一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊及其剛度調節方法
【專利摘要】一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊及其剛度調節方法，頂板上的頂齒與底板上的底齒相互錯開，且讓底齒的頂端高于頂齒的底端，橡膠層填充在頂板與底板之間，使得橡膠墊在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒、底齒和橡膠層都承受橫向或縱向的力的擠壓，從而提高橡膠墊的橫向和縱向的剛度。本發明中能通過調節頂齒、底齒的個數、寬度和高度，以及橡膠墊的寬度和高度來調節橡膠墊在橫向、縱向和垂向上的剛度，使得橡膠墊能適用于各種車輛，通用性強。
【專利說明】
一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊及其剛度調節方法
技術領域
[0001]本發明涉及軌道車輛用彈性緩沖裝置，具體涉及頂板和底板上設有環狀凸起的鋸齒的橡膠墊。
【背景技術】
[0002]客運專線、重載貨運、城市軌道運輸在中國最近幾年發展迅速。軌道車輛中所使用的橡膠墊及橡膠減振元件，具有良好的減振特性，緩和車輛和線路之間的各種相互作用，提供一定的橫向剛度，減小振動和沖擊，對于提高車輛平穩、安全的運行提供了保障。
[0003]橡膠墊通常用在軌道車輛轉向架的一系懸掛和二系懸掛，橡膠墊具有垂向減振功能，同時，為保證軌道車輛在直線上的運行速度和曲線通過性能，橡膠墊又要具有合適的縱向和橫向剛度要求。
[0004]現有的橡膠墊提供的橫向、縱向剛度主要以剪切的結構為主，其橫向、縱向的剛度大小主要通過調整橡膠層的厚度及膠料的硬度來實現的，由于受到空間尺寸和結構的限制，若要同時滿足較大縱、橫向剛度要求，或者滿足垂向與橫向剛度匹配時，現有結構很難實現。
[0005]通過國內檢索發現以下專利與本發明有相似之處:
申請號為201420455519.4，名稱為“軌道車輛用橡膠堆”的實用新型提供了一種軌道車輛用橡膠堆，包括:頂板(I)、隔板(2)、橡膠層(3)和底板(4)，橡膠堆由頂板(1)、隔板(2)、底板(4)和橡膠層(3)硫化而成，頂板、隔板和底板之間均為橡膠層，橡膠層(3)與頂板(1)、隔板(2)和底板(4)的接觸面的縱截面的形狀均為向上凸起的梯形。該實用新型的橡膠堆結構使得橡膠層在橡膠堆承受縱、橫向載荷時由單面受力變為三面受力即由單純的剪切變形變為剪切和壓縮的復合變形，提高了橡膠堆的縱、橫向剛度。在滿足橡膠堆垂向減振的同時，提高軌道車輛在直線上的運行速度和曲線通過性能。
[0006]雖然上述專利也是一種包括頂板、底板和橡膠層的橡膠墊，且頂板、底板和橡膠層也是硫化在一起的一個整體。但由于其頂板和底板中沒有頂齒和底齒的結構，也就沒有頂齒和底齒來承受橫向或縱向的擠壓的力，因此其結構以及調節橫向、縱向和垂向的剛度的方法也與本發明有很大的不同。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是:針對迅速發展的軌道交通行業中軌道車輛對橡膠墊所具有的橫向、縱向和垂向的剛度的要求越來越高，而提出一種能大幅度提高橫向和縱向剛度的橡膠墊，使得車輛能平穩、安全的運行。
[0008]針以上述問題，本發明提出的技術方案是:一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊的剛度調節方法，頂板上的頂齒與底板上的底齒相互錯開，且讓底齒的頂端高于頂齒的底端，橡膠層填充在頂板與底板之間，使得橡膠墊在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒、底齒和橡膠層都承受橫向或縱向的力的擠壓，從而提高橡膠墊的橫向和縱向的剛度;調節頂齒、底齒的個數和寬度都能調節橡膠墊的橫向和縱向的剛度，調節橡膠層的寬度也能調節橡膠墊的橫向和縱向的剛度;調節頂齒、底齒的個數和高度都能調節橡膠墊的垂向的剛度，調節橡膠層的高度也能調節橡膠墊的垂向的剛度。
[0009]進一步地，讓頂齒和底齒交錯分布，并將頂板、橡膠層和底板硫化成一個整體，使得橡膠墊在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒和底齒都承受橫向或縱向的力的擠壓，并使得橡膠層在承受擠壓變形時是產生剪切和壓縮的復合變形，從而提高橡膠墊在橫向和縱向的剛度。
[0010]進一步地，增加頂齒、底齒的個數和寬度都能增加橡膠墊的橫向和縱向的剛度，增加橡膠層的寬度則能減小橡膠墊的橫向和縱向的剛度。
[0011]進一步地，增加頂齒、底齒的個數和高度都能增加橡膠墊的垂向的剛度，增加橡膠層的高度則能減小橡膠墊的垂向的剛度。
[0012]進一步地，頂齒和底齒的頂端和底端都進行了倒角，橡膠層硫化在頂齒和底齒之間能使得橡膠墊受到橫向、縱向和垂向的力時，橡膠墊的剛度都能平緩的變化。
[0013]—種鋸齒形軌道車輛橡膠墊，橡膠墊包括頂板、底板和橡膠層，定位銷固定在底板上，頂板上還設有頂齒，底板上還設有底齒，頂板上的頂齒與底板上的底齒相互錯開;橡膠層填充在頂板與底板之間，且底齒的頂端高于頂齒的底端。
[0014]進一步地，頂齒固定在頂板的下方，底齒固定在底板的上方，頂齒和底齒為環狀的凸起。
[0015]進一步地，頂齒固定在頂板的下方，底齒固定在底板的上方，頂齒和底齒為柱狀或圓弧狀的凸起。
[0016]進一步地，頂齒和底齒的頂端和底端都設有倒角;橡膠層填充在頂板與底板之間，橡膠層與頂板和底板之間緊密貼合。
[0017]進一步地，橡膠層的內側和外側設有向內凹陷或向外凸出的圓弧邊。
[0018]本發明的優點是:
1.頂板上的頂齒與底板上的底齒相互錯開，且讓底齒的頂端高于頂齒的底端，使得橡膠墊在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒、底齒和橡膠層都承受橫向或縱向的力的擠壓，從而大幅度提高了橡膠墊的橫向和縱向的剛度。
[0019]2.軌道車輛中不同的車型對橫向和縱向的剛度的需求也不一樣，剛度過小難以確保車輛平穩、安全的行駛;剛度過大則車輛的緩沖、減振效果差;本發明中能通過調節頂齒、底齒的個數、寬度和高度，以及橡膠墊的寬度和高度來調節橡膠墊在橫向、縱向和垂向上的剛度，使得橡膠墊能適用于各種車輛，通用性強。
[0020]3.頂齒和底齒的頂端和底端都進行了倒角，橡膠層硫化在頂齒和底齒之間能使得橡膠墊受到橫向、縱向和垂向的力時，橡膠墊的剛度都能平緩的變化，不會產生剛度突變，從而提高橡膠墊的減振、降噪效果。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為實施例一的立體剖視圖；
圖2為實施例一的剖視圖；
圖3為實施例一中頂板的立體剖視圖； 圖4為實施例一中底板的立體剖視圖；
圖5為實施例一中橡膠層的立體剖視圖；
圖6為本發明的安裝示意圖；
圖7為實施例二中頂板的立體示意圖；
圖8為實施例一■中底板的立體不意圖；
圖9為實施例二中頂板和底板的立體拆分示意圖；
圖中:I橡膠墊、11頂板、111頂齒、12橡膠層、121圓弧邊、13底板、131底齒、132定位銷、2
鋼彈簧、3構架。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例和附圖對本發明做一步的描述:
實施例一
如圖1至圖5所示，橡膠墊I包括:頂板11、橡膠層12和底板13，頂板11的下方設有圓環狀凸起的頂齒111。定位銷132焊接在底板13上起安裝定位的作用，底板13的上方設有圓環狀凸起的底齒131。頂板11上的頂齒111與底板13上的底齒131交錯分布，橡膠層12硫化在頂板11與底板13之間，受到頂板11和底板13的形狀約束，橡膠層12為u字形環狀體與η字形環狀體交替無縫連接在一起的一個整體。橡膠層12的上端與頂板11嚙合，橡膠層12的下端與底板13嚙合，使得橡膠層12與頂板11和底板13之間緊密貼合。
[0023]如圖1、圖2和圖6所示，橡膠墊I通過底板13上的定位銷132安裝在構架3上，且橡膠墊I的上方安裝有鋼彈簧2。在橡膠墊I承受縱、橫向載荷時由于頂板11和底板13上存在的鋸齒狀的嚙合結構，橡膠層12在橫向和縱向單純的剪切變形變為剪切和壓縮的復合變形，大大提高了橡膠墊I的縱、橫向剛度。
[0024]如圖1和圖2所示，頂板11上的頂齒111與底板13上的底齒131相互錯開，且底齒131的頂端高于頂齒111的底端。橡膠層12填充在頂板11與底板13之間，使得橡膠墊I在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒111、底齒131和橡膠層12都會承受橫向或縱向的力的擠壓。由于頂齒111和底齒131是金屬制成的，其抵抗橫向或縱向的力的擠壓的能力很強，能大幅度提高橡膠墊I的橫向和縱向的剛度。
[0025]頂齒111和底齒131相互錯開，而且底齒131的頂端高于頂齒111的底端，因此，橡膠墊I在受到橫向或縱向的力的擠壓時，橡膠層12在橫向或縱向不會僅產生單純的剪切變形。而是橡膠層12受到頂齒111和底齒131的阻礙，會產生剪切和壓縮的復合變形，也提高了橡膠墊I的橫向和縱向的剛度。
[0026]如圖1、圖2和圖6所示，頂齒111和底齒131是金屬的剛性部件，其個數和寬度的增加會使得橡膠墊I在橫向和縱向的抗擠壓能力更強，會增加橡膠墊I的橫向和縱向的剛度。橡膠層12是彈性部件，其寬度的增加會得橡膠墊I在橫向和縱向的緩沖、抗振方面更強，會減小橡膠墊I的橫向和縱向的剛度。
[0027]與上述內容同理，增加頂齒111、底齒131的個數和高度都能增加橡膠墊I的垂向的剛度，增加橡膠層12的高度則能減小橡膠墊I的垂向的剛度。可以根據不同車型和工況來制造不同剛度的橡膠墊I，使得橡膠墊I能滿足各種車型的橫向、縱向和垂向的剛度需求。
[0028]如圖2、圖3、圖4和圖5所示，為了防止橡膠墊I中出現應力集中和剛度突變，齒和底齒131的頂端和底端都進行了倒角，倒角可以倒圓角或倒直角。另外橡膠層12硫化在頂齒111和底齒131之間，橡膠層12的內側和外側設有向內凹陷或向外凸出的圓弧邊121，能使得橡膠墊I受到橫向、縱向和垂向的力時，橡膠墊I的剛度都能平緩的變化，從而增強軌道車輛的減振、降噪性能。
[0029]實施例二
如圖7、圖8和圖9所示，與實施例一的主要不同結構在于，頂板11上的頂齒111以及底板13上的底齒131不是連續的環狀體，而是相互隔開的柱狀體。與實施例一的相同之處在于，頂齒111和底齒131仍然相互交錯分布，且底齒131的頂端高于頂齒111的底端，頂齒111和底齒131的頂端和底端也都進行了倒角。
[0030]也可以將實施例二中的柱狀體改為相互隔開的圓弧狀，還可以在實施例一中的橡膠層12上開孔來改變橡膠墊I的橫向、縱向和垂向的剛度。
[0031]很顯然，在不脫離本發明所述原理的前提下，作出的若干改進或修飾都應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊的剛度調節方法，其特征在于，頂板(11)上的頂齒(ill)與底板(13)上的底齒(131)相互錯開，且讓底齒(131)的頂端高于頂齒(111)的底端，橡膠層(12 )填充在頂板(11)與底板(13 )之間，使得橡膠墊(I)在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒(111)、底齒(131)和橡膠層(12)都承受橫向或縱向的力的擠壓，從而提高橡膠墊(I)的橫向和縱向的剛度； 調節頂齒(111)、底齒(131)的個數和寬度都能調節橡膠墊(I)的橫向和縱向的剛度，調節橡膠層(12)的寬度也能調節橡膠墊(I)的橫向和縱向的剛度； 調節頂齒(111)、底齒(131)的個數和高度都能調節橡膠墊(I)的垂向的剛度，調節橡膠層(12)的高度也能調節橡膠墊(I)的垂向的剛度。2.根據權利要求1所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊的剛度調節方法，其特征在于，讓頂齒(111)和底齒(131)交錯分布，并將頂板(11)、橡膠層(12)和底板(13)硫化成一個整體，使得橡膠墊(I)在受到橫向或縱向的力的擠壓時，頂齒(111)和底齒(131)都承受橫向或縱向的力的擠壓，并使得橡膠層(12)在承受擠壓變形時是產生剪切和壓縮的復合變形，從而提高橡膠墊(I)在橫向和縱向的剛度。3.根據權利要求1所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊的剛度調節方法，其特征在于，增加頂齒(111)、底齒(131)的個數和寬度都能增加橡膠墊(I)的橫向和縱向的剛度，增加橡膠層(12 )的寬度則能減小橡膠墊(I)的橫向和縱向的剛度。4.根據權利要求1所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊的剛度調節方法，其特征在于，增加頂齒(111)、底齒(131)的個數和高度都能增加橡膠墊(I)的垂向的剛度，增加橡膠層(12)的高度則能減小橡膠墊(I)的垂向的剛度。5.根據權利要求1至4中任意一條所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊的剛度調節方法，其特征在于，頂齒(111)和底齒(131)的頂端和底端都進行了倒角，橡膠層(12)硫化在頂齒(111)和底齒(131)之間能使得橡膠墊(I)受到橫向、縱向和垂向的力時，橡膠墊(I)的剛度都能平緩的變化。6.—種鋸齒形軌道車輛橡膠墊，橡膠墊(I)包括頂板(11)、底板(13)和橡膠層(12)，定位銷(132)固定在底板(13)上，其特征在于，頂板(11)上還設有頂齒(111)，底板(13)上還設有底齒(131)，頂板(11)上的頂齒(111)與底板(13)上的底齒(131)相互錯開;橡膠層(12)填充在頂板(11)與底板(13)之間，且底齒(131)的頂端高于頂齒(111)的底端。7.根據權利要求6所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊，其特征在于，頂齒(111)固定在頂板(11)的下方，底齒(131)固定在底板(13)的上方，頂齒(111)和底齒(131)為環狀的凸起。8.根據權利要求6所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊，其特征在于，頂齒(111)固定在頂板(11)的下方，底齒(131)固定在底板(13)的上方，頂齒(111)和底齒(131)為柱狀或圓弧狀的凸起。9.根據權利要求6所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊，其特征在于，頂齒(111)和底齒(131)的頂端和底端都設有倒角;橡膠層(12)填充在頂板(11)與底板(13)之間，橡膠層(12)與頂板(11)和底板(13)之間緊密貼合。10.根據權利要求6或9所述的一種鋸齒形軌道車輛橡膠墊，其特征在于，橡膠層(12)的內側和外側設有向內凹陷或向外凸出的圓弧邊(121)。
【文檔編號】F16F1/387GK106015419SQ201610400905
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】頡跟虎, 周承龍, 王振, 林立鈿, 馮萬盛, 林勝, 榮繼剛
【申請人】株洲時代新材料科技股份有限公司