与外套弹性连接。以满足轨道车辆平稳运行的刚度要求。进一步地，在芯轴与外套之间还设置有沿轴向的空腔，以满足轨道车辆在纵向和横向的不同的刚度要求。进一步地，所述变刚度设计是通过在芯轴与外套之间设置内止挡的方式来实现，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉杆节点设计方法，其特征在于：根据用户对拉杆节点刚度（K）要求与橡胶层最大刚度（Km）进行比较；根据比较结果对拉杆节点采用线性刚度设计或变刚度设计。/n

【技术特征摘要】
1.一种拉杆节点设计方法，其特征在于：根据用户对拉杆节点刚度（K）要求与橡胶层最大刚度（Km）进行比较；根据比较结果对拉杆节点采用线性刚度设计或变刚度设计。


2.根据权利要求1所述的拉杆节点设计方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤一：根据用户要求的最大疲劳荷载（Fp）及芯轴（1）相对于外套（3）的最大允许位移（Lp）计算拉杆节点刚度（K），画出疲劳荷载（F）—位移（L）关系图中的直线OP，直线OP的斜率为拉杆节点刚度（K）；
步骤二：根据橡胶许用应力[σ]和橡胶层截面积计算橡胶层（2）能够承受的最大疲劳荷载（Fm）,根据橡胶许用应变（Smax）和橡胶层的长度计算橡胶层（2）的最大允许位移（Lm）,然后计算橡胶层最大刚度（Km），画出疲劳荷载（F）—位移（L）关系图中的直线OM，直线OM的斜率为橡胶层最大刚度（Km）；
步骤三：将拉杆节点刚度（K）与橡胶最大刚度（Km）进行比较：当拉杆节点刚度（K）小于等于橡胶层最大刚度（Km）时，拉杆节点采用线性刚度设计；当拉杆节点刚度（K）大于橡胶层最大刚度（Km）时，采用变刚度设计。


3.根据权利要求2所述的拉杆节点设计方法，其特征在于：所述线性刚度设计，所述拉杆节点包括：芯轴（1）、橡胶层（2）及外套（3），所述橡胶层（2）设置在芯轴（1）与外套（3）之间，将芯轴（1）与外套（3）弹性连接。


4.根据权利要求3所述的拉杆节点设计方法，其特征在于：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊辉，李涛，冯万盛，邓梦君，李静，曾先会，罗俊，黄涛，
申请(专利权)人：株洲时代瑞唯减振装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43