一种锯齿形轨道车辆橡胶垫及其刚度调节方法
【专利摘要】一种锯齿形轨道车辆橡胶垫及其刚度调节方法，顶板上的顶齿与底板上的底齿相互错开，且让底齿的顶端高于顶齿的底端，橡胶层填充在顶板与底板之间，使得橡胶垫在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿、底齿和橡胶层都承受横向或纵向的力的挤压，从而提高橡胶垫的横向和纵向的刚度。本发明中能通过调节顶齿、底齿的个数、宽度和高度，以及橡胶垫的宽度和高度来调节橡胶垫在横向、纵向和垂向上的刚度，使得橡胶垫能适用于各种车辆，通用性强。
【专利说明】
一种锯齿形轨道车辆橡胶垫及其刚度调节方法
技术领域
[0001]本发明涉及轨道车辆用弹性缓冲装置，具体涉及顶板和底板上设有环状凸起的锯齿的橡胶垫。
【背景技术】
[0002]客运专线、重载货运、城市轨道运输在中国最近几年发展迅速。轨道车辆中所使用的橡胶垫及橡胶减振元件，具有良好的减振特性，缓和车辆和线路之间的各种相互作用，提供一定的横向刚度，减小振动和冲击，对于提高车辆平稳、安全的运行提供了保障。
[0003]橡胶垫通常用在轨道车辆转向架的一系悬挂和二系悬挂，橡胶垫具有垂向减振功能，同时，为保证轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能，橡胶垫又要具有合适的纵向和横向刚度要求。
[0004]现有的橡胶垫提供的横向、纵向刚度主要以剪切的结构为主，其横向、纵向的刚度大小主要通过调整橡胶层的厚度及胶料的硬度来实现的，由于受到空间尺寸和结构的限制，若要同时满足较大纵、横向刚度要求，或者满足垂向与横向刚度匹配时，现有结构很难实现。
[0005]通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处:
申请号为201420455519.4，名称为“轨道车辆用橡胶堆”的实用新型提供了一种轨道车辆用橡胶堆，包括:顶板(I)、隔板(2)、橡胶层(3)和底板(4)，橡胶堆由顶板(1)、隔板(2)、底板(4)和橡胶层(3)硫化而成，顶板、隔板和底板之间均为橡胶层，橡胶层(3)与顶板(1)、隔板(2)和底板(4)的接触面的纵截面的形状均为向上凸起的梯形。该实用新型的橡胶堆结构使得橡胶层在橡胶堆承受纵、横向载荷时由单面受力变为三面受力即由单纯的剪切变形变为剪切和压缩的复合变形，提高了橡胶堆的纵、横向刚度。在满足橡胶堆垂向减振的同时，提高轨道车辆在直线上的运行速度和曲线通过性能。
[0006]虽然上述专利也是一种包括顶板、底板和橡胶层的橡胶垫，且顶板、底板和橡胶层也是硫化在一起的一个整体。但由于其顶板和底板中没有顶齿和底齿的结构，也就没有顶齿和底齿来承受横向或纵向的挤压的力，因此其结构以及调节横向、纵向和垂向的刚度的方法也与本发明有很大的不同。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是:针对迅速发展的轨道交通行业中轨道车辆对橡胶垫所具有的横向、纵向和垂向的刚度的要求越来越高，而提出一种能大幅度提高横向和纵向刚度的橡胶垫，使得车辆能平稳、安全的运行。
[0008]针以上述问题，本发明提出的技术方案是:一种锯齿形轨道车辆橡胶垫的刚度调节方法，顶板上的顶齿与底板上的底齿相互错开，且让底齿的顶端高于顶齿的底端，橡胶层填充在顶板与底板之间，使得橡胶垫在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿、底齿和橡胶层都承受横向或纵向的力的挤压，从而提高橡胶垫的横向和纵向的刚度;调节顶齿、底齿的个数和宽度都能调节橡胶垫的横向和纵向的刚度，调节橡胶层的宽度也能调节橡胶垫的横向和纵向的刚度;调节顶齿、底齿的个数和高度都能调节橡胶垫的垂向的刚度，调节橡胶层的高度也能调节橡胶垫的垂向的刚度。
[0009]进一步地，让顶齿和底齿交错分布，并将顶板、橡胶层和底板硫化成一个整体，使得橡胶垫在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿和底齿都承受横向或纵向的力的挤压，并使得橡胶层在承受挤压变形时是产生剪切和压缩的复合变形，从而提高橡胶垫在横向和纵向的刚度。
[0010]进一步地，增加顶齿、底齿的个数和宽度都能增加橡胶垫的横向和纵向的刚度，增加橡胶层的宽度则能减小橡胶垫的横向和纵向的刚度。
[0011]进一步地，增加顶齿、底齿的个数和高度都能增加橡胶垫的垂向的刚度，增加橡胶层的高度则能减小橡胶垫的垂向的刚度。
[0012]进一步地，顶齿和底齿的顶端和底端都进行了倒角，橡胶层硫化在顶齿和底齿之间能使得橡胶垫受到横向、纵向和垂向的力时，橡胶垫的刚度都能平缓的变化。
[0013]—种锯齿形轨道车辆橡胶垫，橡胶垫包括顶板、底板和橡胶层，定位销固定在底板上，顶板上还设有顶齿，底板上还设有底齿，顶板上的顶齿与底板上的底齿相互错开;橡胶层填充在顶板与底板之间，且底齿的顶端高于顶齿的底端。
[0014]进一步地，顶齿固定在顶板的下方，底齿固定在底板的上方，顶齿和底齿为环状的凸起。
[0015]进一步地，顶齿固定在顶板的下方，底齿固定在底板的上方，顶齿和底齿为柱状或圆弧状的凸起。
[0016]进一步地，顶齿和底齿的顶端和底端都设有倒角;橡胶层填充在顶板与底板之间，橡胶层与顶板和底板之间紧密贴合。
[0017]进一步地，橡胶层的内侧和外侧设有向内凹陷或向外凸出的圆弧边。
[0018]本发明的优点是:
1.顶板上的顶齿与底板上的底齿相互错开，且让底齿的顶端高于顶齿的底端，使得橡胶垫在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿、底齿和橡胶层都承受横向或纵向的力的挤压，从而大幅度提高了橡胶垫的横向和纵向的刚度。
[0019]2.轨道车辆中不同的车型对横向和纵向的刚度的需求也不一样，刚度过小难以确保车辆平稳、安全的行驶;刚度过大则车辆的缓冲、减振效果差;本发明中能通过调节顶齿、底齿的个数、宽度和高度，以及橡胶垫的宽度和高度来调节橡胶垫在横向、纵向和垂向上的刚度，使得橡胶垫能适用于各种车辆，通用性强。
[0020]3.顶齿和底齿的顶端和底端都进行了倒角，橡胶层硫化在顶齿和底齿之间能使得橡胶垫受到横向、纵向和垂向的力时，橡胶垫的刚度都能平缓的变化，不会产生刚度突变，从而提高橡胶垫的减振、降噪效果。
【附图说明】
[0021 ]图1为实施例一的立体剖视图；
图2为实施例一的剖视图；
图3为实施例一中顶板的立体剖视图； 图4为实施例一中底板的立体剖视图；
图5为实施例一中橡胶层的立体剖视图；
图6为本发明的安装示意图；
图7为实施例二中顶板的立体示意图；
图8为实施例一■中底板的立体不意图；
图9为实施例二中顶板和底板的立体拆分示意图；
图中:I橡胶垫、11顶板、111顶齿、12橡胶层、121圆弧边、13底板、131底齿、132定位销、2
钢弹簧、3构架。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例和附图对本发明做一步的描述:
实施例一
如图1至图5所示，橡胶垫I包括:顶板11、橡胶层12和底板13，顶板11的下方设有圆环状凸起的顶齿111。定位销132焊接在底板13上起安装定位的作用，底板13的上方设有圆环状凸起的底齿131。顶板11上的顶齿111与底板13上的底齿131交错分布，橡胶层12硫化在顶板11与底板13之间，受到顶板11和底板13的形状约束，橡胶层12为u字形环状体与η字形环状体交替无缝连接在一起的一个整体。橡胶层12的上端与顶板11啮合，橡胶层12的下端与底板13啮合，使得橡胶层12与顶板11和底板13之间紧密贴合。
[0023]如图1、图2和图6所示，橡胶垫I通过底板13上的定位销132安装在构架3上，且橡胶垫I的上方安装有钢弹簧2。在橡胶垫I承受纵、横向载荷时由于顶板11和底板13上存在的锯齿状的啮合结构，橡胶层12在横向和纵向单纯的剪切变形变为剪切和压缩的复合变形，大大提高了橡胶垫I的纵、横向刚度。
[0024]如图1和图2所示，顶板11上的顶齿111与底板13上的底齿131相互错开，且底齿131的顶端高于顶齿111的底端。橡胶层12填充在顶板11与底板13之间，使得橡胶垫I在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿111、底齿131和橡胶层12都会承受横向或纵向的力的挤压。由于顶齿111和底齿131是金属制成的，其抵抗横向或纵向的力的挤压的能力很强，能大幅度提高橡胶垫I的横向和纵向的刚度。
[0025]顶齿111和底齿131相互错开，而且底齿131的顶端高于顶齿111的底端，因此，橡胶垫I在受到横向或纵向的力的挤压时，橡胶层12在横向或纵向不会仅产生单纯的剪切变形。而是橡胶层12受到顶齿111和底齿131的阻碍，会产生剪切和压缩的复合变形，也提高了橡胶垫I的横向和纵向的刚度。
[0026]如图1、图2和图6所示，顶齿111和底齿131是金属的刚性部件，其个数和宽度的增加会使得橡胶垫I在横向和纵向的抗挤压能力更强，会增加橡胶垫I的横向和纵向的刚度。橡胶层12是弹性部件，其宽度的增加会得橡胶垫I在横向和纵向的缓冲、抗振方面更强，会减小橡胶垫I的横向和纵向的刚度。
[0027]与上述内容同理，增加顶齿111、底齿131的个数和高度都能增加橡胶垫I的垂向的刚度，增加橡胶层12的高度则能减小橡胶垫I的垂向的刚度。可以根据不同车型和工况来制造不同刚度的橡胶垫I，使得橡胶垫I能满足各种车型的横向、纵向和垂向的刚度需求。
[0028]如图2、图3、图4和图5所示，为了防止橡胶垫I中出现应力集中和刚度突变，齿和底齿131的顶端和底端都进行了倒角，倒角可以倒圆角或倒直角。另外橡胶层12硫化在顶齿111和底齿131之间，橡胶层12的内侧和外侧设有向内凹陷或向外凸出的圆弧边121，能使得橡胶垫I受到横向、纵向和垂向的力时，橡胶垫I的刚度都能平缓的变化，从而增强轨道车辆的减振、降噪性能。
[0029]实施例二
如图7、图8和图9所示，与实施例一的主要不同结构在于，顶板11上的顶齿111以及底板13上的底齿131不是连续的环状体，而是相互隔开的柱状体。与实施例一的相同之处在于，顶齿111和底齿131仍然相互交错分布，且底齿131的顶端高于顶齿111的底端，顶齿111和底齿131的顶端和底端也都进行了倒角。
[0030]也可以将实施例二中的柱状体改为相互隔开的圆弧状，还可以在实施例一中的橡胶层12上开孔来改变橡胶垫I的横向、纵向和垂向的刚度。
[0031]很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种锯齿形轨道车辆橡胶垫的刚度调节方法，其特征在于，顶板(11)上的顶齿(ill)与底板(13)上的底齿(131)相互错开，且让底齿(131)的顶端高于顶齿(111)的底端，橡胶层(12 )填充在顶板(11)与底板(13 )之间，使得橡胶垫(I)在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿(111)、底齿(131)和橡胶层(12)都承受横向或纵向的力的挤压，从而提高橡胶垫(I)的横向和纵向的刚度； 调节顶齿(111)、底齿(131)的个数和宽度都能调节橡胶垫(I)的横向和纵向的刚度，调节橡胶层(12)的宽度也能调节橡胶垫(I)的横向和纵向的刚度； 调节顶齿(111)、底齿(131)的个数和高度都能调节橡胶垫(I)的垂向的刚度，调节橡胶层(12)的高度也能调节橡胶垫(I)的垂向的刚度。2.根据权利要求1所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫的刚度调节方法，其特征在于，让顶齿(111)和底齿(131)交错分布，并将顶板(11)、橡胶层(12)和底板(13)硫化成一个整体，使得橡胶垫(I)在受到横向或纵向的力的挤压时，顶齿(111)和底齿(131)都承受横向或纵向的力的挤压，并使得橡胶层(12)在承受挤压变形时是产生剪切和压缩的复合变形，从而提高橡胶垫(I)在横向和纵向的刚度。3.根据权利要求1所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫的刚度调节方法，其特征在于，增加顶齿(111)、底齿(131)的个数和宽度都能增加橡胶垫(I)的横向和纵向的刚度，增加橡胶层(12 )的宽度则能减小橡胶垫(I)的横向和纵向的刚度。4.根据权利要求1所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫的刚度调节方法，其特征在于，增加顶齿(111)、底齿(131)的个数和高度都能增加橡胶垫(I)的垂向的刚度，增加橡胶层(12)的高度则能减小橡胶垫(I)的垂向的刚度。5.根据权利要求1至4中任意一条所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫的刚度调节方法，其特征在于，顶齿(111)和底齿(131)的顶端和底端都进行了倒角，橡胶层(12)硫化在顶齿(111)和底齿(131)之间能使得橡胶垫(I)受到横向、纵向和垂向的力时，橡胶垫(I)的刚度都能平缓的变化。6.—种锯齿形轨道车辆橡胶垫，橡胶垫(I)包括顶板(11)、底板(13)和橡胶层(12)，定位销(132)固定在底板(13)上，其特征在于，顶板(11)上还设有顶齿(111)，底板(13)上还设有底齿(131)，顶板(11)上的顶齿(111)与底板(13)上的底齿(131)相互错开;橡胶层(12)填充在顶板(11)与底板(13)之间，且底齿(131)的顶端高于顶齿(111)的底端。7.根据权利要求6所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫，其特征在于，顶齿(111)固定在顶板(11)的下方，底齿(131)固定在底板(13)的上方，顶齿(111)和底齿(131)为环状的凸起。8.根据权利要求6所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫，其特征在于，顶齿(111)固定在顶板(11)的下方，底齿(131)固定在底板(13)的上方，顶齿(111)和底齿(131)为柱状或圆弧状的凸起。9.根据权利要求6所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫，其特征在于，顶齿(111)和底齿(131)的顶端和底端都设有倒角;橡胶层(12)填充在顶板(11)与底板(13)之间，橡胶层(12)与顶板(11)和底板(13)之间紧密贴合。10.根据权利要求6或9所述的一种锯齿形轨道车辆橡胶垫，其特征在于，橡胶层(12)的内侧和外侧设有向内凹陷或向外凸出的圆弧边(121)。
【文档编号】F16F1/387GK106015419SQ201610400905
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】颉跟虎, 周承龙, 王振, 林立钿, 冯万盛, 林胜, 荣继刚
【申请人】株洲时代新材料科技股份有限公司