[发明专利]一种弹性衬套抗形变性能提升方法及大变形弹性衬套

说明书

一种弹性衬套抗形变性能提升方法，将芯轴沿横向分割成对称的两瓣后与一个完整的外套硫化成整体，且硫化后的橡胶层也分成沿横向上对称的两瓣，以提升弹性衬套使用过程中承受纵向载荷后芯轴沿纵向位移时的抗形变性能。本发明的弹性衬套通过将芯轴和橡胶层沿横向上分隔成对称的两部分，使弹性衬套在受到较大纵向载荷芯轴产生较大位移时，不会拉扯某一侧的橡胶，提升了弹性衬套的抗形变性能。

技术领域

本发明涉及一种弹性衬套及其性能提升方法，具体涉及一种弹性衬套抗形变性能提升方法及大变形弹性衬套。

背景技术

弹性衬套为轨道车辆上广泛使用的一种支撑及减振结构，其典型结构为在一个中空的芯轴和外套之间硫化橡胶层，形成金属-橡胶-金属的结构，装配时通过外套的螺孔对弹性衬套进行定位、芯轴中间进行组装，在工作过程中弹性衬套同时提供垂向、横向和纵向支撑。当前通用的结构中，外套和芯轴均为一个环形整体，橡胶全部填满于芯轴与外套之间的空间，使弹性衬套具有耐压不耐拉的特性，因此在使用过程中，穿过芯轴内的装配杆与弹性衬套之间的横向位移和纵向位移均不能太大，否则如当位移过大时，对装配杆一侧的橡胶施以极大的压力，而对另一侧的橡胶会施以极大的拉扯力，导致橡胶撕裂或者与外套间剥离。为了提高弹性衬套的性能，使其满足不同的使用要求，通常会对弹性衬套进行结构上的改变。

如申请号CN201320096324.0，名称为“直线电机车辆转向架用弹性衬套”的实用新型专利公开了一种直线电机车辆转向架用弹性衬套，包括外套和弹性衬套内体，所述弹性衬套内体包括一体化的内套、弹性体和芯轴，通过橡胶型面的设计，使弹性衬套在承受的径向载荷的同时，达到产品性能的要求。

上述方案没有考虑弹性衬套在承受外力时的变形问题，还是不能适用于横向或纵向载荷过大而导致芯轴位移太大的环境。

又有申请号CN201010285540.0，名称为“列车转向架抗侧滚扭杆的弹性衬套”的发明专利申请公开了一种列车转向架抗侧滚扭杆的弹性衬套。它包括两对称的、不相连的半圆形衬套组件。每个半圆形衬套组件从外向内依次为外套、橡胶层I、内套、橡胶层II。外套外圈上开有壁孔，圆柱销嵌装在壁孔中后再与外套相焊接。外套和内套由橡胶层I的橡胶硫化固接成一体。内套内圈上由橡胶硫化固接一层橡胶层II。所述的外套、内套和圆柱销均由金属材料制成。本发明的优点是提供了一种能辅助列车转向，结构简单，震动小，噪音低，列车柔性结构好，列车运行品质高的一种列车转向架抗侧滚扭杆的弹性衬套。

上述方案是一种用于扭杆系统的支撑球铰，仅需要提供一个径向刚度，不能适用于垂向、纵向和横向都需提供支撑的环境。因此，还是需要一种能够提供大变形并在相互垂直的三个方向上都能提供支撑的弹性衬套结构和方法。

发明内容

本发明针对当前弹性衬套不能在同时提供垂向、纵向和横向三个方向支撑的情况下满足纵向和横向大位移变形的需求，提出了一种弹性衬套抗形变性能提升方法及大变形弹性衬套，满足轨道车辆使用时多方位性能的要求。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种弹性衬套抗形变性能提升方法，将芯轴沿横向分割成对称的两瓣后与一个完整的外套硫化成整体，且硫化后的橡胶层也分成沿横向上对称的两瓣，以提升弹性衬套使用过程中承受纵向载荷后芯轴沿纵向位移时的抗形变性能。

进一步地，通过在弹性衬套内横向上的两端处设置对称的空穴，降低弹性衬套横向上的刚度。

进一步地，通过在弹性衬套内横向上两端的空穴处设置硫化在外套上的止挡块，实现芯轴横向位移时的止挡。

进一步地，通过在橡胶层内设置隔板的方式提高弹性衬套的纵向刚度。

进一步地，通过调整橡胶层内隔板的层数和/或隔板的厚度、大小实现弹性衬套不同的纵向刚度和挠度。

进一步地，通过在弹性衬套垂向上的底端处设置止挡板的方式实现芯轴垂向位移时的止挡。