[发明专利]一种锯齿状组合式球铰及制作组装方法

说明书

技术领域

本发明属于一种减振部件及其组装方法，特别是指球铰类橡胶弹性元件产品及其制作组装方法，主要用于各种机车车辆的转向架用的橡胶弹性元件中，同时也可以适用于工程机械等任何减振弹性连接的部位。

背景技术

球铰类橡胶弹性元件是常用的一种橡胶金属复合的减振元件，可广泛应用于各种减振场所，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍，其中应用最为普遍的又是三大件式(金属外套+橡胶+芯轴)的结构，而这种结构有其一些特点，同时也有缺点，特点是它们的性能能基本满足各种工况的使用，缺点是，当球铰的径向和轴向刚度比要求小于5∶1时，这种结构就满足不了要求了。

近些年来，随着技术进步，发展了几种能实现小于5∶1的径向和轴向刚度比要求的新结构，但这些新结构都是基于有较大的安装空间的前提下进行设计的，当产品有效直径小于100时，就很难在保证芯轴强度和安全性的同时，设计能达到5∶1甚至更小径向和轴向刚度比结构的球铰。

发明内容

本发明的目的在于针对现有球铰的不足，提供一种球铰类橡胶弹性元件预压缩方便，又易于控制预压缩量和径向、轴向刚度比的新型球铰类橡胶弹性元件及其制作组装方法。该种球铰既芯轴强度和安全性好，又径向和轴向刚度比能达到5∶1。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种球铰类橡胶弹性元件及其组装方法，包括金属外套、芯轴和弹性橡胶体，其特点在于：在金属外套与弹性橡胶体之间有金属隔套，金属隔套为两瓣结构，且金属隔套和芯轴成锯齿状，两者的锯齿是相互镶嵌、咬合硫化在一起的。金属隔套和弹性橡胶体硫化后与原直径相比沿径向是分开成有间隙的橡胶金属硫化体。

球铰类橡胶弹性元件的制作是将金属隔套、芯轴和弹性橡胶体通过高温、高压硫化后粘接成一个橡胶金属硫化体后，再将这个橡胶金属硫化体压入金属外套，最终成为成品的。由于金属隔套为两瓣结构，且硫化后与原直径相比沿径向分开了一定的距离，因此当硫化体压入金属外套时，橡胶就得到了预压缩，调整两瓣隔套沿径向分开的距离，就可以调整橡胶的预压缩量。具体步骤如下：

1、将金属隔套、芯轴加工成锯齿状，并将金属隔套切成两瓣结构；

2、将金属隔套、芯轴置入硫化机内，在金属隔套与芯轴之间的径向方向形成一定的间隙，将弹性橡胶体注入金属隔套与芯轴之间的间隙内，通过高温、高压硫化后，使金属隔套、芯轴与弹性橡胶体粘接成一个橡胶金属硫化体；

2、再将这个橡胶金属硫化体压入金属外套，最终成为成品的。

本发明的特点在于：

球铰类橡胶弹性元件包括金属外套、隔套和弹性橡胶体，弹性橡胶体位于金属隔套与金属芯轴之间，且弹性橡胶体的外表面与金属隔套粘结在一起，弹性橡胶体的内表面与金属芯轴粘结在一起，金属隔套的外表面与金属外套的内表面通过过盈配合压装在一起，金属隔套和芯轴根据性能需要加工成锯齿状，且两者的锯齿相互镶嵌、咬合，锯齿的形状、尺寸和数量可以根据产品性能需要进行调整。在结构上主要有以下特点：

1)由于金属隔套和芯轴加工成锯齿状，芯轴的最大部位大于内钢套的内径，因此金属隔套须作成分瓣结构，方可进行组装并硫化。

2)由于金属隔套设计成分瓣式，硫化时沿径向适当分开，安装时分瓣金属隔套合拢，因此橡胶就能得到一定的预压缩应力，从而提高球铰的使用性能。

3)由于锯齿状设计，因而内部形成了一个或多个并联的橡胶垫结构，从而大大提高了球铰的轴向刚度，降低了径向和轴向刚度比。

这种新型的球铰类橡胶弹性元件能在安装空间非常小(小到φ80)时，还能有效地实现小于5∶1的径向和轴向刚度比。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明组合过程示意图。

图中：1、金属外套；2、金属隔套；3、弹性橡胶体、4、芯轴。

具体实施方式

附图给出了本发明的一个具体实施例，下面将通过附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1给出了本发明的一个具体实施例，通过附图可以看出，本发明为一种球铰类橡胶弹性元件，包括金属外套1、芯轴4和弹性橡胶3体，其特点在于：在金属外套1与弹性橡胶体3之间有金属隔套2，金属隔套2为两瓣结构，且金属隔套2和芯轴4成锯齿状，两者的锯齿是相互镶嵌、咬合，并通过弹性橡胶3硫化在一起的。金属隔套2和弹性橡胶体3硫化后与原直径相比沿径向是分开成有间隙的橡胶金属硫化体。

球铰类橡胶弹性元件的制作如图2所示。其具体步骤如下：