一种内置动力吸振器的轨道车辆轴箱橡胶减振垫的制作方法

本发明属于轨道车辆用零部件技术领域，具体涉及一种内置动力吸振器的轨道车辆轴箱橡胶减振垫。

背景技术：

目前轨道交通车辆多以两轴转向架为主，客运车辆需满足更高的舒适性要求，其转向架多采用构架式两系悬挂结构，即分别是设置于轮对与构架侧梁端部之间一系悬挂(或称轴箱悬挂)装置及设置于构架与枕梁或车体之间的二系悬挂装置。悬挂装置起减振缓冲作用，决定了车辆运行平稳性、安全性。

运行中，轮轨之间产生动态载荷经由一系悬挂、构架、二系悬挂传递至车体。因此距离轮轨接触点越近的零部件，载荷传递路径越短，特别是处于一系悬挂装置之下的零件(如轮对、轴箱、轴承装置)——又称“簧下质量”，所受的振动冲击载荷显著大于一系悬挂之上的各零部件。处于“簧下”的各零部件故障率也明显高于其他零件。

现代轨道车辆不断向高速与重载方向发展，在车辆设计中必须解决随速度提高而增大的振动载荷，多采用更加复杂的悬挂系统或主动/半主动控制技术，增加了结构复杂程度，且存在控制系统稳定与可靠性问题。特别是对于高速车辆，虽然零件制造质量不断提高，但轮轴正常/异常载荷显著增大，难以避免的零部件疲劳失效不仅缩短零件使用寿命，更可能危机行车安全。如图1所示，对于现有的转臂式轴箱定位及一系悬挂装置，借助钢弹簧实现振动能量与弹性势能的不断交换，通过液压减振器和轴箱橡胶垫两个阻尼件不断消耗振动能量，但高频振动时减振器卸荷，仅靠传统橡胶垫难以有效抑制振动。当车辆不能维持良好的轮轨接触状态或合理的转向架参数配置时，常会引起轮轨载荷异常增大，整个轴箱定位及一系悬挂系统振动能量增加，极易诱发钢弹簧疲劳折断、减振器漏油、转臂轴箱盖螺栓松动/丢失等故障。并且，一个转向架内四个轴箱所产生的高频动态载荷存在互不一致的相位滞后，可导致构架高频扭转振动开裂；而且一系悬挂零件失效后，构架振动传递率增大，同时增大二系悬挂各零部件载荷，甚至影响车体平稳性和安全性。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种内置动力吸振器的轨道车辆轴箱橡胶减振垫，减轻轴箱悬挂装置垂向振动能量，减少钢弹簧、一系垂向减振器、轴箱螺栓等零件振动疲劳失效故障；减轻同一转向架四个轴箱的高频垂向振动，改善构架的扭转振动，提高构架疲劳可靠性；减轻轴箱悬挂装置横向振动能量，提高轮对横向稳定性，降低轮轨横向动态载荷，减轻磨耗。

本发明采用如下技术方案：

一种内置动力吸振器的轨道车辆轴箱橡胶减振垫，包括上垫板、下垫板、橡胶块、质量块，所述上垫板为金属圆环薄板，其上部设有垂向环形挡边，所述下垫板为金属圆环薄板，所述上垫板、下垫板之间的圆环区域内设有四块分离的橡胶块，所述四块橡胶块围成的中心区域内设有质量块。

进一步地，所述橡胶块为上垫板、下垫板之间的圆环区域中的一段弧形。

进一步地，所述质量块上下面高度低于橡胶块上下面高度。

进一步地，所述质量块上下面与橡胶块上下面之间经弧度过度。

进一步地，所述橡胶块与上垫板、下垫板及质量块之间经硫化相连。

进一步地，所述四块橡胶块在上垫板、下垫板之间的圆环区域中等距分布。

本发明的优点与效果为：

1、利用轴箱橡胶减振垫中部硫化的动力吸振质量块，减缓轴箱定位及一系悬挂的垂向、横向振动，提高其他悬挂零件疲劳可靠性，改善轮对横向稳定性。

2、改善构架四角各轴箱相位互不一致的高频振动，提高构架抗扭转疲劳可靠性。

3、不改变轴箱橡胶垫外形尺寸，能够适应现有轴箱定位装置的安装要求，且新造/改造成本低。

附图说明

图1为转向架整体组装结构示意图；

图2为轴箱悬挂结构示意图；

图3为现有轴箱橡胶减振垫示意图；

图4为本发明轴箱橡胶减振垫结构示意图；

图5为去掉上垫板的部分剖视图；

图6为本发明上垫板结构示意图；

图7为本发明下垫板结构示意图；

图8为本发明单块橡胶块结构示意图；

图9为本发明质量块示意图；

图10为本发明轴箱橡胶减振垫局部剖视图。

图中部件：1为上垫板、2为下垫板、3为挡边、4为第一橡胶块、5为第二橡胶块、6为第三橡胶块、7为第四橡胶块、8为质量块、9为钢弹簧、10为轴箱橡胶垫、11为转臂体、12为转臂节点、13为一系垂向减震器、14为减震橡胶。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步解释。

上、下金属垫板为圆环形平面金属薄板结构，下垫板为金属圆环薄板结构，安装时与转臂轴箱顶部平面接触；上垫板为金属圆环薄板加环形弹簧挡结构，安装时上平面与轴箱内、外圈组合使用的钢弹簧支撑圈平面接触，且以弹簧挡限制内、外圈弹簧位置而避免磕碰。上下垫板之间硫化了橡胶体，整体/分体橡胶体中部硫化安装有金属质量块用作动力吸振器。质量块与上、下垫板垂向方向留有一定空间，确保振动时不接触；质量块与橡胶块水平方向上硫化连接为一体，所述橡胶块与质量块连接处截面积逐渐变小，橡胶块与质量块连接面逐渐由上下垫板之间高度变为质量块高度，质量块上下面与橡胶块上下面之间经弧度过渡，橡胶块侧面截面积高度由上下垫板间的原始高度逐渐过渡到质量块的高度依靠橡胶块弹性变形提供质量块水平方向振动幅度空间。在轮对轴箱高频振动时，质量块发挥动力吸振作用，吸收垂向、横向振动能量，提高轴箱悬挂各零件的疲劳可靠性，提升轮对横向平稳性。四个橡胶块平均分布，分别与上下垫板硫化连接，之后中部圆环弧面与质量块硫化连接。

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