一种具有保护功能的变刚度复合横向止挡

技术领域

本发明涉及一种复合横向止挡，具体涉及一种具有保护功能的变刚度复合横向止挡。

背景技术

复合橡胶止挡是一种常用的橡胶金属复合减振限位元件，结构上通常包括硫化成一体的底板、橡胶体和磨耗板，其广泛应用于各种减振限位场所，尤其是在轨道车辆的转向架中应用十分普遍，主要承担垂向载荷和剪切载荷。在使用过程中，为了承载垂向载荷，横向止挡必须满足大变刚度要求。同时，在轨道车辆的运行过程中，时常会产生车辆横移的情况，进而导致磨耗板从橡胶体脱落，甚至橡胶体从底板脱落，因此，有必要提高现有复合横向止挡的稳定性。

如申请人之前提出的申请号CN202110985131.X、名称为“一种具有较高稳定性的横向止挡”的发明申请，在磨耗板的底部处设置锥形凸台，使磨耗板与橡胶体之间形成倒扣，从而避免磨耗板从橡胶体脱落。但此方案不能做到避免橡胶体从底板脱落。

另如申请人之前提出的申请号CN201910806560.9、名称为“一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡”的发明专利，将磨耗板设置成T型结构，使其在橡胶体内部形成一个内凸台，橡胶变形后内凸台顶到底板形成硬止挡。但此结构既不能防止磨耗板和橡胶体脱落，也无法实现较大的变刚度。

另如申请人之前提出的申请号CN201911095413.1、名称为“提高轨道车辆横向止挡整体性能的方法及横向止挡”的发明专利，也是采用T型磨耗板和类似圆台型的橡胶体硫化成的横向止挡。虽然此结构能实现大的变刚度，但也不能防止磨耗板和橡胶体脱落。

可见，上述横向止挡虽然每个均能实现一定的效果，但是都无法同时满足防脱落和大变刚度，也无法进行整合，因此，需要有一种全新的结构能够实现上述全部功能。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种具有保护功能的变刚度复合横向止挡，在使用中既能防止磨耗板和橡胶体脱落，也能实现较大的变刚度。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种具有保护功能的变刚度复合横向止挡，包括底板、橡胶体、磨耗板和盖板，底板、橡胶体和磨耗板硫化成为整体，盖板组装在硫化后整体的底端中心处；其中磨耗板整体呈圆台状，橡胶体整体也呈圆台状，且橡胶体圆台中心沿轴线方向设有通孔，磨耗板位于橡胶体的通孔内；底板中心处也设有通孔，盖板安装在底板的通孔处；底板靠近其通孔的边缘处还设有阶梯孔，橡胶流进阶梯孔内形成防脱倒扣。圆台状磨耗板硫化到橡胶体后就算二者之间的粘接被分离开，磨耗板也不会从橡胶体中脱落；同时，与橡胶体本体连接的防脱倒扣又能防止橡胶体脱落。

进一步地，底板的阶梯孔为环向上均匀分布的四个，相应地，橡胶体的防脱倒扣也为均匀分布的四个。

进一步地，阶梯孔远离橡胶体本体的一端为大孔，靠近橡胶体本体的一端为小孔，小孔直径与大孔直径之比为0.5。

进一步地，防脱倒扣位于小孔处的直径与橡胶体本体底端外径之比为0.1~0.2，以便在达到跟换标准后防脱发挥作用。

进一步地，防脱倒扣和橡胶体本体接触的边缘与橡胶体本体底端外侧之间的距离与橡胶体本体底端的外径之比为0.1。

进一步地，磨耗板底部中心处设有朝下凸出的圆形止挡；橡胶体的通孔内侧壁设有朝中心凸出的挡圈，硫化后，圆形止挡位于挡圈内，且圆形止挡底部与挡圈之间分离。挡圈为磨耗板提供支撑，实现防脱、变刚度、三向限位的功能。

进一步地，挡圈高度与圆形止挡的高度之比为1.3~1.5，以便硬止挡功能作用前，挡圈的变刚度作用发挥。

进一步地，挡圈为下端开口大于上端开口的结构，内侧同一径向上的两条边之间的夹角为6°~10°，以便于模具出模。

进一步地，圆形止挡底端直径小于与磨耗板本体连接端的直径，外侧同一径向上的两条边之间的夹角为10°~15°，以方便模具出模。

进一步地，挡圈下端开口处的内径与圆形止挡底端处的外径之比为1.3~1.5，以避免挡圈被圆形止挡和盖板剪切导致寿命期前裂损。

进一步地，盖板中心处设有止挡孔，且止挡孔的直径大于圆形止挡的直径。当圆形止挡落入止挡孔后，实现三向止挡。

进一步地，止挡孔内径与圆形止挡底端外径之比为1.2。

进一步地，底板的通孔内设有环形凸台，盖板边缘设有环形台阶，环形台阶与环形凸台配合。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过将磨耗板设置正圆台状的结构，与橡胶体硫化成整体后，就不会从橡胶体中掉落；还通过在底板设置阶梯孔，橡胶体在阶梯孔处形成防脱倒扣，避免橡胶体脱落，保证了复合横向止挡的稳定性。

2.本发明通过在磨耗板底端设置圆形止挡，在盖板中心设置止挡孔，当垂向载荷较大，垂向位移增大后，圆形止挡落入止挡孔内，从而车辆的实现垂向、横向和纵向三向限位功能。

3.本发明通过在底部的盖板设计为组装式结构，可以自由更换，通过更换不同尺寸规格的盖板，可以自由调节变刚度的性能和三向限位的区间。通过增高底板的厚度，可以使得橡胶提前接触底板，从而提前实现变刚度。而通过增大或减小盖板止档孔的直径，可以调节横向止档的垂向和纵向的限位区间。从而大大扩充了横向止挡的适用范围。

附图说明

图1为实施例一横向止挡整体结构示意图；

图2为图1剖视示意图；

图3为图1仰视示意图；

图4为实施例一底板仰视示意图；

图5为实施例一盖板结构示意图；

图6为实施例一橡胶体结构示意图；

图7为图6剖视示意图；

图8为实施例一磨耗板结构示意图；

图中：1.底板，11.安装孔，12.阶梯孔，13.通孔，14.环形凸台，2.盖板，21.环形台阶，22.止挡孔，3.橡胶体，31.挡圈，32.防脱倒扣，33.橡胶体本体，4.磨耗板，41.定位孔，42.圆形止挡，43.磨耗板本体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例一

一种具有保护功能的变刚度复合横向止挡，如图1-图3所示，整体上包括底板1、橡胶体3、磨耗板4和盖板2，其中底板1、橡胶体3和磨耗板4硫化粘接成一体，盖板2组装在底板1中心处。为了避免使用过程中磨耗板4与橡胶体3分离脱落，将磨耗板4设计成圆台形状的结构，使磨耗板4被包围在橡胶体3的锥形空间内，就算磨耗板4与橡胶体3之间粘接失效，磨耗板4也不会掉出。

如图4所示，底板1边缘处设有安装孔11以将整个横向止挡安装在车辆，中心处设有通孔13，通孔13底部的边缘处设有环形凸台14。相应地，如图5所示，盖板2外侧周设有环形台阶21，盖板2组装到底板的通孔13后，环形台阶21与环形凸台14配合，对盖板2位置进行限定。

仍如图4所示，底板1环形凸台14的外边缘处设有阶梯孔12，本实施例中，阶梯孔12为均匀布置的四个，阶梯孔12靠近远离橡胶体3的一端为大孔、靠近橡胶体3的一端为小孔，小孔与大孔之间的直径比为1:2。硫化过程中，如图6所示，橡胶体3的橡胶进入阶梯孔12内形成防脱倒扣32，且如图7所示，防脱倒扣32位于小孔处的橡胶直径d与橡胶体本体33底端处的外径D之比为d：D=0.1~0.2，防脱倒扣32和橡胶体本体33接触的边缘与橡胶体本体33底端外侧之间的距离S与橡胶体本体33底端的外径D之比为s：D=0.1，以保证防脱倒扣32能够达到防止橡胶体3脱落的效果。

如图2和图8所示，磨耗板4顶部中心处设有定位孔41，以在硫化时对磨耗板4进行定位，磨耗板4底板中心处设有往下伸出的圆形止挡42，且圆形止挡42底端处的直径小于与磨耗板本体43连接端处的直径，其外侧同一径向上的两条边之间的夹角b为10°~15°，以使硫化后能够方便地出模。相应地，如图7所示，橡胶体3内部中心处设有台阶状的挡圈31，挡圈31为上端小下端大的喇叭口状结构，其内侧同一径向上的两条边之间的夹角a为6°~10°，也便于硫化后模具出模。挡圈31的高度A与圆形止挡42的高度B之比为A：B=1.3~1.5，以使横向止挡在达到硬止挡功能前，挡圈31的变刚度发生作用；挡圈31下端开口处的内径E与圆形止挡42底端处的外径F之比为E：F=1.3~1.5，以避免挡圈31被圆形止挡42和盖板2剪切导致其寿命期前裂损。同时，上述结构使得圆形止挡42底部与挡圈31底部之间相互分离，防止变形过程中橡胶体3堵住磨耗板4硬止挡的路径，也防止变形过程中撕裂橡胶。而且，如图5所示，盖板2中心处设有止挡孔22，当横向止挡大变形后，圆形止挡42落入止挡孔22内，实现三向限位功能。而圆形止挡42底部与底板1下端面之间的距离H为横向止挡的硬止挡间隙，可以根据车辆实际运行工况来选取。

如图7所示，橡胶体3顶部处的橡胶为坡度较小的斜面，侧面的橡胶为坡度较大的斜面，这样，在橡胶小位移时预留足够的橡胶变形空间，实现较小的轴向刚度，满足车辆运行需求。而当轴向变形达到一定程度时，挡圈31接触到盖板2，通过磨耗板4和盖板2挤压该部分橡胶，同时因为圆形止挡42阻碍了橡胶的变形空间，导致此时横向止挡的刚度急速增大，实现大变形下大刚度。随着轴向位移的进一步增大，圆形止挡42伸入止挡孔22内，与转向架构架梁接触，实现硬止挡功能，而且止挡孔22内径G与圆形止挡42底端外径F之比为G：F=1.2，同时在止挡孔22顶部和圆形止挡42底部都设计有倒角，配合圆形止挡42的锥形设计，进一步消除径向错位的影响。

同时，通过在底板1中心设置一个后续组装的盖板2，使得硫化过程中，挡圈31形成后能够很方便地脱模，而盖板2可以通过金属胶粘合在底板1上，当横向止挡被安装后，转向架和底板1将盖板2位置限定。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。