[发明专利]分瓣式液体橡胶复合节点的径向和轴向变刚度调节

说明书

分瓣式液体橡胶复合节点的径向变刚度和轴向变刚度调节，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套和止挡块；硫化体外套为分瓣式的外套，在相邻的两个硫化体外套之间设置间隙，在硫化体外套与芯轴之间硫化的橡胶体为斜橡胶层，且所述硫化体外套之间的间隙延伸到斜橡胶层中；在芯轴上开向芯轴内侧凹陷的凹坑，在所述凹坑处设置止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套上整体外套，且在凹坑底部硫化的橡胶体为径向橡胶层。能让车辆在不同工况下，车辆的径向刚度和轴向刚度都能满足需求，从而确保车辆运行的稳定性和安全可靠性。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种液体橡胶复合节点的径向变刚度和轴向变刚度的调节结构及方法。

背景技术

根据动力学要求转臂节点在直线高速运行（高频振动）时，提供较大的径向刚度保证运行稳定性，提高临界速度；在过曲线（低频大振幅）时，提供较小的径向刚度性能保证过曲线性能，减小磨耗；普通节点难以实现上述特性，特别对于老线路，轮轨及线路磨损较大，维护成本高，因此需要使用一种新产品同时具备上述特性—液体橡胶复合节点。

液体橡胶复合节点工作原理：主要通过在橡胶部件内部设计两中空型腔结构，通过流道设计将两空腔连通，预先在一型腔内灌注密封不可压缩的（粘性）液体。在载荷作用下两空腔内的容积发生变化，液体在两腔之间流动产生阻尼，消耗振动能量，达到衰减振动的目的。低频振动时，液体经通道上下流动，小刚度起到大阻尼效果，高频率区段液体来不及流动，实现大刚度特性。

车辆在正常行驶和过曲线时，要求车辆的径向刚度小，以满足乘客乘车的舒适感和提高车辆过曲线性能。但车辆在大载荷下，为确保车辆运行的稳定性能，又需要增大车辆的径向刚度。尤其是在极限载荷时，车辆还需要在径向方向上有硬止挡的功能，来确保车辆的行车安全。因此，车辆的在径向方向上需要有变刚度，以满足各种工况的需求。

车辆在正常行驶时，需要小的轴向刚度，来更好的进行减振和减小噪声。而为了确保车辆在快速行驶过程中不会出现左右摇摆蛇形，提高车辆的稳定性能和安全性能，又需要车辆具有大的轴向刚度。由于车辆在不同的工况下对轴向刚度的需求是不同的，因此，车辆需要有轴向方向的变刚度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：让车辆在不同工况下，车辆的径向刚度和轴向刚度都能满足需求，从而确保车辆运行的稳定性和安全可靠性。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：分瓣式液体橡胶复合节点的径向变刚度调节方法，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套和止挡块；硫化体外套为分瓣式的外套，在相邻的两个硫化体外套之间设置间隙，在硫化体外套与芯轴之间硫化的橡胶体为斜橡胶层，且所述硫化体外套之间的间隙延伸到斜橡胶层中；在芯轴上开向芯轴内侧凹陷的凹坑，在所述凹坑处设置止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套上整体外套，且在凹坑底部硫化的橡胶体为径向橡胶层；通过调节止挡块与径向橡胶层的间距，以及调节径向橡胶层的厚度，来实现液体橡胶复合节点的两次径向变刚度调节。

优选的，将硫化体外套、橡胶体和芯轴形成的整体进行预压缩，让硫化体外套和橡胶体中的间隙完全闭合，并将所述预压缩的整体组装到整体外套中；将斜橡胶层的宽度方向相对于芯轴的轴线方向倾斜设置，使得液体橡胶复合节点受到径向压力时，斜橡胶层产生剪切与挤压的复合形变，来提供液体橡胶复合节点的径向刚度。

优选的，将径向橡胶层硫化在芯轴的凹坑底部，并将径向橡胶层宽度方向设置为与芯轴的轴线方向平行，使得液体橡胶复合节点受到径向压力时，径向橡胶层是产生挤压形变来提供径向刚度；当液体橡胶复合节点承受逐渐增大的径向压力时，先由斜橡胶层产生剪切与挤压的复合形变，来提供液体橡胶复合节点的径向刚度；当止挡块与径向橡胶层相顶后，液体橡胶复合节点的径向刚度由斜橡胶层和径向橡胶层一起提供。