一种带凸台的弧形垂向止挡的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机车上用的缓冲装置，具体涉及一种缓冲机车一系悬挂系统的垂向止挡。
【背景技术】
[0002]目前，铁路机车制造过程中，广泛采用了弹簧装置进行承载和减振，弹簧作为机车的关键部件，其对车辆的动力学性能和运行品质有着重要的影响。随着铁路提速、重载战略的实施，因弹簧断裂而影响机车运行性能的故障逐渐增多，机车运行的稳定性变差，给行车安全造成了隐患。
[0003]机车轴箱正上方的钢弹簧是转向架的主要零部件之一，钢弹簧承受转向架构架以上的机车重量。钢弹簧传递垂向力的刚度称为一系悬挂的垂向刚度，另外，一系悬挂中还有纵向刚度和横向刚度传递到转向架构架。一系悬挂的垂向刚度、纵向刚度和横向刚度要选择恰当，机车才能具有良好的动力学性能。
[0004]钢弹簧是在复杂且载荷不断变化的环境下工作，在一系悬挂的垂向、纵向和横向的力中，不断变化的垂向的压力是让钢弹簧产生金属疲劳的主要原因。机车运行时的振动以及载荷的变化等都会使钢弹簧承受变化的垂向的压力，这种变化的垂向的压力经过长时间累积会使钢弹簧局部产生金属疲劳，从而使得钢弹簧局部产生微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展，最终导致钢弹簧局部断裂失效。
[0005]为防止钢弹簧断裂，除了改善制造钢弹簧本身的工艺和材料外，还可以在一系悬挂系统中增加弹性缓冲装置，来减小钢弹簧承受的垂向载荷，降低机车运行过程中钢弹簧产生的金属疲劳，从而防止钢弹簧断裂。
[0006]虽然现在有的机车上增加了橡胶块作为垂向止挡来缓冲一系悬挂的垂向压力，但其形状和材料都单一，因此缺少变刚度且对于刚度的调节很有限。而变刚度对于防止钢弹簧断裂和机车上旅客的舒适度都是有很大影响的:垂向止挡的变刚度的幅度过大，则机车的抗振性能差，旅客的舒适度也就差；垂向止挡的变刚度的幅度过小，虽然抗振性能更好但不能很好的分担钢弹簧承受的垂向载荷，也就难以防止钢弹簧断裂。
[0007]因此如何使垂向止挡具有合适的变刚度和刚度，让机车在不降低旅客舒适度的前提下能有效的防止钢弹簧断裂，从而满足人们对机车越来越高的要求，同时也让铁路提速、重载战略能更顺利的实施，还需进一步研究。
[0008]通过国内检索发现以下专利与本实用新型有相似之处:
[0009]申请号为201420559352.6，名称为“一种轨道车辆转向架及其单拉杆式一系悬挂结构”的实用新型公开了一种轨道车辆转向架及其单拉杆式一系悬挂结构，单拉杆式一系悬挂结构包括构架、轴箱、一系弹簧和一系垂向止挡，构架上设置有导槽及第一定位孔；轴箱上设有止挡安装台；一系弹簧包括一系弹簧座和钢弹簧组，一系弹簧座的一端具有限位于第一定位孔内的限位凸起，另一端具有止挡导柱；还包括设置在上盖板和一系弹簧座之间的第一缓冲垫，其外套于限位凸起；第二缓冲垫，轴箱靠近上盖板的端面上设置有安装槽，第二缓冲垫设置在安装槽内，钢弹簧组的一端与一系弹簧座相抵，另一端与第二缓冲垫相抵。此实用新型通过第一缓冲垫和第二缓冲垫能够缓冲一系弹簧受到的冲击力，从而缓冲一系弹簧发生的垂向振动，进而提高了一系弹簧的使用寿命。
[0010]申请号为201020542266.6，名称为“轨道车辆一系弹性定位装置”的实用新型公开了一种轨道车辆一系弹性定位装置，采取轴箱弹性定位结合一系垂向止挡的复合型结构，以优化轴箱定位刚度和保证转向架具有高临界失稳速度。在一系垂向弹簧装置中增加弹性缓冲止挡，以避免一系垂向载荷过大时、或是一系减振部件失效时针对轮对、轴箱等部位形成较大的刚性冲击。一系弹性定位装置设置在转向架构架与车轮轴垂向之间，包括有转臂式轴箱体、以及设置于轴箱体顶端的一系弹簧装置。轴箱体的一端通过橡胶弹性节点安装于构架，其另一端通过一垂向减振器与构架连接。所述的一系弹簧装置，具有上夹板和下夹板，以及在上夹板和下夹板之间压紧安装的双卷螺旋弹簧。在双卷螺旋弹簧的内圈、上夹板底部通过整体硫化工艺而连接一橡胶止挡。
[0011]申请号为200820186834.6，名称为“轨道车辆转向架一系悬挂弹簧机构”的实用新型公开了一种轨道车辆转向架一系悬挂弹簧机构，包括同心相套的内、外弹簧以及弹簧上、下定位座，弹簧上定位座与转向架构架相连，弹簧下定位座与转向架定位转臂相连，具有一个固定在弹簧下定位座上且与弹簧同轴安装的弹性挡块，未加载荷时该弹性挡块到弹簧上定位座的距离与该弹性挡块最大压缩变形的距离之和小于弹簧最大压缩变形的距离。当车辆超载或动载荷过大时，弹性挡块可缓冲垂向压力，避免弹簧压死或碰撞而导致弹簧断裂，从而提高弹簧的垂向刚度和延长弹簧的使用寿命。当弹簧意外断裂时，该弹性挡块可以作为安全支撑，保证轨道车辆的行驶安全。
[0012]上述专利虽然都有装在钢弹簧内的弹性缓冲装置，但上述弹性缓冲装置的结构简单不能实现变刚度，且刚度的调节也会受到其本身结构的限制。在申请号为201420559352.6的专利中提到“通过第一缓冲垫和第二缓冲垫能够缓冲一系弹簧受到的冲击力，从而缓冲一系弹簧发生的垂向振动，进而提高了一系弹簧的使用寿命”。在申请号为201020542266.6的专利中提到“在一系垂向弹簧装置中增加弹性缓冲止挡，以避免一系垂向载荷过大时、或是一系减振部件失效时针对轮对、轴箱等部位形成较大的刚性冲击”。而在申请号为200820186834.6的专利中提到“当弹簧意外断裂时，该弹性挡块可以作为安全支撑，保证轨道车辆的行驶安全”。由此可见，上述专利中的各种弹性缓冲装置由于没有调节变刚度的结构，且其结构简单使得刚度的调节也受限制，因此难以有效的降低钢弹簧的金属疲劳，仍难以大幅度提高钢弹簧的抗断裂的能力，所以如何更为有效的防止钢弹簧断裂还需进一步探究。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型要解决的技术问题是:针对机车运行时的载荷的变化以及振动等都会使钢弹簧承受变化的垂向的压力，而变化的垂向的压力经过长时间累积会使钢弹簧局部产生金属疲劳，从而使得钢弹簧局部产生微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展，最终导致钢弹簧局部断裂，而提出在钢弹簧中安装垂向止挡来防止钢弹簧断裂。
[0014]针对上述问题，本实用新型提出的技术方案是:一种带凸台的弧形垂向止挡，垂向止挡位于钢弹簧中，垂向止挡包括橡胶主体、橡胶凸台和底座；橡胶主体上方设有橡胶凸台，橡胶主体上设有环形平直段和环形圆弧段；橡胶凸台与橡胶主体通过环形圆弧段连接，主体外侧的纵截面为圆弧形；橡胶主体的下端嵌有底座，底座的下端设有凹孔；橡胶主体、橡胶凸台和底座是一个整体。
[0015]进一步地，橡胶凸台为圆台状，橡胶凸台包括凸台顶部和凸台外侧，凸台顶部的直径为15mm-50mm，橡胶凸台的高度为6mm-30mm，凸台顶部与凸台外侧之间的夹角为100度-150度。
[0016]进一步地，橡胶主体的上端设有环形平直段，环形平直段与橡胶凸台的底部通过一段环形圆弧段连接，环形平直段与水平面的夹角为135度-165度。
[0017]进一步地，橡胶主体上的环形平直段与主体外侧通过一段环形圆弧段连接，且所述环形圆弧段与主体外侧交界处的直径为75mm-85mm。
[0018]进一步地，主体外侧的纵截面为:向内侧凹陷的圆弧形或向外侧凸起的圆弧形；主体外侧的下端与底座连接。
[0019]进一步地，主体外侧的纵截面为向内侧凹陷的圆弧形，主体外侧凹陷处的直径为60mm-70mmo
[0020]进一步地，主体外侧的纵截面为向外侧凸起的圆弧形，主体外侧凸起处的直径为80mm-90mmo
[0021]进一步地，底座为回转体，底座包括底座主体和底座凸边；底座主体上端的厚度小于底座主体下端的厚度，底座主体的外侧的中间部位设有底座凸边，底座凸边向外侧凸出；底座的高度为30