一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法及结构技术

本发明专利技术涉及轨道车辆减振技术领域，具体公开了一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法及结构，该叠层弹簧结构包括钢弹簧，分别连接在钢弹簧上下两端的上部连接件和下部减振件，下部减振件包括上连接板、下连接板和硫化在上、下连接板之间的橡胶垫，下连接板包括矩形段结构和弧形段结构，橡胶垫硫化在弧形段结构上；下连接板和橡胶垫上分别设有空腔一和空腔二，上连接板在空腔二上方设有中部顶板，中部顶板与上连接件之间设可拆卸式锁紧件通过矩形段保证下部减振件的径向刚度。通过弧形段可增加橡胶垫与下连接板的粘结面积，以此在保证径向刚度的同时降低叠层弹簧机构的偏转刚度。刚度的同时降低叠层弹簧机构的偏转刚度。刚度的同时降低叠层弹簧机构的偏转刚度。

【技术实现步骤摘要】
一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法及结构


[0001]本专利技术涉及一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法及结构，属于轨道车辆减振


技术介绍

[0002]在轨道车辆中，叠层弹簧机构作为一系悬挂装置，通常被用于轴箱转臂和转向架构架之间，用于对车体进行隔振减振，提高轨道车辆运行的稳定性和司乘人员乘坐的舒适性。叠层弹簧机构由安装于轴箱转臂上的一系橡胶减振垫和钢弹簧组串联组合而成，钢弹簧组位于橡胶减振垫上端。
[0003]如图1所示，传统的橡胶减振垫包括上连接板2、下连接板1和硫化在上连接板2和下连接板1之间的橡胶垫3，此种叠层弹簧机构的下连接板1为平直型结构，橡胶垫3与下连接板1和上连接板2也为水平粘结，橡胶垫3及整个叠层弹簧机构的偏转刚度较大，当车辆通过偏转角度大的工况，如过弯道时，偏转刚度大的叠层弹簧机构的减振性能将受到影响，且橡胶垫3内外两侧的橡胶型面也容易打折堆积。
[0004]因此，如何设计一种可以降低叠层弹簧机构的偏转刚度并防止橡胶垫堆积打折断裂的叠层弹簧机构，是当下亟须解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法及结构，通过矩形段和弧形段组合的下连接板以及与下连接板匹配设置的橡胶垫，增加橡胶垫与下连接板的粘结面积，在保证径向刚度的同时降低叠层弹簧机构的偏转刚度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法，将下部减振件中的下连接板设置成包括矩形段和朝向上连接板凸出的弧形段的组合式结构，并将与下连接板连接处的橡胶垫下端面与下连接板的结构匹配设置；通过矩形段保证下部减振件的径向刚度，通过弧形段增加橡胶垫与下连接板的粘结面积，以此在保证径向刚度的同时降低叠层弹簧机构的偏转刚度。
[0007]优选地，将上连接板的下端面设置成朝向钢弹簧凸出的弧面结构，并将与上连接板连接处的橡胶垫上端面与上连接板的结构匹配设置；将橡胶垫的外侧型面设为形成内凹陷区的多弧线段组合式结构；通过橡胶垫上端面、橡胶垫下端面和外侧型面与下连接板和上连接板相配合共同降低叠层弹簧机构的偏转刚度。
[0008]一种叠层弹簧机构，采用上述方法进行设计，包括钢弹簧，分别连接在钢弹簧上下两端的上部连接件和下部减振件，下部减振件包括上连接板、下连接板和硫化在上、下连接板之间的橡胶垫，下连接板包括矩形段结构和弧形段结构，橡胶垫硫化在弧形段结构上；橡胶垫的外侧型面为弧线段结构；下连接板和橡胶垫上分别设有空腔一和空腔二，上连接板在空腔二上方设有中部顶板，中部顶板与上连接件之间设可拆卸式锁紧件。
[0009]优选地，矩形段结构包括位于空腔二下方的内矩形段和位于橡胶垫外侧的外矩形
段；弧形段位于内矩形段和外矩形段之间，弧形段包括朝向上连接板凸出的上弧线段，橡胶垫的下端面与上弧线段匹配设置。
[0010]优选地，上弧线段包括靠近内矩形段的弧线段一和靠近外矩形段的弧线段二，弧线段一的直径R1与弧线段二的直径R2之间的关系为：R1 ≥1.2R2。
[0011]优选地，橡胶垫的外侧型面的下端与下连接板连接于弧线段二与外矩形段上端面的连接点D1处，橡胶垫的内侧型面的下端与下连接板连接于弧线段一与内矩形段上端面的连接点D2处。
[0012]优选地，内矩形段的厚度H1和宽度H2均大于外矩形段的厚度H3和宽度H4；内矩形段的整体体积V1与外矩形段的整体体积V2之间的关系为：V1≥3V2。
[0013]优选地，下连接板的底端面位于内矩形段和外矩形段之间的部分为弧线结构的弧线段三，弧线段三的直径R3≤1.5R2，使得内矩形段的整体体积V1小于外矩形段的整体体积V2，且内矩形段的厚度H1小于外矩形段的厚度H3。
[0014]优选地，上连接板的下端面为朝向钢弹簧凸出的弧面结构，橡胶垫的上端面与上连接板的下端面匹配设置形成弧线段四；外侧型面包括与弧线段四连接的橡胶段一，橡胶段一朝向外侧凸出且位于上连接板的侧端面的下方内侧。
[0015]优选地，外侧型面包括连接于橡胶段一下端且朝向内侧凸出的橡胶段二、连接于D1点且朝向外侧凸出的橡胶段五；橡胶段五的上端连接有朝向内侧凸出的橡胶段四，橡胶段二和橡胶段四之间通过朝向内侧凸出的橡胶段三连接；橡胶段二和橡胶段四的直径大于橡胶段三的直径；橡胶段二、橡胶段三和橡胶段四共同形成内凹陷区，其中橡胶段三为内凹陷区的凹底，内凹陷区的半径r为1mm
‑
5mm。
[0016]本专利技术的有益效果：1、下连接板为弧形段和矩形段组合式结构，橡胶垫与下连接板的结构匹配设置并连接在弧形段结构上端，通过弧形段结构可增加橡胶垫与下连接板上端面之间的粘结面积和整体体积，以此降低橡胶垫的偏转刚度及叠层弹簧机构的整体偏转刚度，同时矩形段结构还能在保持低偏转刚度的同时增加径向支撑性能。
[0017]2、上连接板的下端面为弧形结构，橡胶垫与上连接板的结构匹配设置，可增加橡胶垫与上连接板之间的粘结面积和体积，进一步增加橡胶垫及叠层弹簧机构的偏转刚度。
[0018]同时，弧形结构的下连接板上端面和上连接板下端面可使得橡胶垫受载时沿着弧形段平滑挤压，避免橡胶垫中的橡胶体堆积打折，提高橡胶体的使用寿命。
[0019]3、下连接板的下端面为与轴箱转臂匹配设置的弧形结构，可增加叠层弹簧机构的安装使用场景，同时可根据需要进一步增大橡胶垫与下连接板之间的粘结面积和体积，进一步降低偏转刚度。
[0020]4、橡胶垫的外侧型面为多弧面段的组合式型面结构，具体包括位于外侧型面两端部且朝向外侧凸出的橡胶段一和橡胶段五，和位于橡胶段一和橡胶段五之间且朝向内侧凸出的橡胶段二、橡胶段三和橡胶段四，通过橡胶段二、橡胶段三和橡胶段四形成可降低偏转刚度的内凹陷区，通过橡胶段一和橡胶段五保证橡胶垫在具有低偏转刚度的同时还在外侧型面的端部具有良好的支撑刚度。
[0021]5、本专利技术中还在锁紧台和上部连接件之间设置了可对钢弹簧进行预压缩的锁紧件，在钢弹簧安装或拆卸前可先对钢弹簧进行预压缩，以此降低钢弹簧及叠层弹簧机构的
整体体积，满足转向架构架与轴箱转臂之间空间较小时的安装和拆卸，实现叠层弹簧机构的小空间安装和小空间拆卸。
附图说明
[0022]图1为现有技术的示意图。
[0023]图2为实施例一种叠层弹簧机构的整体结构示意图。
[0024]图3为图2中下部减振件的结构示意图。
[0025]图4为实施例二中下部减振件的结构示意图。
[0026]图5为实施例三中下部减震件的结构示意图。
[0027]附图标记说明：1、下连接板；2、上连接板；3、橡胶垫；4、钢弹簧；5、矩形段；6、弧形段；7、空腔一；8、空腔二；9、中部顶板；9a、锁紧台；9b、侧支撑台；10、锁紧件；10a、锁紧头；10b、锁紧杆；11、内矩形段；12、外矩形段；13、放置槽；14、弧线段一；15、弧线段二；16、弧线段三；17、外侧型面；18、内侧型面；19、锁紧腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法，其特征在于，将下部减振件中的下连接板（1）设置成包括矩形段（5）和朝向上连接板（2）凸出的弧形段（6）的组合式结构，并将与下连接板（1）连接处的橡胶垫（3）下端面与下连接板（1）的结构匹配设置；通过矩形段（5）保证下部减振件的径向刚度，通过弧形段（6）增加橡胶垫（3）与下连接板（1）的粘结面积，以此在保证径向刚度的同时降低叠层弹簧机构的偏转刚度。2.根据权利要求1所述降低叠层弹簧机构偏转刚度的方法，其特征在于，将上连接板（2）的下端面设置成朝向钢弹簧（4）凸出的弧面结构，并将与上连接板（2）连接处的橡胶垫（3）上端面与上连接板（2）的结构匹配设置；将橡胶垫（3）的外侧型面（17）设为形成内凹陷区（29）的多弧线段组合式结构；通过橡胶垫（3）上端面、橡胶垫（3）下端面和外侧型面（17）与下连接板（1）和上连接板（2）相配合共同降低叠层弹簧机构的偏转刚度。3.一种叠层弹簧机构，采用权利要求1或2中所述的方法进行设计，所述叠层弹簧机构包括钢弹簧（4），分别连接在钢弹簧（4）上下两端的上部连接件和下部减振件，所述下部减振件包括上连接板（2）、下连接板（1）和硫化在上、下连接板之间的橡胶垫（3），其特征在于，所述下连接板（1）包括矩形段（5）结构和弧形段（6）结构，橡胶垫（3）硫化在弧形段（6）结构上；橡胶垫（3）的外侧型面（17）为弧线段结构；下连接板（1）和橡胶垫（3）上分别设有空腔一（7）和空腔二（8），上连接板（1）在空腔二（8）上方设有中部顶板（9），中部顶板（9）与上连接板（2）之间设可拆卸式锁紧件（10）。4.根据权利要求3所述的叠层弹簧机构，其特征在于，所述矩形段（5）结构包括位于空腔二（8）下方的内矩形段（11）和位于橡胶垫（3）外侧的外矩形段（12）；弧形段（6）位于内矩形段（11）和外矩形段（12）之间，弧形段（6）包括朝向上连接板（2）凸出的上弧线段，橡胶垫（3）的下端面与上弧线段匹配设置。5.根据权利要求4所述的叠层弹簧机构，其特征在于，所述上弧线段包括靠近内矩形段（11）的弧线段一（14）和靠近外矩形段（12）的弧线段二（15），弧线段一（14）的直径R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海涛，陈俊辉，侯茂锐，李静，陈璋，张玉祥，唐运轮，邓梦君，赵斌，黄涛，
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：