[发明专利]一种降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰及其组装方法

说明书

本发明涉及一种降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰及其组装方法，公开了降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层、金属端盖和外套，所述橡胶层硫化粘结在金属芯轴与金属端盖之间，所述金属外套设置于所述橡胶层和端盖的外侧，用于阻止橡胶层的橡胶挤出。本发明提供的橡胶球铰中，通过在橡胶层的两端设有端盖，可有效减少橡胶层两端的橡胶鼓出，并科学合理设计橡胶外型面，使得橡胶层的变形由端面一向金属外套内侧方向鼓出，可有效减少橡胶层两端、橡胶层与金属外套及芯轴粘结部位的橡胶鼓出；同时，使得橡胶型面靠近外套和芯轴的位置不容易出现褶皱和开裂，可有效提高橡胶球铰的使用寿命。

技术领域

本发明属于轨道车辆弹性元件技术领域，具体地，涉及一种降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰及其组装方法。

背景技术

车辆油压减振器用橡胶球铰是橡胶与金属复合制成的一种性能优良的弹性连接元件。球铰主要是利用橡胶起减振缓冲作用，金属件起支撑和安装接口的作用，该球铰能承受复杂的工作环境，其中包括轴向、径向、扭转、偏转等多向载荷的疲劳作用和瞬间的机械冲击。因此，橡胶球铰广泛运用于轨道车辆领域。

现有橡胶球铰的一般结构为芯轴、外套和橡胶层，产品的橡胶端面面积过大，球铰使用过程中芯轴和外套配合的结构阻止橡胶层向外挤出是无法达到理想的效果，使得球铰的径向和轴向刚度无法达到提高太多，特别是轴向刚度偏小，径向/轴向刚度比值偏大。上述传统结构的橡胶球铰只能实现7:1以上的径向/轴向刚度比，当需要7:1以下的径向/轴向刚度比时，上述结构的刚度比无法满足使用要求，影响球铰的减振效果和使用寿命。由于橡胶球铰存在上述问题，使得球铰产品的应用受到一定程度的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是橡胶球铰的橡胶端面面积过大、径向/轴向刚度比值偏大等问题，提供一种降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰。所述橡胶球铰的橡胶型面在端盖的阻挡下不容易挤出，从而有效提高橡胶球铰轴向刚度，实现降低橡胶球铰径向/轴向刚度比的目的；同时，还能增加橡胶层的偏转、扭转刚度，提高橡胶的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰的组装方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种降低径向/轴向刚度比的橡胶球铰，橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层、金属端盖和金属外套，所述橡胶层硫化粘结在金属芯轴上，所述金属外套设置于所述橡胶层和金属端盖的外侧，所述金属端盖直接装配或硫化粘结在橡胶层的两端，用于阻止橡胶层两端的橡胶挤出；

所述金属端盖包括台阶部和圆环部，所述圆环部与所述台阶部一端连接，所述端盖被所述金属外套翻边包裹成一整体；

进一步地，所述金属外套上设有与所述端盖的台阶部配合的突起部。

进一步地，所述圆环部与台阶部通过圆角一过渡连接。

进一步地，所述圆角一的圆弧半径为R1。

进一步地，所述橡胶层的橡胶外型面由端面一和端面二组成。

进一步地，所述端面一靠近金属外套内侧，所述端面二靠近端盖，所述端面一与端面二通过圆角过渡连接。

进一步地，所述端面一与金属外套内侧沿轴向的夹角为α。

本发明橡胶球铰中，在橡胶层的两端设有端盖，橡胶层的橡胶外型面由靠近金属外套内侧的端面一和靠近端盖的端面二组成，端面一与端面二通过圆角过渡连接，在实际工况中，随着橡胶层的压缩，橡胶层的变形由端面一向金属外套内侧方向鼓出，可有效减少橡胶层两端的橡胶挤出，从而有效提高橡胶球铰轴向刚度，实现降低橡胶球铰径向/轴向刚度比的目的；同时，使得橡胶型面靠近外套和芯轴的位置不容易出现褶皱和开裂，可有效提高橡胶球铰的使用寿命。

进一步地，所述金属外套与橡胶层粘结部位为直型；