专利名称：一种轨道车辆转向架轴箱弹簧减振方法及轴箱弹簧的制作方法
技术领域：
本发明属于一种轨道车辆减振方法及部件，特别是指一种轨道车辆转向架用的 货车轴箱弹簧减振方法及轴箱弹簧，主要用于各种轨道车辆转向架用的橡胶弹性元
件中，同时也可以适用于工程机械等任何减振弹性连接的部位。
背景技术：
货车转向架上的轴箱簧是为了保证车辆运行平稳和安全而设置的，它安装在轴 箱与构架之间，起一系减振作用。
目前，国内所有车型的货车都采用金属圆钢簧作轴箱簧，而单独使用的金属圆 钢簧，其纵、横向刚度相同且较小，要实现轴箱簧纵、横向刚度的不同以及运行平 稳(特别是高速)所要求的较大纵向刚度是很难的，为此，通常情况是增设弹性轴 箱拉杆来提高纵向刚度，但这会带来转向架结构的较大变化和重量的显著增加。
采用金属橡胶复合锥形簧作轴箱簧在国外已相当普遍，但从实际运用的情况来 看，在垂向实现货车空载和满载两种工况下，要想通过现有的金属橡胶复合锥形簧 满足不同垂向刚度的要求是困难的；因此，车辆空载脱轨性能以及满载后垂向挠度 过大问题难以得到协调，另外，由于轴箱簧空载时的纵向刚度较小，车辆空载高速 稳定性难以保证。
发明内容
本发明的目的在于针对现有货车轴箱弹簧产品的不足，提供一种能进一歩改善 金属橡胶复合锥形簧性能，使之适应车辆空载脱轨性能以及满载后垂向挠度过大要 求的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法及轴箱弹簧。
根据本发明的目的所提出的技术实施方案是 一种轨道车辆转向架用的货车轴 箱弹簧减振方法，采用两级减振方式；轴箱弹簧为一个主簧和一个辅助弹簧组合形 成的复合轴箱弹簧；主簧仍采用现在的金属橡胶复合圆锥形簧；在主簧上面配套设 有一个剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧。剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧位于主簧之上，在主簧压縮与之接触时通过承受剪切力予以减振。轴箱弹簧的减振分为两级 减振，在垂向采用刚度串联方式实现空载与满载的不同刚度满足车辆运行对产品垂 向变刚度的要求，同时在纵、横向采用刚度并联方式实现空载和满载的较大纵、横 向刚度(特别是空载时)，以保证车辆高速运行的稳定性。复合轴箱弹簧首先为主簧 减振，在主簧减振压縮到一定位置时主簧与剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧接触， 再通过剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧与主簧一起联合进行减振。
根据上述轴箱弹簧减振方法所制作的轴箱弹簧是 一种轨道车辆转向架用的货 车轴箱弹簧，包括一个主簧，主簧为金属橡胶复合圆锥形簧，在主簧之上串接有一 个剪切型锥台橡胶堆辅助簧，由主簧和一个剪切型锥台橡胶堆辅助簧组合形成的复 合轴箱弹簧。所述的剪切型锥台橡胶堆辅助簧为锥形橡胶台状，包括一个上盖，一 个锥台橡胶堆和一个芯套，锥台橡胶堆分别与上盖和芯套整体硫化在一起，在芯套 内还镶嵌有一导向套，且在主簧的芯轴上有一突出轴，突出轴插入剪切型锥台橡胶 堆辅助簧的芯套上的导向套内，并可沿导向套上下滑动。在空载状态，主簧突出轴 的轴端与剪切型锥台橡胶堆辅助簧芯套及导向套有一个间隙，此间隙可以用于主簧 的初始压縮。
本发明采用主簧与辅助簧组合结构，利用橡胶体承担弹性减振功能，用于货车 转向架一系减振，并对构架垂向、纵向和横向提供柔性支撑和定位，在运行中传递 牵引力和制动力，减少振动、冲击，改善车辆运行品质。同时，由于产品结构可实 现纵、横向刚度的不同，减少了轴箱拉杆的配置，简化了转向架结构，减低了转向 架重量，加之橡胶与金属件为牢固的硫化粘合以及橡胶失效与金属失效的不同，产 品可靠性高，且在使用期间免维护。
图1为本发明的一个实施例的结构示意图2为本发明的一个实施例的结构示意K向视图3为本发明的垂向刚度曲线图；图4为本发明的纵、横向刚度曲线图。
图中l一辅助簧上盖；2—剪切型锥台橡胶堆辅助簧；3—芯套；4一主簧外套;
5 —主簧；6 —隔套；7 —主簧芯轴；8 —导向套；9一主簧芯轴突出轴；IO —突出轴的
轴端；ll一辅助簧锥台橡胶堆；12 —主簧锥形橡胶环。
具体实施例方式
附图给出了本发明的一个实施例，下面将结合附图对本发明作进一步描述。 从附图可以看出，本发明为一种轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法，
采用两级减振方式；轴箱弹簧为一个主簧和一个辅助簧组合形成的复合轴箱弹簧； 主簧仍采用现在的金属橡胶复合圆锥形簧；在主簧上面配套设有一个剪切型受力的 锥台橡胶堆辅助簧。剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧位于主簧之上，在主簧压縮与 之接触时通过承受剪切力予以减振。轴箱弹簧的减振分为两级减振，在垂向采用刚 度串联方式实现空载与满载的不同刚度满足车辆运行对产品垂向变刚度的要求，同 时在纵、横向采用刚度并联方式实现空载和满载的较大纵、横向刚度(特别是空载 时)，以保证车辆高速运行的稳定性。复合轴箱弹簧首先为主簧减振，在主簧减振压 縮到一定位置时主簧与剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧接触，再通过剪切型受力的 锥台橡胶堆辅助簧与主簧一起联合进行减振。
本发明所述的结构如附图1和2所示，从附图可以看出，本发明为一种轨道车 辆转向架用的货车轴箱弹簧，包括一个主簧5，主簧5为金属橡胶复合圆锥形簧，主 簧5采用多层锥状环形橡胶作减振材料，主簧5的锥状环形橡胶12与主簧外套4、 隔套6和主簧芯轴7硫化粘合，且在硫化成型时去除A夹角范围的橡胶，以保证纵、 横向刚度的不同。在主簧5之上串接有一个剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧2，由主 簧5和一个剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧2组合形成的复合轴箱弹簧。所述的剪 切型受力的锥台橡胶堆辅助簧2为锥形橡胶台状，包括一个辅助簧上盖l， 一个锥台 橡胶堆11和一个芯套3，剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧2的锥台橡胶堆11分别与 辅助簧上盖1和芯套3整体硫化在一起，在芯套3内还镶嵌有一导向套8，且在主簧芯轴7上有一突出轴9，突出轴9插入剪切型锥台橡胶堆辅助簧芯套3上的导向套8 内，并可沿导向套上下滑动。在空载状态，主簧芯轴7的突出轴9的轴端10与剪切 型锥台橡胶堆辅助簧芯套及导向套有一个间隙H，所述的间隙可以用于主簧的初始压 縮。主簧5与剪切型锥台橡胶堆辅助簧2机械连接，主簧芯轴7的突出轴9与剪切 型锥台橡胶堆辅助簧2的导向套8滑动配合。在各种载荷状态下，主簧上的隔套6 与剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧2的橡胶都不接触。
剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧2通过主簧5外套底孔与锥台橡胶堆辅助簧2 上盖机械连接成一体，且将主簧5芯轴与锥台橡胶堆辅助簧2芯套3滑动配合装配 在一起。试验结果表明在空载时，主簧与锥台橡胶堆辅助簧2垂向存在间隙H，在 垂向位移时(振动)，产品的垂向刚度完全由主簧提供(辅助簧影响极小)，并呈现 较小的刚度特征。但由于主簧芯轴7与锥台橡胶堆辅助簧2芯套3滑动配合，产品 纵、横向位移时(振动)，其纵、横向刚度由两者共同提供，产品的纵、横向刚度是 主、辅簧两者的并联之和，产品呈现较大的纵、横向刚度特征，满足了车辆空载稳 定运行的要求。
在满载时，主簧5与锥台橡胶堆辅助簧2垂向结合为一体(H间隙为零)，在垂 向位移时(振动)，产品的垂向刚度由锥台橡胶堆辅助簧2和锥台橡胶堆辅助簧2共 同提供，并呈现较大的刚度特征。而由于主簧芯轴7与锥台橡胶堆辅助簧2芯套3 配合在一起，产品纵、横向位移时(振动)，其纵、横向刚度由两者共同提供，且因 橡胶预压程度的加大，产品呈现较空载时更大的纵、横向刚度特征。从而实现了产 品满载时垂向刚度的明显提高(见图3)，同时，产品纵、横向刚度也相应提高到满 足车辆满载运行所需的程度(见图4)。产品纵、横向刚度的不同可以通过去除主簧 橡胶部分A夹角范围的各层橡胶来实现。
权利要求
1、一种轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法，其特征在于采用两级减振方式；轴箱弹簧为一个主簧和一个辅助簧组合形成的复合轴箱弹簧；主簧仍采用现在的金属橡胶复合圆锥形簧；在主簧上面配套设有一个剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧。剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧位于主簧之上，在主簧压缩与之接触时通过承受剪切力予以减振。
2、 如权利要求l所述的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法，其特征在 于所述的剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧位于主簧之上，在主簧压縮与之接触时 通过承受剪切力予以减振；复合轴箱弹簧首先为主簧减振，在主簧减振压縮到一定 位置时主簧与剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧接触，再通过剪切型受力的锥台橡胶 堆辅助簧与主簧一起联合进行减振。
3、 如权利要求l所述的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法，其特征在 于所述的轴箱弹簧的减振分为两级减振，在垂向采用刚度串联方式实现空载与满 载的不同刚度满足车辆运行对产品垂向变刚度的要求，同时在纵、横向采用刚度并 联方式实现空载和满载的较大纵、横向刚度，以保证车辆高速运行的稳定性。
4、 一种按照权利要求l所制作的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧，包括一个 主簧，主簧为金属橡胶复合圆锥形簧，其特征在于在主簧之上串接有一个剪切型 锥台橡胶堆辅助簧，由主簧和一个剪切型锥台橡胶堆辅助簧组合形成的复合轴箱弹 簧。
5、 如权利要求4所述的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧，其特征在于所述 的剪切型锥台橡胶堆辅助簧为锥形橡胶台状，包括一个上盖， 一个锥台橡胶堆和一 个芯套，锥台橡胶堆分别与上盖和芯套整体硫化在一起，在芯套内还镶嵌有一导向 套，且在主簧的芯轴上有一突出轴，突出轴插入剪切型锥台橡胶堆辅助簧的芯套上 的导向套内，并可沿导向套上下滑动。
6、 如权利要求4或5所述的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧，其特征在于 在空载状态，主簧突出轴的轴端与剪切型锥台橡胶堆辅助簧芯套及导向套有一个间隙。
7、如权利要求4或5所述的轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧，其特征在于 所述的主簧的锥状环形橡胶在硫化成型时去除A夹角范围的橡胶，以保证纵、横向 刚度的不同。
全文摘要
一种轨道车辆转向架用的货车轴箱弹簧减振方法及轴箱弹簧，采用两级减振方式；轴箱弹簧为一个主簧和一个辅助簧组合形成的复合轴箱弹簧；主簧仍采用现在的金属橡胶复合圆锥形簧；在主簧上面配套设有一个剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧。剪切型受力的锥台橡胶堆辅助簧位于主簧之上，在主簧压缩与之接触时通过承受剪切力予以减振。包括一个主簧，主簧为金属橡胶复合圆锥形簧，在主簧之上串接有一个剪切型锥台橡胶堆辅助簧，由主簧和一个剪切型锥台橡胶堆辅助簧组合形成的复合轴箱弹簧。本发明采用主簧与辅助簧组合结构，利用橡胶体承担弹性减振功能，并对构架垂向、纵向和横向提供柔性支撑和定位，在运行中传递牵引力和制动力，改善车辆运行品质。
文档编号F16F15/06GK101607562SQ20091004395
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者刘建勋, 张亚新, 王明显, 刚 程, 缪惠勇, 郭红锋 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司