本發(fā)明涉及球面彈性軸承，具體提供一種用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承及其應(yīng)用和設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、在擁擠的都市，大客運(yùn)量公交系統(tǒng)的需求日益旺盛。現(xiàn)代大客流量公交車輛——例如動(dòng)車組，城郊列車，地鐵車輛，輕軌車輛和有軌電車都以鉸接車體設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，在市場(chǎng)上有2至7個(gè)車體相連接的各種組合方式。以前，把幾個(gè)獨(dú)立車輛（比如動(dòng)車和拖車）連接在一起就成為一列車，但缺點(diǎn)是載客量小，列車車廂沒(méi)有通道，乘客安全感較低，現(xiàn)在，鉸接車體設(shè)計(jì)式公交車輛具有提高效率和增進(jìn)乘客安全等新優(yōu)點(diǎn)。相鄰的車體可以利用車底的轉(zhuǎn)向架來(lái)聯(lián)結(jié)，但這樣必將增加轉(zhuǎn)向架的數(shù)量，從而增加車輛的重量和成本，另一種設(shè)計(jì)采用鉸接裝置將車體直接連接。這種設(shè)計(jì)就要求鉸接裝置必須使得兩個(gè)被聯(lián)結(jié)的車體能夠有三向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，同時(shí)承受垂向力并傳遞大部分的縱向力和橫向力。

2、經(jīng)檢索，現(xiàn)有的球面彈性軸承大都是用于在固定端和運(yùn)動(dòng)/振動(dòng)端之間的連接機(jī)構(gòu)，依靠球鉸中橡膠的高阻尼、低剛度特性來(lái)降低振動(dòng)傳遞。

3、例如申請(qǐng)?zhí)枮椤?02111354469.1”，名稱為“基于橡膠金屬球面彈性軸承的硫化成型方法”，申請(qǐng)人為“株洲時(shí)代橡塑元件開發(fā)有限責(zé)任公司”的中國(guó)發(fā)明專利；

4、申請(qǐng)?zhí)枮椤?01010550506.1”，名稱為“一種球面彈性軸承及成型球面彈性軸承的注膠方法”，申請(qǐng)人為“中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院”的中國(guó)發(fā)明專利等。

5、在上述發(fā)明專利所公開的方案中，彈性軸承的受力方向大致上與位于橡膠體兩端的兩個(gè)接頭之間的連線方向?qū)R，因此兩個(gè)接頭之間的間距也比較大，不適用于受力方向與兩個(gè)接頭之間的連線方向垂直的工況，即不能滿足車體鉸接的使用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有的球面彈性軸承不能滿足車體鉸接的使用需求的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承。

2、本發(fā)明提供的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承，具體包括：依次設(shè)置的上接頭、多個(gè)隔片和下接頭，以及一體成型于所述上接頭、全部所述隔片以及所述下接頭之間的橡膠層，所述上接頭包括凸球面端，所述下接頭包括凹球面端，所述隔片為半球形隔片，所述上接頭的凸球面端、所述下接頭的凹球面端和全部所述隔片均共球心，且所述上接頭的凸球面端伸入到所述下接頭的凹球面端內(nèi)。

3、優(yōu)選的，所述上接頭靠近所述隔片一端為凸球面結(jié)構(gòu)，另一端為平面，所述上接頭的平面端設(shè)置連接機(jī)構(gòu)。

4、所述下接頭靠近所述隔片一端為凹球面結(jié)構(gòu)，另一端為平面，所述下接頭的平面端設(shè)置連接結(jié)構(gòu)。所述下接頭的平面端還設(shè)有貫穿所述下接頭及全部所述隔片的注膠孔。

5、一種本發(fā)明提供的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的應(yīng)用方法，具體包括：

6、在所述上接頭和所述下接頭在遠(yuǎn)端分別設(shè)置上固定鉸和下固定鉸，以所述上接頭和所述下接頭的連線為軸向，所述上固定鉸和所述下固定鉸分別沿徑向反向延伸；

7、所述上固定鉸和所述下固定鉸的遠(yuǎn)端分別連接相鄰車體。

8、優(yōu)選的，所述上固定鉸、所述下固定鉸均在近端設(shè)有凹陷，分別與所述上接頭的端面、所述下接頭的端面銜接，并固定連接，所述上固定鉸、所述下固定鉸在遠(yuǎn)端連接車體。

9、優(yōu)選的，所述下接頭的端面設(shè)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，在所述下固定鉸的凹陷底部設(shè)有容納所述凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的空間。

10、一種本發(fā)明提供的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的設(shè)計(jì)方法，具體包括：

11、通過(guò)改變所述橡膠層所采用的橡膠材料種類、配方和配比中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多層橡膠軸承的剛度、疲勞性能、承載能力和耐油性能中的一項(xiàng)或多項(xiàng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；

12、通過(guò)改變所述隔片的數(shù)量、厚度，所述橡膠層的厚度中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多層橡膠軸承的力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠取得如下有益效果：

14、1、本發(fā)明提供的多層橡膠軸承應(yīng)用于車體鉸接裝置，用于連接車體或轉(zhuǎn)向架，可以滿足車體鉸接所要求的垂向、橫向、縱向、大偏扭角度復(fù)合加載工況，并且可以降低車體噪聲，減小振動(dòng)。

15、2、產(chǎn)品自動(dòng)定心，上接頭、隔片和下接頭的曲面均為球面，所有球面均共球心，產(chǎn)品能繞該球心作三個(gè)獨(dú)立的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

16、3、產(chǎn)品采用金屬、橡膠一體硫化成型，整個(gè)壽命周期內(nèi)無(wú)需潤(rùn)滑，免維護(hù)。

17、4、產(chǎn)品的垂向剛度大（＞100kn/mm），徑向剛度大（＞100kn/mm），偏轉(zhuǎn)剛度?。ǎ?0nm/°），扭轉(zhuǎn)剛度小（＜50nm/°），對(duì)車體的衍生剛度小。

18、5、可以通過(guò)改變所述橡膠層所采用的橡膠材料種類（天然橡膠、丁腈橡膠、氫化丁氰橡膠等）、配方或配比等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多層橡膠軸承的剛度、疲勞性能、承載能力、耐油性能等方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。

19、6、可以通過(guò)改變所述隔片的數(shù)量、厚度，所述橡膠層的厚度，實(shí)現(xiàn)對(duì)多層橡膠軸承的力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)柔性化設(shè)計(jì)。

20、7、產(chǎn)品在下接頭的底部設(shè)計(jì)了凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)可以伸入到下固定鉸內(nèi)，增大橡膠體最大外徑，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承，包括依次設(shè)置的上接頭、多個(gè)隔片和下接頭，以及一體成型于所述上接頭、全部所述隔片和所述下接頭之間的橡膠層，其特征在于，所述上接頭包括凸球面端，所述下接頭包括凹球面端，所述隔片為半球形隔片，所述上接頭的凸球面端、所述下接頭的凹球面端和全部所述隔片均共球心，且所述上接頭的凸球面端伸入到所述下接頭的凹球面端內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承，其特征在于，所述上接頭靠近所述隔片一端為凸球面結(jié)構(gòu)，另一端為平面，所述上接頭的平面端設(shè)置連接機(jī)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承，其特征在于，所述下接頭靠近所述隔片一端為凹球面結(jié)構(gòu)，另一端為平面，所述下接頭的平面端設(shè)置連接結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承，其特征在于，所述下接頭的平面端還設(shè)有貫穿所述下接頭及全部所述隔片的注膠孔。

5.一種權(quán)利要求1-4所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的應(yīng)用方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的應(yīng)用方法，其特征在于，所述上固定鉸、所述下固定鉸均在近端設(shè)有凹陷，分別與所述上接頭的端面、所述下接頭的端面銜接，并固定連接，所述上固定鉸、所述下固定鉸在遠(yuǎn)端連接車體。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的應(yīng)用方法，其特征在于，所述下接頭的端面設(shè)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，在所述下固定鉸的凹陷底部設(shè)有容納所述凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的空間。

8.一種權(quán)利要求1-4所述的用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及球面彈性軸承技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承及其應(yīng)用和設(shè)計(jì)方法。用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承包括依次設(shè)置的上接頭、多個(gè)隔片和下接頭，以及一體成型于所述上接頭、多個(gè)所述隔片和所述下接頭之間的橡膠層，所述上接頭包括凸球面端，所述下接頭包括凹球面端，所述隔片為半球形隔片，所述上接頭的凸球面端、所述下接頭的凹球面端和全部所述隔片均共球心，且所述上接頭的凸球面端伸入到所述下接頭的凹球面端內(nèi)。用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的應(yīng)用方法包括以上固定鉸和下固定鉸的遠(yuǎn)端分別連接相鄰車體。用于車體鉸接裝置的多層橡膠軸承的設(shè)計(jì)方法包括改變橡膠層和隔片的性狀來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)品性能。

技術(shù)研發(fā)人員：譚方,王昊,馮萬(wàn)盛,王金輝,謝長(zhǎng)偉,易星,周丹,李興林,黃信
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15