[发明专利]牵引拉杆节点的橡胶型面设计方法及牵引拉杆节点

说明书

牵引拉杆节点的橡胶型面设计方法，包括芯轴、外套和硫化粘结在芯轴与外套之间的橡胶层，其特征在于将橡胶层的外端型面设计为向外凸出的圆弧凸面，所述的圆弧凸面由外向内逐渐靠近外套内壁，且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，将所述的过渡面一设计为向内凹进的圆弧面，将所述的过渡面二设计为向内凹进的弧面。本发明的牵引拉杆节点的橡胶型面设计方法，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。本发明还提供一种牵引拉杆节点。

技术领域

本发明涉及一种牵引拉杆节点的橡胶型面设计方法，用于提高牵引拉杆节点的大载荷下的疲劳寿命，本发明还涉及一种牵引拉杆节点。

背景技术

牵引拉杆节点为B类重要部件，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。

牵引拉杆节点由芯轴、外套和橡胶层组成，橡胶型面采用向内凹进的U型结构，如图1所示，其缺点是：

1、U型的橡胶形面在承载过程中会出现橡胶型面打拆，在型面上形成裂纹或褶皱。

2、承载过程中橡胶体从橡胶型面中间向上下两端鼓出，橡胶层的往复变形，容易在靠近外套和芯轴的位置出现褶皱开裂和挤压开裂。

3、节点在大载荷下的刚度变化，无法满足大载荷下的刚度需求。

4、节点的初始刚度和初始应力，无法根据不同线路的承载需求进行调整。

以上缺陷造成现有技术中的牵引拉杆节点，大载荷工况下的疲劳寿命短，承载过程中的刚度变化小， 无法满足大载荷下的非线性刚度需求。

发明内容

本发明提供针对现有技术中存在的问题，提供一种牵引拉杆节点的橡胶型面设计方法，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。本发明还提供一种牵引拉杆节点。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：

牵引拉杆节点的橡胶型面设计方法，包括芯轴、外套和硫化粘结在芯轴与外套之间的橡胶层，其特征在于将橡胶层的外端型面设计为向外凸出的圆弧凸面，所述的圆弧凸面由外向内逐渐靠近外套内壁，且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，将所述的过渡面一设计为向内凹进的圆弧面，将所述的过渡面二设计为向内凹进的弧面。

优选的，根据所述的橡胶层在芯轴与外套间的径向预挤压缩量H，来设计过渡面一的圆弧半径R，H/4≤R≤H/2，使过渡面一与外套内壁的最大间距为H/2~2R。

优选的，调节过渡面一的圆弧半径，从而调节牵引拉杆节点的初始刚度。

优选的，将所述的圆弧凸面沿轴向的外端设计在外套端面的内侧，且圆弧凸面沿轴向的外端与外套端面的轴向距离不超过2mm。

优选的，所述的圆弧凸面的圆弧半径为R1，圆弧凸面沿芯轴轴向的宽度为A，A≤R1≤2A，设计R1和A的值，调节牵引拉杆节的非线性刚度。

优选的，调节所述的过渡面一的圆弧半径R和圆弧凸面的圆弧半径R1，从而调节牵引位杆节点的变刚度拐点。