一种地铁车辆一系橡胶弹簧的制作方法

本发明涉轨道交通，具体涉及一种地铁车辆一系橡胶弹簧。

背景技术：

1、轨道交通车辆的转向架中的一系弹簧通常是采用螺旋压缩弹簧，螺旋压缩弹簧安装在轴箱内，转向架的构架压在螺旋压缩弹簧上，构架安装位置高于轴箱位置。

2、由于地铁车辆的车厢地板高度比一般轨道交通车辆低，这就要求降低转向架构架的高度。如果一系弹簧还是采用常用的螺旋压缩弹簧，则要降低转向架构架中间轴箱位置的高度，构架需要采用两端高、中间低的飞翼结构，这样形状的构架结构复杂，制造成本高。

3、另外为了提高乘客的舒适性，需要降低地铁车辆的垂向刚度，由于地铁车辆垂向的下降高度受到限制，这就要求地铁车辆的一系弹簧具有变刚度性能。因此有必要对地铁车辆一系弹簧进行改进，以降低地铁车辆转向架构架的高度、简化构架的结构，同时使一系弹簧具有变刚度性能。

4、经专利检索，与本技术有一定关系的主要有以下专利：

5、1、申请号为“201810103421.5”、申请日为“2018.02.01”、公开号为“cn108099937a”、公开日为“2018.06.01”、名称为“一种地铁轨道工程车辆电传动转向架构架”、申请人为“株洲时代电子技术有限公司”的中国发明专利，该发明专利公开了一种地铁轨道工程车辆电传动转向架构架，转向架构架采用h型整体焊接结构，并包括：两根平行于车辆走行方向，并相对布置的侧梁；固定连接于两根侧梁之间，端部贯穿侧梁的至少两根横梁；布置于侧梁上的轴箱关节安装座、弹簧座、起吊座和橡胶弹簧安装座；布置于横梁上的横向减震器安装座、齿轮箱及横向止挡安装座、电机安装座、制动管支座、单元制动器安装座、纵向梁和牵引起吊止挡。该专利中的轴箱弹簧35是采用螺旋压缩弹簧，其侧梁1是采用结构复杂的飞翼结构。

6、2、申请号为“201811044001.0”、申请日为“2018.09.07”、公开号为“cn109109896a”、公开日为“2019.01.01”、名称为“一种地铁工程车新型转向架”、申请人为“中车山东机车车辆有限公司”的中国发明专利，该发明专利公开了一种地铁工程车新型转向架，包括构架组成、轮对组成、悬挂减振系统、轴箱总成和闸瓦制动装置，其中：所述构架组成包括侧梁和横梁；所述悬挂减振系统包括利诺尔减振器和垂向油压减振器；所述轴箱总成包括前盖、轴箱组成和轴承；所述轮对组成包括车轴和车轮；所述闸瓦制动装置包括制动拉杆、固定杠杆、活动杠杆和制动梁。该专利中的一系弹簧是由内圆弹簧16和外圆弹簧17组合而成，其构架1也是采用结构复杂的飞翼结构。

7、3、申请号为“202010180607.8”、申请日为“2020.03.16”、公开号为“cn111301472a”、公开日为“2020.06.19”、名称为“一种地铁转向架”、申请人为“邹源”的中国发明专利，该发明专利涉及轨道交通技术领域，且公开了一种地铁转向架，包括两个构架，两个构架靠近面的中部螺纹安装有安装横板，所述两个构架的中部贯穿固定套接有两根连接横梁，所述两个构架之间位于连接横梁底部的位置固定安装有加强横梁，所述垫块的底面固定安装有一系悬挂结构，所述一系悬挂结构包括外套筒，所述外套筒的内部活动套接有橡胶弹簧，所述橡胶弹簧的内部活动套接有内套筒，所述构架顶面的中部固定安装有二系悬挂结构，所述两个构架对应的基座之间活动安装有轮对，所述加强横梁的正面和背面呈对称活动安装有制动安全半轮，横梁和制动安全半轮的设计可以增加转向架的承载力，一系悬挂系统的设计保证了正常的工作。该专利中的一系弹簧包括一系悬挂结构7和辅助减震弹簧12，其中的橡胶弹簧72和辅助减震弹簧12都是螺旋弹簧，其构架1也是采用结构复杂的飞翼结构。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种地铁车辆一系橡胶弹簧。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种地铁车辆一系橡胶弹簧。一系橡胶弹簧为蘑菇形，包括圆柱形的基体，在基体的一端设置有弧形顶盖，沿顶盖和基体的中心轴设置有轴孔。这种一系橡胶弹簧结构尺寸小、重量轻，具有用来安装构架的吊杆能够穿过的轴孔，使得构架能够以吊挂的方式安装在轴箱上，以降低构架和车厢地板的高度，同时构架可以采用平直的方钢管或工字钢，简化了构架结构，降低成本。

3、进一步地，由内筒、橡胶体及外套组成，内筒为管状，外套包括：管状的筒体及设置在筒体一端的圆盘形筒盖，内筒同轴设置在外套内，在内筒与外套之间填充橡胶体，橡胶体在筒盖上的部分为弧形的自由面一，橡胶体另一端为自由面二。利用内筒及外套包裹橡胶体，用来控制一系橡胶弹簧的垂向刚度和径向刚度，以满足对一系橡胶弹簧的刚度要求。由于橡胶体一端具有较大的弧形自由面一，在小载荷时，橡胶体的应力小、但应变较大，具有较低的刚度，以提供柔性的垂向性能；随着载荷的增加，压盖与弧形的自由面一的接触面积增大，压缩一系橡胶弹簧所需要的压力越来越大，从而使得一系橡胶弹簧具有越来越大的垂向刚度，具有变刚度性能，以满足地铁车辆的减振要求。

4、进一步地，内筒和外套采用金属材料或硬质的高分子材料，橡胶体通过硫化的方式与内筒及外套一体成型。使得内筒和外套与橡胶体牢固结合，提高一系橡胶弹簧的可靠性和使用寿命。

5、进一步地，自由面一为球面，自由面一曲率半径在50～400mm范围内，自由面一外径与橡胶体内孔直径之比在1.5～3倍范围内。通过调整自由面一曲率半径和自由面一外径与橡胶体内孔直径，以获得满足地铁车辆的减振要求的垂向刚度和径向刚度。

6、进一步地，自由面一通过弧形槽一与内筒连接，弧形槽一曲率半径在5～15mm范围内，弧形槽一圆心角在120°～180°范围内。通过设置弧形槽一，能够减少或避免自由面一与内筒连接处产生应力集中，防止橡胶体与内筒连接处开裂分离。

7、进一步地，自由面二与外套连接处设置有圆筒形的附着层。以增大橡胶体与外套之间的接触面积和附着力。

8、进一步地，附着层厚度在1～3mm范围内，附着层高度在5～10mm范围内。这样的附着层既可以增大橡胶体与外套之间的附着力，又能够减少橡胶原料。

9、进一步地，自由面二通过弧形槽二与附着层连接，弧形槽二曲率半径在10～20mm范围内，弧形槽二圆心角在120°～180°范围内。通过设置弧形槽二能够减少或避免自由面二与附着层连接处产生应力集中，防止橡胶体开裂。

10、进一步地，自由面二通过弧形槽三与内筒连接，弧形槽三曲率半径在5～15mm范围内，弧形槽三圆心角在120°～180°范围内。通过设置弧形槽三，能够减少或避免自由面二与内筒连接处产生应力集中，防止橡胶体与内筒连接处开裂分离。

11、进一步地，筒盖上设置有多个螺栓孔，在橡胶体上与螺栓孔的对应位置设置有圆柱面。以便用螺栓将一系橡胶弹簧安装在轴箱上。

12、本发明的有益效果为：采用由内筒、橡胶体及外套组成的一系橡胶弹簧，使得构架能够以吊挂的方式安装在轴箱上，以降低构架和车厢地板的高度。同时构架可以采用平直的方钢管或工字钢，简化了构架结构，降低成本。橡胶体具有弧形的自由面，从而使得一系橡胶弹簧具有垂向的变刚度，以满足地铁车辆的减振要求。