U型橡胶减振器的制作方法

文档序号:11046541阅读:662来源:国知局
U型橡胶减振器的制造方法与工艺

本实用新型涉及一种减振装置,特别是涉及一种用于内燃机动车组的减振装置。



背景技术:

内燃机动车组上的辅助电机组一般安装在车体底架下,动车组高速运行过程中,车辆刹车和制动都会对车体产生作用,使车体发生振动,除此之外,车辆轮对的磨耗、轨道线路不平整性等也都会引起车体振动。目前内燃机动车组的辅助电机组通过金属螺栓将其连接到车体框架。这种连接方式属于硬连接。采用金属螺栓连接的缺点是:金属螺栓为刚性材料,其对车体振动及其冲击作用没有任何减振作用,并能够通过金属螺栓将冲击载荷传递到车下设备,导致车下设备受到振动、冲击作用而造成安全隐患。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种U型橡胶减振器,其能够隔离车辆运行时对辅助电机组产生的振动,防止冲击载荷对辅助电机组造成影响,从而保证辅助电机组安全可靠运行。

本实用新型U型橡胶减振器,包括上金属骨架和下金属骨架,所述上金属骨架布置在下金属骨架的上方,所述上金属骨架和下金属骨架均为条形结构,所述上金属骨架的横截面呈倒U型,所述下金属骨架的横截面呈U型,所述上金属骨架与下金属骨架通过橡胶粘接,所述上金属骨架的顶面设有螺纹孔,所述下金属骨架的底面也设有螺纹孔。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架的宽度小于下金属骨架的宽度,所述上金属骨架位于下金属骨架的正上方,所述橡胶从下金属骨架的顶面延伸覆盖至上金属骨架的底面以及相对两个侧面上。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述橡胶上设有通孔,所述通孔沿上下金属骨架的长度方向布置。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述通孔为长圆通孔,所述通孔设为4个。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架的底面设有长条形的下凸块,所述下凸块沿上金属骨架的长度方向布置,所述下金属骨架的顶面设有长条形的上凸块,所述上凸块沿下金属骨架的长度方向布置。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架与下凸块为一体成型结构,所述下金属骨架与上凸块也为一体成型结构。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架的材料为Q235钢、45号钢或球墨铸铁,所述下金属骨架的材料为Q235钢、45号钢或球墨铸铁。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述橡胶横截面的上自由面形状为S形样条曲线。

本实用新型U型橡胶减振器与现有技术不同之处在于本实用新型中的上金属骨架与下金属骨架之间通过橡胶粘接,橡胶材料为不可压缩型材料,其压缩量很大,因此其压缩承载能力很强,由于上金属骨架的横截面为倒U型,下金属骨架的横截面为U型,此种结构特点,使得橡胶在承载时的受力方式为压缩剪切型,故具有较大的垂向承载能力,隔振效果好,其能够隔离车辆运行时对辅助电机组产生的振动,防止冲击载荷对辅助电机组造成影响,从而保证辅助电机组安全可靠运行。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型U型橡胶减振器的主视图;

图2为本实用新型U型橡胶减振器的俯视图;

图3为本实用新型U型橡胶减振器中的上金属骨架的主视图;

图4为本实用新型U型橡胶减振器中的上金属骨架的俯视图;

图5为本实用新型U型橡胶减振器中的下金属骨架的主视图;

图6为本实用新型U型橡胶减振器中的下金属骨架的俯视图;

图7为本实用新型U型橡胶减振器的立体图;

图8为线性单自由度体系模型图;

图9为振动传递率与振动频率比的关系图。

具体实施方式

如图1所示,并参照图2-7所示,本实用新型U型橡胶减振器包括上金属骨架1和下金属骨架2,所述上金属骨架1布置在下金属骨架2的上方,所述上金属骨架1和下金属骨架2均为条形结构,所述上金属骨架1的横截面呈倒U型,所述下金属骨架2的横截面呈U型,所述上金属骨架1与下金属骨架2通过橡胶3粘接,所述上金属骨架1的顶面设有螺纹孔,所述下金属骨架2的底面也设有螺纹孔。上金属骨架1与下金属骨架2之间完全被橡胶3隔开,即上、下金属骨架1、2之间不接触,橡胶3粘接的方式为硫化粘接。

上金属骨架1的长度为70㎜,宽度为60㎜。下金属骨架2的长度为70㎜,宽度为100㎜。上下金属骨架1、2上的螺纹孔用于设备连接,其直径均为M16。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架1的宽度小于下金属骨架2的宽度,所述上金属骨架1位于下金属骨架2的正上方,所述橡胶3从下金属骨架2的顶面延伸覆盖至上金属骨架1的底面以及相对两个侧面上。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述橡胶3上设有通孔4,所述通孔4沿上下金属骨架1、2的长度方向布置。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述通孔4为长圆通孔,所述通孔4设为4个。通过调整通孔4的大小及位置可以调整U型橡胶减振器的刚度,同时通孔4提供橡胶3变形空间,有利于橡胶3应力分布均匀,提高U型橡胶减振器的使用寿命。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架1的底面设有长条形的下凸块5,所述下凸块5沿上金属骨架1的长度方向布置,所述下金属骨架2的顶面设有长条形的上凸块6,所述上凸块6沿下金属骨架2的长度方向布置。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述上金属骨架1与下凸块5为一体成型结构,所述下金属骨架2与上凸块6也为一体成型结构。所述上金属骨架1的材料为Q235钢、45号钢或球墨铸铁,所述下金属骨架2的材料为Q235钢、45号钢或球墨铸铁。

本实用新型U型橡胶减振器,其中所述橡胶3横截面的上自由面形状为S形样条曲线,连接上下金属骨架1、2。

本实用新型U型橡胶减振器的减振原理如下:

U型橡胶减振器的减振力学模型可简化为单自由度线性阻尼-弹簧质量系统,如图8所示。

图8中,系统质量为m、刚度为Kd、系统阻尼系数为C;U型橡胶减振器构成的线性单自由度体系,当系统受Ze=Z0ejwt的简谐支撑激振时,其运动方程可表示为:

以u=z-ze代入上式可得:

式中F(ω)为随激振频率的平方而变化的基振力幅值。求解式(1-2)可以得到系统的相对位移振幅:

同理可以得到系统减振传递率T为:

式中ω为外界激振力频率,ωn为系统固有频率,ξ为系统的阻尼比ξ=c/cc;系统的固有频率为:系统临界阻尼:

以ξ为参数,振动传递率T与频率比f/fn的关系如图9所示。

从图9中可以看出,仅当时,系统的减振传递率小于1,即系统进入减振区;当f/fn≈1时,系统处于共振状态。在工程设计中,一般要求频率比设在2.5~5之间。在减振区域,随着阻尼比ξ的减小,系统的减振效果越来越好;但阻尼比越小,系统共振时的共振放大率越大,这会危害车辆操纵稳定性,甚至由于共振变形过大导致车体结构破坏。因此,理想的减振器应该是使系统的固有频率低,并具有可变的阻尼特性,即在系统的共振区有较大的阻尼,使系统不会有显著的共振放大,而在减振区有较小的阻尼,使系统有良好的减振效果,同时抗冲击性能和稳定性要好。

本实用新型中的上金属骨架1与下金属骨架2之间通过橡胶3粘接,橡胶材料为不可压缩型材料,其压缩量很大,因此其压缩承载能力很强,由于上金属骨架1的横截面为倒U型,下金属骨架2的横截面为U型,此种结构特点,使得橡胶3在承载时的受力方式为压缩剪切型,故具有较大的垂向承载能力,隔振效果好,其能够隔离车辆运行时对辅助电机组产生的振动,防止冲击载荷对辅助电机组造成影响,从而保证辅助电机组安全可靠运行。

本实用新型的技术效果如下:

(1)垂向大承载能力。橡胶材料为不可压缩型材料,其压缩模量很大,因此其压缩承载能力很强。该U型橡胶减振器的结构特点,使得橡胶在承载时的受力方式为压缩剪切型,故具有较大的垂向承载能力。

(2)隔振效果达到80%。通过对U型橡胶减振器的结构设计和材料选择,使得内燃机动车组电机振动隔离效率达到80%。

(3)U型橡胶减振器垂向固有频率在8-10-Hz,避免了车下设备固有频率与车体固有频率错开,避免车下设备在动车组运行时产生共振,保证行车安全。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

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