弹性定位套及其制造方法、轴箱定位装置、转向架与流程

[0001]
本公开实施例涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种弹性定位套、轴箱定位装置、适用于轨道车辆的转向架及弹性定位套的制造方法。


背景技术：

[0002]
在客车转向架中，其轴箱定位装置为导柱式结构，由弹簧支柱、导柱定位套、轴箱弹性定位套和橡胶缓冲垫等组成，它通过分别压装在弹簧支柱和支持环上的导柱定位套、轴箱弹性定位套间的相互制约，实现轴箱与构架在纵横方向的定位。
[0003]
弹性定位套是轴箱定位装置的重要部件，实现轮对与构架之间的弹性定位，在列车运行过程中，使轴箱相对于轮对在左右、前后方向在容许的间隙范围内有相对小的位移。相关技术中，客车提速后，由于车体晃动加剧，轴箱弹性定位套严重磨耗，某型转向架轴箱弹性定位套与导柱定位套的间隙设计为1～1.57mm，段修允许磨耗限度为2mm，而实际该间隙达7～8mm，个别可达10mm，使定位装置丧失了定位作用。
[0004]
目前客车转向架上采用的弹性定位套，弹性定位套是将外钢套和内钢套通过橡胶直接硫化在一起。由于橡胶与金属的热胀冷缩差别很大，硫化冷却后外套与橡胶的结合面存在较大收缩应力，使用中结合面会出现早期开胶现象，进而导致形成间隙，增加径向窜动量，导致弹性定位套存在开胶、撞击、磨损严重、使用寿命短等问题。
[0005]
因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
[0006]
需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。


技术实现要素：

[0007]
本公开实施例的目的在于提供一种弹性定位套、轴箱定位装置、适用于轨道车辆的转向架及弹性定位套的制造方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0008]
根据本公开实施例的第一方面，提供一种弹性定位套，包括内套、外套和弹性橡胶层，其中，所述外套是高分子材料外套；所述弹性橡胶层位于所述内套和所述高分子材料外套之间。
[0009]
在一个实施例中，所述弹性橡胶层由橡胶硫化到所述内套和所述高分子材料外套之间而形成。
[0010]
在一个实施例中，所述高分子材料外套的熔点≥200℃。
[0011]
在一个实施例中，所述高分子材料外套是尼龙外套或聚乙烯外套。
[0012]
在一个实施例中，所述弹性橡胶层的两端内凹。
[0013]
根据本公开实施例的第二方面，提供一种轴箱定位装置，该轴箱定位装置包括上述实施例所述的弹性定位套。
[0014]
根据本公开实施例的第三方面，提供一种适于轨道车辆的转向架，该转向架包括
上述实施例所述的轴箱定位装置。
[0015]
根据本公开实施例的第四方面，提供一种弹性定位套的制造方法，该方法包括：
[0016]
提供一内套和外套，所述外套是高分子材料外套；
[0017]
将橡胶硫化到所述内套和所述高分子材料外套之间形成弹性橡胶层。
[0018]
在一个实施例中，所述内套的内径小于装配尺寸，将橡胶硫化到所述内套和所述高分子材料外套之间形成弹性橡胶层的步骤之后，还包括：
[0019]
硫化冷却后，由内向外挤压所述弹性定位套，使所述内套的内径扩大至装配尺寸。
[0020]
在一个实施例中，由内向外挤压所述弹性定位套，使所述内套的内径扩大至装配尺寸的步骤之后，还包括：
[0021]
将所述高分子材料外套加工至装配尺寸。
[0022]
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0023]
本公开的实施例中，通过上述弹性定位套、轴箱定位装置、适用于轨道车辆的转向架及弹性定位套的制造方法，一方面，采用高分子材料外套，有利于减少外套与弹性橡胶层之间的内应力，防止弹性定位套开胶，提高弹性定位套的使用寿命；另一方面，弹性定位套采用高分子材料外套，由于外套与金属的低摩擦系数，减少导柱与弹性定位套和弹性定位套与定位座摩擦套之间撞击、磨损的发生，实现轴箱与构架在纵横方向的定位，不影响弹性定位套的主要功能，使弹性定位套的使用寿命增长，使用更安全可靠；再一方面，硫化后，由内向外挤压弹性定位套，使所述内套的内径扩大至装配尺寸，有利于进一步消除外套与弹性橡胶层之间的拉应力，形成压应力，进而防止弹性定位套开胶，提高弹性定位套的使用寿命。
附图说明
[0024]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
图1示出本公开示例性实施例中一个弹性定位套的结构示意图；
[0026]
图2示出本公开示例性实施例中一个弹性定位套的结构示意图；
[0027]
图3示出本公开示例性实施例中一个制造弹性定位套的流程图；
[0028]
图4示出本公开示例性实施例中一个扩孔工装的结构示意图。
具体实施方式
[0029]
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
[0030]
此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
[0031]
本示例实施方式中首先提供了一种弹性定位套。参考图1中所示，该弹性定位套可以包括弹性橡胶层1、外套2和内套3，其中，外套2是高分子材料外套；弹性橡胶层1位于内套3和高分子材料外套2之间。
[0032]
通过上述弹性定位套，一方面，采用高分子材料外套，有利于减少外套与弹性橡胶层之间的内应力，防止弹性定位套开胶，提高弹性定位套的使用寿命；另一方面，弹性定位套采用高分子材料外套，安装在轴箱定位装置中导柱和定位座摩擦套之间，承受径向冲击载荷，在一定外力下，产生足够大的变形，减少导柱与弹性定位套和弹性定位套与定位座摩擦套之间撞击、磨损的发生，实现轴箱与构架在纵横方向的定位，不影响弹性定位套的主要功能，使弹性定位套的使用寿命增长，使用更安全可靠。
[0033]
下面，将参考图1至图3对本示例实施方式中的上述弹性定位套的各个部分进行更详细的说明。
[0034]
在一个实施例中，弹性橡胶层1由橡胶硫化到内套3和高分子材料外套2之间而形成。内套3和外套2通过弹性橡胶层1的橡胶硫化连接形成弹性定位套。弹性橡胶层1的橡胶可以是天然橡胶，本公开实施例不做具体限定。内套3是钢套，更具体的，内套3可以是45号钢材质的钢套，以满足弹性定位套的硬度要求。在一个实施例中，参考图2中所示，弹性橡胶层1的两端内凹，有利于防止弹性橡胶层1两端因应力集中而损坏，提高弹性橡胶层1的使用寿命。
[0035]
在一个实施例中，高分子材料外套2可以是尼龙外套或聚乙烯外套。碳钢与橡胶的热胀冷缩的膨胀系数差别很大，外套是碳钢时会导致橡胶与金属结合面存在较大的拉应力，拉应力的存在降低了弹性定位套的使用寿命。高分子材料相比于碳钢，与橡胶的热胀冷缩的膨胀系数差别缩小，外套2是高分子材料外套时，有利于减少因硫化引起的外套与橡胶之间因热胀冷缩的不同导致的内应力，降低外套2与弹性橡胶层1之间的拉应力，防止弹性定位套开胶，提高弹性定位套的使用寿命。
[0036]
在一个实施例中，高分子材料外套2的熔点≥200℃。橡胶的硫化温度一般为140-155度，为了避免硫化过程中高分子材料外套2被熔化，高分子材料外套2的熔点大于橡胶的硫化温度。当高分子材料外套2是聚乙烯外套时，聚乙烯的熔点随着分子量的增大而提高，为了使聚乙烯的熔点大于橡胶的硫化温度，聚乙烯是超高分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯的粘均分子量大于150万。
[0037]
本示例实施方式中还提供了一种轴箱定位装置，该轴箱定位装置包括上述实施例所述的弹性定位套。
[0038]
本示例实施方式中还提供了一种适用于轨道车辆的转向架，该转向架包括上述实施例所述的轴箱定位装置。
[0039]
本示例实施方式中还提供了一种弹性定位套的制造方法，参考图3中所示，该方法包括：
[0040]
s101：提供一内套和外套，外套是高分子材料外套；
[0041]
s102：将橡胶硫化到内套和高分子材料外套之间形成弹性橡胶层。
[0042]
在一个实施例中，弹性橡胶层1由橡胶硫化到内套3和高分子材料外套2之间而形成，内套3和外套2通过弹性橡胶层1的橡胶硫化连接而形成一个完整的弹性定位套结构。
[0043]
在一个实施例中，内套的内径小于装配尺寸，将橡胶硫化到内套和高分子材料外
套之间形成弹性橡胶层的步骤之后，该方法还包括：
[0044]
s103：硫化冷却后，由内向外挤压弹性定位套，使内套的内径扩大至装配尺寸。
[0045]
具体的，内套3和外套2通过弹性橡胶层1的橡胶硫化连接形成弹性定位套的初始尺寸小于装配尺寸，即弹性定位套的初始内径小于弹性定位套装配至轴箱定位装置时所需的内径。硫化冷却后，可以是冷却至常温时，采用图4中所示的扩孔工装对弹性定位套进行扩孔，使弹性定位套由初始尺寸扩大至配装尺寸。扩孔工装总体呈圆柱状，且圆柱状扩孔工装的尺寸与弹性定位套的装配尺寸匹配。扩孔工装的至少一端沿向端口的方向上逐渐收缩，以便于将扩孔工装插入弹性定位套的内套中，对弹性定位套由内向外进行挤压，进一步消除外套2与弹性橡胶层1之间的拉应力，形成压应力，进而防止弹性定位套开胶，提高弹性定位套的使用寿命。
[0046]
在一个实施例中，由内向外挤压弹性定位套，使内套的内径扩大至装配尺寸的步骤之后，该方法还包括：
[0047]
s104：将高分子材料外套加工至装配尺寸。
[0048]
具体的，硫化后，高分子材料外套2的尺寸不稳定，扩孔的过程中也可能改变高分子材料外套2的形状，可以待完成扩孔工艺之后，再通过机械切削或磨削等方式将高分子材料外套2加工到需要的装配尺寸。使用时，将弹性定位套安装在轴箱定位装置中导柱和定位座摩擦套之间即可。经过测试，本公开实施例中的弹性定位套的使用范围至少包括：温度-35℃～+45℃；产品载荷为：径向动载荷0-10kn、轴向动载荷0-4kn。
[0049]
需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。
[0050]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0051]
在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[0052]
在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0053]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示
例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0054]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。