承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法技术

本发明专利技术涉及连接减震橡胶件技术领域，具体为承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，通过确定橡胶关节在承受预载荷时各层隔板的实际位移和外套的实际位移，再对各层橡胶体进行逐层优化设计，使得橡胶关节在不承受径向预载荷时外套、隔板和芯轴不同心，在承受径向预载荷时各层隔板的实际位移和外套的实际位移被抵消，进而使得橡胶关节在承受径向预载荷的工况下外套、隔板和芯轴达到同心状态，以此降低橡胶关节在实际应用场景中承受径向预载荷时的偏转刚度并使橡胶关节的偏转刚度达到理论上的最小值。到理论上的最小值。到理论上的最小值。

【技术实现步骤摘要】
承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法


[0001]本专利技术涉及承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，属于连接减震橡胶件


技术介绍

[0002]橡胶关节作为一种柔性连接件，多用于油田、航天或轨道交通等设备上，用以连接设备上的相关部件并传递载荷，同时具有减震功能，可提高设备的舒适性与精确性。为了满足橡胶关节大径向刚度，小偏转刚度的要求，现有的橡胶关节通常是采用橡胶体与金属复合的多层结构，具体为从内到外依次包括金属芯轴
→
第一层橡胶体
→
隔板一
→
第二层橡胶体
→
隔板二
→
第三层橡胶体
→
隔板三
→
........
→
隔板 n
‑1→
第n层橡胶体
→
金属外套。
[0003]为了降低橡胶关节的偏转刚度，如图1所示，现有技术中传统的设计方法是将金属芯轴1、各层隔板2和金属外套3的圆心均设于橡胶关节中心轴L的中心点O上，以使得芯轴1、隔板2和外套3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，其特征在于，通过设计使得橡胶关节在自由状态下，即在不承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴处于不同心状态；使得橡胶关节在承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴处于同心状态，以此降低橡胶关节在实际应用场景中承受径向预载荷F时的偏转刚度并使橡胶关节的偏转刚度达到理论上的最小值。2.根据权利要求1所述的承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，其特征在于，使得橡胶关节在自由状态下，即在不承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴处于不同心状态；使得橡胶关节在承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴处于同心状态，具体是确定橡胶关节在承受预载荷F时各层隔板的实际位移
△
1、
△
2、..........和外套的实际位移
△
n，再对各层橡胶体进行逐层优化设计，使得橡胶关节在不承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴不同心，在承受径向预载荷F时各层隔板的实际位移
△
1、
△
2、..........和外套的实际位移
△
n被抵消，进而使得橡胶关节在承受径向预载荷F的工况下外套、隔板和芯轴达到同心状态，以此降低橡胶关节的偏转刚度并使橡胶关节达到偏转刚度的理论最小值。3.根据权利要求2所述的承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，其特征在于，所述对各层橡胶体进行逐层优化设计，具体步骤如下：第一步：根据径向预载荷F和橡胶体的径向刚度K，模拟传统设计，使橡胶关节在自由状态下时，即在不承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴处于同心状态，此时橡胶关节的橡胶体层数为n层，从芯轴朝向外套各层橡胶体的胶层厚度分别为T1，T2......Tn，即第一层橡胶体的胶层厚度为T1，第二层橡胶体的胶层厚度为T2......第n层橡胶体的胶层厚度为Tn；第二步：对橡胶关节的第一层橡胶体进行优化，具体为：已知第一层橡胶体的胶层厚度为T1，第一层橡胶体的径向刚度为K1，隔板一在径向预载荷F下的位移为m1，此时，隔板一的圆心与芯轴的圆心偏离m1；在保持隔板一形状不变的情况下，当橡胶关节不承受径向预载荷F时，将隔板一的圆心位置向上移动m1，则橡胶关节在不承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴处于不同心状态；此时第一层橡胶体的胶层厚度为T1+m1,同时橡胶关节在该层的径向刚度由K1变为K2，因此在径向预载荷F的作用下隔板一的实际位移
△
1也发生了变化，通过确定隔板一的实际位移
△
1，进而进行设计，使得第一层橡胶体处隔板一与芯轴同心；第三步：对橡胶关节的第二层橡胶体进行优化，具体为：参照橡胶关节第一层橡胶体优化的方法，确定隔板二的实际位移
△
2，进而进行设计，使得第二层橡胶体处隔板二与芯轴同心；......最后一步：对橡胶关节的第n层橡胶体进行优化，具体为：参照橡胶关节第n
‑
1层橡胶体优化的方法，确定外套的实际位移
△
n，进而进行设计，使得第n层橡胶体处外套与芯轴同心；此时，橡胶关节在不承受预载荷F时，外套、隔板和芯轴处于不同心状态；橡胶关节在承受预载荷F时，外套、隔板和芯轴处于同心状态，以此降低橡胶关节的偏转刚度并使橡胶关节达到偏转刚度的理论最小值。4.根据权利要求3所述的承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，其特征在于，所述使得橡胶关节在不承受径向预载荷F时外套、隔板和芯轴不同心，在承受径向预载荷F时各层隔板的实际位移
△
1、
△
2、..........和外套的实际位移
△
n被抵消，具体是通过
调整各层橡胶体的胶料硬度，使各层橡胶体在不承受预载荷F时调整胶层厚度而使得胶层厚度变成T1+m1、T2+m2、......和Tn+mn后，各层橡胶体的径向刚度K2与调整前该层的径向刚度K1相同，使得各层橡胶体的径向刚度值保持不变，此时，隔板的实际位移
△
1=m1、
△
2=m2、......、外套的实际位移
△
n=mn；当橡胶关节承受径向预载荷F时，因调整了各层橡胶体的胶料厚度使得各层橡胶体的径向刚度K2=K1，各层隔板的实际位移
△
1、
△ꢀ
..........和外套的实际位移
△
n在径向预载荷F的作用下被抵消，进而在承受径向预载荷F后各层橡胶体处各层隔板均与芯轴同心，外套与芯轴同心，以此降低橡胶关节的偏转刚度并使橡胶关节达到偏转刚度的理论最小值。5.根据权利要求4所述的承受径向预载荷下降低橡胶关节偏转刚度的方法，其特征在于，第二步中所述确定隔板一的实际位移
△
1，具体是指，调整第一层橡胶体的胶料硬度，使第一层橡胶体在不承受预载荷F时调整胶层厚度而使得胶层厚度变成T1+m1后，第一层橡胶体的径向刚度K2与调整前该层的径向刚度K1相同，使得第一层橡胶体的径向刚度值保持不变，此时，隔板一的实际位移
△
1=m1，当橡胶关节承受径向预载荷F时，第一层橡胶体处隔板一与芯轴同心；第三步中...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐维，黄友剑，刘文松，邓娇，王金辉，
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：