一种轴箱转臂系统、一系定位橡胶堆及其安装方法与流程

本发明涉及车辆减振技术领域。

背景技术：

目前，出现的新型转向架是一种具有国际竞争力的高能效、低噪音、高适应性新一代城轨列车的转向架类型，与其连接的轴箱转臂系统采用了包括牵引拉杆和转臂一系橡胶堆的定位系统进行定位，该种定位系统具有纵向刚度和横向刚度比值宽域的特点。该种轴箱转臂系统（即：新型转臂结构）要求系统横向刚度小，纵向刚度大，要求既能传递纵向力，又能保证列车具有良好平稳性和舒适性，要求在现有安装空间下，定位橡胶堆组对安装实现轴向刚度的非线性关系。新型转向架要求定位橡胶堆横向预压安装，与以往橡胶堆自由状态安装然后加载不同，要求产品具备先压缩后组装功能。

现有技术中,申请号为cn1420455519.4的用新型公开了一种轨道车辆用橡胶堆，包括：顶板、隔板、橡胶层和底板，橡胶堆由顶板、隔板、底板和橡胶层硫化而成，顶板、隔板和底板之间均为橡胶层，橡胶层与顶板、隔板和底板的接触面的纵截面的形状均为向上凸起的梯形。申请号为cn200710191945.6的发明专利申请公开了轨道车辆转向架新型橡胶堆定位器,组成包括由外到内固定连接的金属外套、外层橡胶套、金属隔套、中层橡胶套、金属隔套、内层橡胶套、金属内套芯轴,所述外、中、内三层橡胶套的厚度比例范围为1∶(1.2-1.4)∶(1.6-1.8)。以上现有技术，均难以满足新型轴箱转臂的横向定位使用需求、难以满足橡胶堆轴向先预压缩后安装的要求。

技术实现要素：

本发明提供一种轴箱转臂系统、一系定位橡胶堆及其安装方法，其能满足新型轴箱转臂的横向定位使用需求、满足橡胶堆轴向先预压缩后安装的要求。

本发明的技术方案是：一种一系定位橡胶堆，包括隔板、橡胶、带螺纹孔的端板一、带通孔的端板二，端板二和端板一分别位于一系定位橡胶堆的顶部和底部；所述一系定位橡胶堆由端板一、隔板、端板二和橡胶硫化而成；一系定位橡胶堆的中间设有锥形安装孔，锥形安装孔的顶部为端板二上的通孔，锥形安装孔的底端正对端板一上的螺纹孔。

锥形安装孔为倒圆台形，圆台形锥形安装孔的母线的延长线和中轴线的延长线的夹角为拔模角。

所述隔板有三块，橡胶从下至上依次包括四个橡胶层：橡胶层一、橡胶层二、橡胶层三和橡胶层四；隔板有三块与四个橡胶层相间排列于端板一和端板二之间，橡胶层一、橡胶层二、橡胶层三和橡胶层四的厚度分别为h1、h2、h3、h4，h1＜h2＜h3＜h4；

所述橡胶层一、橡胶层二、橡胶层三和橡胶层四预压变形的内压缩量相同。

通过调节隔板厚度来调节一系定位橡胶堆的轴向刚度和横向刚度的比值。

一种轴箱转臂系统，包括轴箱、连接轴箱的轴箱转臂、连接轴箱转臂的一系牵引臂、连接一系牵引臂的一系牵引橡胶节点、分别连接轴箱转臂前侧和后侧的两个一系定位橡胶堆，所述一系定位橡胶堆为上述一系定位橡胶堆。

所述轴箱转臂两侧均设有转臂槽；一系定位橡胶堆的端板一卡在转臂槽中。

一种一系定位橡胶堆的安装方法，分别用二根螺杆将二个一系定位橡胶堆安装到转向架构架臂前安装孔和后安装孔的内侧；然后在构架臂外侧通过拧紧安装在螺杆上的螺母实现一系定位橡胶堆的预压缩；待一系定位橡胶堆预压到规定尺寸后，再摆放好构架和轴箱转臂，将一系定位橡胶堆安装到预定位置，再将螺母和螺杆拆卸掉，实现一系定位橡胶堆的安装。

所述的一系定位橡胶堆的安装方法包括如下步骤：

步骤一：准备工作：包括准备好二根螺杆：螺杆一和螺杆二，与螺杆相匹配的螺母和二个一系定位橡胶堆：橡胶堆一和橡胶堆二；螺杆的另一端均加工为方形；

步骤二：将橡胶堆一安放在构架臂的前安装孔内侧，橡胶堆一的端板二贴近前安装孔，橡胶堆一中间的锥形安装孔正对前安装孔；再将螺杆一插入前安装孔和橡胶堆一的锥形安装孔中；将螺杆一的一端拧紧到橡胶堆一的端板一螺纹孔中且螺杆一的该端端面不超出该端板一；

步骤三：保持螺杆一不转动，在螺杆一的另一端拧入螺母，将螺母拧到贴紧构架臂外侧面，继续拧紧螺母，对橡胶堆一进行预压缩，直到橡胶堆一的端板一和构架臂后安装孔之间能放入橡胶堆二；

步骤四：将橡胶堆二安放在构架臂的后安装孔内侧和橡胶堆一的端板一之间，橡胶堆二的端板二贴近后安装孔，橡胶堆二中间的锥形安装孔正对后安装孔；再将螺杆二插入后安装孔和橡胶堆二的锥形安装孔中；将螺杆二的一端拧紧到橡胶堆二的端板一螺纹孔中且螺杆二的该端端面不超出橡胶堆二的端板一；

步骤五：保持螺杆二不转动，在螺杆二的另一端拧入螺母，将螺母拧到贴紧构架臂外侧面，继续拧紧螺母，对橡胶堆二进行预压缩；通过调整二个螺母，将二个一系定位橡胶堆预压到规定尺寸；

步骤六：摆放好构架和轴箱转臂，将两个一系定位橡胶堆的端板一分别卡入在轴箱转臂两侧的转臂槽中，再将螺母和螺杆拆卸掉；

步骤七：进行调试，完成一系定位橡胶堆的安装。

通过一系定位橡胶堆的成对刚度特性实现轴箱转臂三个方向的定位功能；通过拔模角的设计和各橡胶层厚度的设计，保证一系定位橡胶堆工艺实现需求和满足安装时螺杆通过能力要求，从而实现一系定位橡胶堆的等应变设计，提高一系定位橡胶堆的疲劳性能；通过调节隔板厚度和橡胶硬度，来调节一系定位橡胶堆轴向刚度和横向刚度宽域比值关系。

本发明主要是用于连接轴箱转臂和转向架，起到轴箱的横向缓冲定位作用，在安装方式和设计理念方面有创新，具体有益效果如下：1、满足新型轴箱转臂的横向定位使用需求；2、通过θ角设计和h1、h2、h3、h4设计，既能保证产品工艺实现需求，又能满足安装时螺杆通过能力要求；实现产品的等应变设计，提高产品的疲劳性能；3、通过m值和橡胶硬度的调节，可以实现一系定位橡胶堆轴向和横向宽域比值关系；4、通过采用螺杆预压的安装方式，满足了橡胶堆轴向先预压缩后安装的要求。

附图说明

图1是本发明中的轴箱转臂系统的主视结构示意图；

图2是本发明中的轴箱转臂系统的俯视结构示意图；

图3是本发明中的一系定位橡胶堆剖视结构示意图；

图4是本发明中的一系定位橡胶堆安装示意图；

附图标记说明：一系定位橡胶堆1、一系牵引橡胶节点2、一系牵引臂3、轴箱转臂4、轴箱5、端板一6、隔板7、橡胶8、端板二9、螺杆10、螺母11、构架臂12。

具体实施方式

如图1、图2所示，轴箱转臂系统包括一系定位橡胶堆1、一系牵引橡胶节点2、一系牵引臂3、轴箱转臂4、轴箱5。轴箱转臂两侧（前侧和后侧）均设有转臂槽；一系定位橡胶堆有二个，二个一系定位橡胶堆分别连接在轴箱转臂两侧，二个一系定位橡胶堆的端板一分别卡入在轴箱转臂两侧的转臂槽中。

如图3所示，一系定位橡胶堆主要由带螺纹孔的端板一6、隔板7、带通孔的端板二9和橡胶8硫化而成。端板二和端板一分别位于一系定位橡胶堆的顶部和底部；一系定位橡胶堆的中间设有锥形安装孔，锥形安装孔为倒圆台形，锥形安装孔的顶部为端板二上的通孔，锥形安装孔的底端正对端板一上的螺纹孔。

隔板有三块，橡胶从下至上依次包括四个橡胶层：橡胶层一、橡胶层二、橡胶层三和橡胶层四；隔板有三块与四个橡胶层相间排列于端板一和端板二之间，橡胶层一、橡胶层二、橡胶层三和橡胶层四的厚度分别为h1、h2、h3、h4，且h1＜h2＜h3＜h4。

如图4所示，一系定位橡胶堆的安装方法如下：将一系定位橡胶堆先安放到转向架构架臂12内侧（构架臂12内侧均可设构架臂槽，端板二可卡入在构架臂槽中），螺杆10的一端穿过构架臂12和一系定位橡胶堆后拧紧到带螺纹孔端板一上，要求螺杆不超出带螺纹孔端板一；然后在构架臂12外侧，保持螺杆不转动，在螺杆的另一端上拧入螺母，通过拧紧螺母11实现产品预压。待构架臂的一系定位橡胶堆预压到规定尺寸后，再自然摆放好构架和轴箱转臂，将一系定位橡胶堆安装到预定位置，再将螺母和螺杆拆卸掉，实现一系定位橡胶堆安装。具体包括如下步骤：

步骤一：做好安装准备工作，包括准备好二根螺杆（螺杆一和螺杆二）、与螺杆相匹配的螺母和二个一系定位橡胶堆：橡胶堆一和橡胶堆二；螺杆的另一端均可加工为方形，便于通过扳手等工具拧转螺杆；

步骤二：将橡胶堆一安放在构架臂12的前安装孔内侧（即前安装孔后侧），橡胶堆一的端板二贴近前安装孔，橡胶堆一中间的锥形安装孔正对前安装孔；再将螺杆一插入前安装孔和橡胶堆一的锥形安装孔中；将螺杆一的一端拧紧到橡胶堆一的端板一螺纹孔中且螺杆一的该端端面不超出该端板一；

步骤三：保持螺杆一不转动，在螺杆一的另一端拧入螺母，将螺母拧到贴紧构架臂外侧面（即构架臂前侧面），继续拧紧螺母，对橡胶堆一进行预压缩，直到橡胶堆一的端板一和构架臂后安装孔之间能放入橡胶堆二；

步骤四：将橡胶堆二安放在构架臂12的后安装孔内侧（即后安装孔前侧）和橡胶堆一的端板一之间，橡胶堆二的端板二贴近后安装孔，橡胶堆二中间的锥形安装孔正对后安装孔；再将螺杆二插入后安装孔和橡胶堆二的锥形安装孔中；将螺杆二的一端拧紧到橡胶堆二的端板一螺纹孔中且螺杆二的该端端面不超出橡胶堆二的端板一；

步骤五：保持螺杆二不转动，在螺杆二的另一端拧入螺母，将螺母拧到贴紧构架臂外侧面（即构架臂后侧面），继续拧紧螺母，对橡胶堆二进行预压缩；通过调整二个螺母，将二个一系定位橡胶堆预压到规定尺寸；

步骤六：自然摆放好构架和轴箱转臂，拧动螺母，将一系定位橡胶堆的端板一卡入在转臂槽中，再将螺母和螺杆拆卸掉；

步骤七：进行调试，完成一系定位橡胶堆的安装。

本发明的主要特点有：

1.一系定位橡胶堆是一种新型轴箱转臂用一系定位橡胶堆，满足轴箱和转向架的安装要求，具备先预压缩后组装功能要求。

2.一系定位橡胶堆的组成结构中间带锥形安装孔，用于组装时螺杆通过锥形安装孔拧紧到端板一实现预压，同时锥度θ角度（拔模角）设计是根据产品工艺实现考虑，避免产品出不了模，或者出模碰伤等问题。

3.橡胶层厚度h1＜h2＜h3＜h4设计是同θ角的大小相关，要求保证橡胶预压变形的内压缩量各层保持一致，且安装时不与螺杆发生干涉，同时保证产品工艺实现拔模角θ设计。

4.隔板厚度m是为了调节有效橡胶层厚度，在相同橡胶硬度条件下，调节隔板厚度，可以间接调节一系定位橡胶堆的轴向刚度和横向刚度比值关系。

本发明中，一系定位橡胶堆的内部结构综合工艺成型和安装要求，设计拔模角和各橡胶层等应变；通过橡胶堆（一系定位橡胶堆）的成对刚度特性实现轴箱转臂三个方向的定位功能；根据轴箱转臂结构专门设计了先预压缩后安装的创新性安装方法。本发明中，采用螺杆和螺母作为一系定位橡胶堆的安装工装，辅助一系定位向定位橡胶堆预压，安装完成后，拆卸螺杆和螺母。一系定位橡胶堆成对通过预压安装，一系定位橡胶堆的端板卡在构架和转臂槽中，通过产品的预压实现轴箱转臂系统的安装和功能。

与现有技术相比，本发明能满足新型转向架的使用要求。新型转向架是主机厂为研制具有国际竞争力的高能效、低噪音、高适应性新一代城轨列车的转向架类型。采用牵引拉杆和转臂一系橡胶堆定位的定位系统，系统具有纵向刚度和横向刚度比值宽域的特点。新型转臂结构要求系统横向刚度小，纵向刚度大，要求既能传递纵向力，又能保证列车具有良好平稳性和舒适性。要求在现有安装空间，定位橡胶堆组对安装实现轴向刚度的非线性关系。新型转向架要求定位橡胶堆横向预压安装，与以往橡胶堆自由状态安装然后加载不同，要求产品具备先压缩后组装功能，本发明针对该新型转向架定位橡胶堆的安装要求创新性设计了螺杆预压组装的方法。本发明产品设计有足够的预压量，经过型式试验验证，能满足产品使用要求，具有良好的质量可靠性。本发明为了保证安装特性及橡胶堆工艺特性，采用了内锥孔设计和每层等应变设计方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。