一种分段组合推力杆球铰芯轴制作方法及推力杆球铰芯轴与流程

本发明涉及到一种车辆抗震减振部件的制作方法及其结构，尤其是指一种分段组合推力杆球铰芯轴制作方法及推力杆球铰芯轴，该种分段组合推力杆球铰芯轴制作方法及推力杆球铰芯轴可实现推力杆球铰芯轴的标准化和通用化，提高分零件生产规模，降低生产成本；属于车辆部件制造技术领域。

背景技术：

橡胶金属球铰是常用的一种橡胶金属复合的减振限位元件，可广泛应用于各种减振限位场所，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍。常用的结构一般是橡胶与金属整体硫化的复合结构，推力杆球铰就是其中一种。推力杆作为关键传力部件广泛应用于汽车悬挂系统中，主要用于保持车桥位置相对固定，以传递汽车的纵向力或横向力，同时还可传递其他方向的力和力矩，保证车轮和车身之间有确定的运动关系，使汽车具有良好的驾驶性能，而推力杆球铰又是推力杆的主要连接件。一般推力杆球铰都是在金属的芯轴上复合一层或多层橡胶或橡胶金属件，再包裹金属外套形成推力杆球铰；其中，推力杆球铰芯轴为整个推力杆球铰核心部件，而且为了改变推力杆球铰的整体刚度，现在都会将推力杆球铰芯轴做成一种中间带有凸台的球头状芯轴，这种芯轴虽能通过调整球头的形状和大小来改变整体的性能，但却给芯轴的制作和加工带来了诸多的不便。

其一，就是这种球状的芯轴的中间带有突出的球状块，因此在加工制作芯轴时，需要考虑球头的大小，一般通过锻造来形成球头，但这样加工复杂，费工费；

其二，是现有推力杆球铰由于应用工况和客户需求尺寸的不同，规格很多，难以标准化，系列化，同时单个产品成本较高。

这些不足给推力杆球铰的应用带来了很大的不便，影响推力杆球铰的批量化生产和使用，因此很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为cn201420610629.3，名称为“一种推力杆球铰及其组装方法”，申请人为：株洲飞马橡胶实业有限公司的实用新型专利，该专利公开了推力杆球铰及其组装方法，公开了一种推力杆橡胶球铰包括金属芯轴、橡胶层和金属端盖，所述金属端盖设置于所述橡胶层的两端，用于阻止橡胶的挤出，所述橡胶层硫化粘结在所述金属芯轴上，所述橡胶层与所述金属芯轴粘结部分为弧面；所述金属芯轴凸起顶端为波纹部，所述波纹部包括至少两个内凹面，其中金属芯轴为突出凸起顶端的整体芯轴。

2、专利号为cn201820466105.x，名称为“一种封闭式空心芯轴及应用该芯轴的减振球铰”，申请人为：博戈橡胶塑料(株洲)有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种封闭式空心芯轴及应用该芯轴的减振球铰。芯轴包括芯轴主体，芯轴主体内部为空心结构，芯轴主体两端设有密闭所述空心结构的连接结构；以封闭式空心芯轴为基架，在芯轴与外套之间硫化一层橡胶得到减振球铰，从该专利也可以看出，其芯轴仍是整体结构的芯轴。

3、专利号为cn200920231372.x，名称为“一种复合橡胶金属球铰变刚度缓和过渡方法及复合橡胶金属球铰”，申请人为：南京雷尔伟新技术有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种球铰橡胶弹性元件，包括金属外套、金属芯轴和弹性橡胶体，其特征在于所述的弹性橡胶体的外表面与金属外套硫化粘结在一起，弹性橡胶体的内表面与金属芯轴硫化粘结在一起；所述的金属外套为三瓣式结构，由按120度等份分割成的三部分组成，三部分组合起来后分别粘结在弹性橡胶件上，所述的三部分在粘结后相互之间留有间隙。从该专利的附图中也同样可以看到，芯轴是整体结构的。

通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及了橡胶金属球铰及其芯轴的结构，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利的芯轴仍都是采用的整体式的芯轴，这是目前常规的做法，因此前面所述的问题依然存在，尤其是如何将芯轴变成可以标准化生产的部件，缺乏技术方案，所以仍有待进一步加以研究改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有推力杆球铰芯轴存在结构为整体结构，加工制作复杂，不便于标准化生产，制作成本高的不足；提出一种新的推力杆球铰芯轴的制作方法及其推力杆球铰芯轴，该种推力杆球铰芯轴的制作方法及其推力杆球铰芯轴结构更加合理，便于标准化生产，加工制作方便。

为了达到这一目的，本发明提供了一种分段组合推力杆球铰芯轴制作方法，根据推力杆球铰芯轴的受力分析，将推力杆球铰芯轴分成三段，先分别制作成分体部件后，再通过组配方式紧固连接起来，形成完整的推力杆球铰芯轴。

进一步地，所述的将推力杆球铰芯轴分成三段是根据推力杆球铰芯轴的径向受力情况，选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割，使得推力杆球铰芯轴分成左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头三部分，且左芯轴杆、右芯轴杆为对称结构的组件，形成左芯轴杆、右芯轴杆可互换的标准件。

进一步地，所述的选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割是根据球铰芯轴的球头直径（a）、芯轴连接轴的厚度（b）和芯轴的孔距（c），进行受力分析，在芯轴的轴肩台上进行分割，以确保分割位置位于芯轴的轴肩台不容易出现失效的位置。

进一步地，所述的在芯轴的轴肩台上进行分割是将分割位置控制在芯轴的轴肩台的范围内，并按照分割位置长度（g）位于芯轴的轴肩台外端部长度（e）和内端部长度（f）之间，满足e+k或f-k条件的范围设置，k为不同工序中保证连接强度确定的分割位置长度；且k=α(b+c/a)，α为应力系数，在0.1-0.8之间选取。

进一步地，所述的分别制作成分体部件是将左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头三部分分别制作，其中左芯轴杆和右芯轴杆采用对称的标准件模式制作；芯轴球头根据球铰刚度的需要单独进行制作。

进一步地，所述的通过组配方式紧固连接起来是将左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头三部分通过焊接，或子口铆接后再焊接，选择或螺旋加焊接紧固连接起来，或通过过盈配合直接压装在一起形成整体推力杆球铰芯轴。

本发明还涉及一种按照上述分段组合推力杆球铰芯轴制作方法制作的分段组合推力杆球铰芯轴，包括芯轴球头和芯轴杆，芯轴杆分左芯轴杆和右芯轴杆，左芯轴杆和右芯轴杆对称布置在芯轴球头的两边，与芯轴球头连接在一起，形成推力杆球铰芯轴，其特征在于：推力杆球铰芯轴为三段组合结构件；芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆为分体制作的3个部件，芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆分体制作后，再组合起来形成推力杆球铰芯轴。

进一步地，所述的芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆3个部件按照推力杆球铰芯的轴肩部位受力最小的位置上进行分割；所述的在芯轴的轴肩台上进行分割是将分割位置控制在芯轴的轴肩台的范围内，并按照分割位置长度（g）位于芯轴的轴肩台外端部长度（e）和内端部长度（f）之间，满足e+k或f-k条件的范围设置，k为不同工序中保证连接强度确定的分割位置长度；且k=α(b+c/a)，α为应力系数，在0.1-0.8之间选取。

进一步地，所述的芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆3个部件通过通过焊接，或子口铆接后再焊接，选择或螺旋加焊接紧固连接起来，或通过过盈配合直接压装在一起形成整体推力杆球铰芯轴。

进一步地，所述的左芯轴杆、右芯轴杆为对称结构的组件，形成左芯轴杆、右芯轴杆可互换的标准件。

本发明的优点在于：

本发明通过组合式球铰芯轴通过分别成型两个组件和3个部分，并通过组件配合方式将3部分组合起来，形成整体推力杆球铰芯轴，且选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割，使得球铰芯轴实现标准化和通用化，提高分零件生产规模，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的解体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图1和2可以看出，本发明涉及一种分段组合推力杆球铰芯轴制作方法，根据推力杆球铰芯轴的受力分析，将推力杆球铰芯轴分成三段，先分别制作成分体部件后，再通过组配方式紧固连接起来，形成完整的推力杆球铰芯轴。

所述的将推力杆球铰芯轴分成三段是根据推力杆球铰芯轴的径向受力情况，选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割，使得推力杆球铰芯轴分成左芯轴杆1、右芯轴杆2和芯轴球头3三部分，且左芯轴杆1、右芯轴杆2为对称结构的组件，形成左芯轴杆1、右芯轴杆2可互换的标准件；所述的芯轴球头3为中间带有凸起的鼓形球头。

所述的选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割是根据球铰芯轴的球头直径（a）、芯轴连接轴的厚度（b）和芯轴的孔距（c），进行受力分析，在芯轴的轴肩台4的中间位置上进行分割，以确保分割位置位于芯轴的轴肩台不容易出现失效的位置。

所述的在芯轴的轴肩台4上进行分割是将分割位置控制在芯轴的轴肩台4的范围内，并按照分割位置长度（g）位于芯轴的轴肩台外端部长度（e）和内端部长度（f）之间，满足e+k或f-k条件的范围设置，k为不同工序中保证连接强度确定的分割位置长度；且k=α(b+c/a)，α为应力系数，在0.1-0.8之间选取。

所述的分别制作成分体部件是将左芯轴杆1、右芯轴杆2和芯轴球头3三部分分别制作，其中左芯轴杆1和右芯轴杆2采用对称的标准件模式制作；芯轴球头3根据球铰刚度的需要单独进行制作。其中，左芯轴杆1、右芯轴杆2与芯轴球头连接的部位设置有轴杆子口5，在芯轴球头部分也设置有球头子口6，左芯轴杆1、右芯轴杆2与芯轴球头通过子口形成配合，以便准确定位；但也可以直接为平口连接。

所述的通过组配方式紧固连接起来是将左芯轴杆1、右芯轴杆2和芯轴球头3三部分通过焊接，或子口铆接后再焊接，紧固连接起来。或通过过盈配合直接压装在一起形成整体推力杆球铰芯轴。

实施例二

实施例二的原理与实施例一是一样的，只是结构上稍微有所不同，所述的一种分段组合推力杆球铰芯轴制作方法，根据推力杆球铰芯轴的受力分析，将推力杆球铰芯轴分成三段，先分别制作成分体部件后，再通过组配方式紧固连接起来，形成完整的推力杆球铰芯轴。

所述的将推力杆球铰芯轴分成三段是根据推力杆球铰芯轴的径向受力情况，选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割，使得推力杆球铰芯轴分成左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头三部分，且左芯轴杆、右芯轴杆为对称结构的组件，形成左芯轴杆、右芯轴杆可互换的标准件，便于批量生产；在需要不同变刚度的芯轴时，只需要更换芯轴球头组件即可。

所述的选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割是根据球铰芯轴的球头直径（a）、芯轴连接轴的厚度（b）和芯轴的孔距（c），进行受力分析，在芯轴的轴肩台上进行分割，以确保分割位置位于芯轴的轴肩台不容易出现失效的位置。

所述的在芯轴的轴肩台上进行分割是将分割位置控制在芯轴的轴肩台的范围内，并按照分割位置长度（g）位于芯轴的轴肩台外端部长度（e）和内端部长度（f）之间，满足e+k或f-k条件的范围设置，k为不同工序中保证连接强度确定的分割位置长度；且k=α(b+c/a)，α为应力系数，在0.2-0.6之间选取。

所述的分别制作成分体部件是将左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头三部分分别制作，其中左芯轴杆和右芯轴杆采用对称的标准件模式制作；芯轴球头根据球铰刚度的需要单独进行制作。

所述的通过组配方式紧固连接起来是将左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头三部分通过螺旋加焊接紧固连接起来，即在左芯轴杆、右芯轴杆和芯轴球头的一端设置螺孔，在相配的另一端设置螺杆，将螺杆的一端旋入螺孔的一端内，再通过焊接将螺杆连接处焊接起来，形成稳定结构。

上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，而且本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。同时，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

通过上述实施例的描述，可以得知，本发明还涉及一种按照上述分段组合推力杆球铰芯轴制作方法制作的分段组合推力杆球铰芯轴，包括芯轴球头和芯轴杆，芯轴杆分左芯轴杆和右芯轴杆，左芯轴杆和右芯轴杆对称布置在芯轴球头的两边，与芯轴球头连接在一起，形成推力杆球铰芯轴，其特征在于：推力杆球铰芯轴为三段组合结构件；芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆为分体制作的3个部件，芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆分体制作后，再组合起来形成推力杆球铰芯轴。

进一步地，所述的芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆3个部件按照推力杆球铰芯的轴肩部位受力最小的位置上进行分割；所述的在芯轴的轴肩台上进行分割是将分割位置控制在芯轴的轴肩台的范围内，并按照分割位置长度（g）位于芯轴的轴肩台外端部长度（e）和内端部长度（f）之间，满足e+k或f-k条件的范围设置，k为不同工序中保证连接强度确定的分割位置长度；且k=α(b+c/a)，α为应力系数，在0.1-0.8之间选取。

进一步地，所述的芯轴球头和左芯轴杆和右芯轴杆3个部件通过通过焊接，或子口铆接后再焊接，选择或螺旋加焊接紧固连接起来，或通过过盈配合直接压装在一起形成整体推力杆球铰芯轴。

进一步地，所述的左芯轴杆、右芯轴杆为对称结构的组件，形成左芯轴杆、右芯轴杆可互换的标准件。

本发明的优点在于：

本发明通过组合式球铰芯轴通过分别成型两个组件和3个部分，并通过组件配合方式将3部分组合起来，形成整体推力杆球铰芯轴，且选择在非应力集中，且不容易失效的推力杆球铰芯的轴肩部位的中间位置上进行分割，使得球铰芯轴实现标准化和通用化，提高分零件生产规模，降低生产成本。