一种一系悬挂装置的横向和纵向刚度调节方法及结构转让专利
申请号 : CN202010037547.4
文献号 : CN111038545B
文献日 : 2021-03-12
发明人 : 李刚 , 杨哲 , 李东阁 , 孙海燕 , 兰加标
申请人 : 株洲时代瑞唯减振装备有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种一系悬挂装置的横向和纵向刚度调节结构,其特征在于,一系悬挂装置包括底座、顶板、锥形弹簧和限位止挡,锥形弹簧内开有空腔,底座和顶板之间沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧,每个锥形弹簧的空腔中都设置有限位止挡,且限位止挡的下端与底座连接,轴箱上设有轴箱座,底座安装在轴箱座中,转向架下端开有止挡孔,每个锥形弹簧的上端还穿过顶板伸入到转向架的止挡孔中,当转向架相对于轴箱在横向方向或纵向方向上产生相对移动,且限位止挡与锥形弹簧的内侧相顶时,一系悬挂装置会产生变刚度;锥形弹簧包括橡胶体、芯轴和外套,橡胶体内嵌有环形的隔板,橡胶体上端内侧与芯轴的外侧连接,橡胶体下端外侧与外套的内侧连接;芯轴包括轴柄和轴体,轴柄一体成型在轴体上方;
底座包括底板、外壳和桥接部,外壳和桥接部一体成型在底板的外侧,桥接部的两侧各设置有一个外壳,外壳和桥接部无缝连接在一起,其横截面为8字形;锥形弹簧内开有空腔是指:在芯轴、橡胶体和外套的中部都开有相互连通的空腔;限位止挡的下端卡合在底座中,限位止挡的上端延伸到芯轴中部开的空腔内;限位止挡包括止挡座和止挡杆,止挡杆一体成型在止挡座上方;止挡座的垂向截面为“凸”字形截面,止挡座的下端为下座阶,止挡座的上端为上座阶,底板上开有与止挡座形状和大小匹配的底安装孔;限位止挡的下端卡合在底座中是指:限位止挡的止挡座卡合在底板的底安装孔中,使得下座阶与底板在垂向方向上相顶。
2.根据权利要求1所述的一种一系悬挂装置的横向和纵向刚度调节结构,其特征在于,底座中沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧,锥形弹簧的外套的外侧与底座的外壳的内侧贴紧,使得锥形弹簧下端过盈配合安装在底座中;顶板上开有轴安装孔,芯轴的轴柄穿过顶板的轴安装孔伸入到转向架的止挡孔中,轴柄与止挡孔间隙配合安装。
3.根据权利要求1所述的一种一系悬挂装置的横向和纵向刚度调节结构,其特征在于,轴体包括轴柱体和轴锥体,轴锥体一体成型在轴柱体的下端,轴柱体为圆柱状,轴锥体为倒锥状;外套包括套管体、套锥体和套凹槽,套锥体一体成型在套管体与套凹槽之间,套管体为圆管状,套锥体的内侧上端的直径大于套锥体内侧下端的直径,套凹槽为外套下端向内侧凹陷的凹槽;橡胶体上端内侧与芯轴的外侧连接是指:橡胶体上端内侧与轴锥体外侧连接;橡胶体下端外侧与外套的内侧连接是指:橡胶体下端外侧与外套的套管体和套锥体内侧连接。
4.根据权利要求1所述的一种一系悬挂装置的横向和纵向刚度调节结构来实现的刚度调节方法,其特征在于,一系悬挂装置包括底座、顶板、锥形弹簧和限位止挡,将两个锥形弹簧并排安装在顶板与底座之间,并将锥形弹簧的上端穿过顶板伸入到转向架中,且将底座安装在轴箱顶部;在锥形弹簧内开设空腔,在底座上安装限位止挡,使限位止挡伸入到空腔中,使得转向架相对于轴箱在横向方向或纵向方向上产生相对移动,且限位止挡与锥形弹簧的内侧相顶时,一系悬挂装置能产生变刚度。
5.根据权利要求4所述的刚度调节方法,其特征在于,锥形弹簧包括橡胶体、芯轴和外套,在芯轴、橡胶体和外套的中部开设相互连通的空腔,将限位止挡的下端卡合在底座中,并将限位止挡的上端延伸到芯轴中部开的空腔内,通过调节限位止挡与芯轴内侧的横向方向和纵向方向的间距来调节一系悬挂装置的横向方向和纵向方向的刚度。
6.根据权利要求5所述的刚度调节方法,其特征在于,将芯轴下端外侧和外套上端内侧设置成倒锥状,且让橡胶体上端内侧与芯轴下端外侧连接,橡胶体下端外侧与外套的上端内侧连接;通过调节芯轴下端外侧和外套的上端内侧的锥度,以及调节橡胶体的厚度都能调节一系悬挂装置的横向方向和纵向方向的刚度。
7.根据权利要求6所述的刚度调节方法,其特征在于,在橡胶体内设置倒锥状空心的隔板,通过调节隔板与芯轴外侧的间距,或隔板与外套内侧的间距,或相邻隔板之间的间距,以及调节隔板的锥度、厚度和个数都能调节一系悬挂装置的横向方向和纵向方向的刚度。
说明书 :
一种一系悬挂装置的横向和纵向刚度调节方法及结构
技术领域
背景技术
幅提高该型转向架的转弯机动性和灵活性。此外,该类型转向架也最大限度满足了转向架
轻量化的设计需求。为了适应欧洲一些国家多山、多弯道的地理环境,车辆行驶过程中经常
需要进行较小的转弯,这就需要车辆具有很强的小曲率半径通过能力。
一些欧洲国家的地理环境。
种复杂技术要求难度大。锥形弹簧在垂向、横向、纵向三个方向的刚度都会太小,而难以达
到车辆行驶对刚度的实际要求,车辆行驶会存在安全隐患。
发明内容
和顶板之间沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧,每个锥形弹簧的空腔中都设置有限位止
挡,且限位止挡的下端与底座连接,轴箱上设有轴箱座,底座安装在轴箱座中,转向架下端
开有止挡孔,每个锥形弹簧的上端还穿过顶板伸入到转向架的止挡孔中,当转向架相对于
轴箱在横向方向或纵向方向上产生相对移动,且限位止挡与锥形弹簧的内侧相顶时,一系
悬挂装置会产生变刚度。
一体成型在轴体上方;底座包括底板、外壳和桥接部,外壳和桥接部一体成型在底板的外
侧,桥接部的两侧各设置有一个外壳,外壳和桥接部无缝连接在一起,其横截面为8字形。
芯轴的轴柄穿过顶板的轴安装孔伸入到转向架的止挡孔中,轴柄与止挡孔间隙配合安装。
止挡座形状和大小匹配的底安装孔;限位止挡的下端卡合在底座中是指:限位止挡的止挡
座卡合在底板的底安装孔中,使得下座阶与底板在垂向方向上相顶。
凹槽之间,套管体为圆管状,套锥体的内侧上端的直径大于套锥体内侧下端的直径,套凹槽
为外套下端向内侧凹陷的凹槽;橡胶体上端内侧与芯轴的外侧连接是指:橡胶体上端内侧
与轴锥体外侧连接;橡胶体下端外侧与外套的内侧连接是指:橡胶体下端外侧与外套的套
管体和套锥体内侧连接。
过顶板伸入到转向架中,且将底座安装在轴箱顶部;在锥形弹簧内开设空腔,在底座上安装
限位止挡,使限位止挡伸入到空腔中,使得转向架相对于轴箱在横向方向或纵向方向上产
生相对移动,且限位止挡与锥形弹簧的内侧相顶时,一系悬挂装置能产生变刚度。
的空腔内,通过调节限位止挡与芯轴内侧的横向方向和纵向方向的间距来调节一系悬挂装
置的横向方向和纵向方向的刚度。
套的上端内侧的锥度,以及调节橡胶体的厚度都能节一系悬挂装置的横向方向和纵向方向
的刚度。
一系悬挂装置的横向方向和纵向方向的刚度。
两侧,均为圆形。较常规一系悬挂装置,本发明能显著提高车辆通过小曲率半径弯道的能
力,且极大节省了一系悬挂空间,降低了转向架的重量。该类型车辆的转向架的最小曲线通
过半径较普通转向架显著缩小,进而大幅提高该型转向架的转弯机动性和灵活性,有利于
提高整车车辆载重能力和动力学性能及临界速度。
附图说明
433套凹槽、5底座、51底板、52外壳、53桥接部、54侧减重孔、55中减重孔、56底安装孔、61止
挡座、611下座阶、612上座阶、62止挡杆、7空腔、8绝缘体、9轴箱座。
具体实施方式
体,底座5和顶板2之间沿纵向方向并排设置有两个锥形弹簧,锥形弹簧的芯轴3的上端以间
隙配合的方式安装在止挡孔11中。在芯轴3、橡胶体41和外套43的中部都开有相互连通的空
腔7,限位止挡下端的止挡座61以过盈配合的方式卡合在底座5下端的底板51中,限位止挡
的上端延伸到芯轴3中部开的空腔7内。轴箱座9的上端和下端都设有凹槽,轴箱卡合在轴箱
座9下端的凹槽中,锥形弹簧的底座5以过盈配合的方式嵌在轴箱座9上端的凹槽中。
体32,轴柄31一体成型在轴体32上方,轴体32包括轴柱体321和轴锥体322,轴锥体322一体
成型在轴柱体321的下端,轴柱体321为圆柱状,轴锥体322为倒锥状。外套43包括套管体
431、套锥体432和套凹槽433,套锥体432一体成型在套管体431与套凹槽433之间,套管体
431为圆管状,套锥体432的内侧上端的直径大于套锥体432内侧下端的直径,套凹槽433为
外套43下端向内侧凹陷的凹槽。轴柄31以间隙配合的方式安装在止挡孔11中,橡胶体41上
端内侧与轴锥体322外侧连接,橡胶体41下端外侧与外套43的套管体431和套锥体432内侧
连接。绝缘体8为空心的圆管状,绝缘体8过盈配合安装在芯轴3内侧。
在一起,外壳52和桥接部53连接成的整体的横截面为8字形。其中,外壳52和桥接部53的中
间都被挖空,每个外壳52的横截面为C字形。锥形弹簧为旋转体,两个锥形弹簧的下端过盈
配合安装在外壳52中,为防止两个锥形弹簧安装时会产生相互干涉,才在两个外壳52之间
设置桥接部53。而为了满足车辆轻量化设计的需要,对底板51和桥接部53都进行了挖空,底
板51在桥接部53位置处开有贯通底板51的中减重孔55,且底板51在两个止挡座61外侧还开
有贯通底板51的侧减重孔54。
612,止挡座61的垂向截面为“凸”字形截面。底板51上开有与止挡座61形状和大小匹配的底
安装孔56,底安装孔56的垂向截面也为“凸”字形截面,限位止挡的止挡座61卡合在底板51
的底安装孔56中,使得下座阶611的上表面与底板51的下表面在垂向方向上相顶。
凹槽22。顶板2的两个轴安装孔21的位置与转向架1下端开的两个止挡孔11的位置相对应,
两个锥形弹簧的芯轴3的轴柄31以间隙配合的方式安装在止挡孔11中。使得两个锥形弹簧
的下端都卡合在底座5中,两个锥形弹簧的上端都卡合在转向架1中。
芯轴3带动橡胶体41在横向方向或纵向方向上产生形变。两个锥形弹簧在产生形变时,橡胶
体41首先会受到隔板42、外套43和外壳52的阻挡,使锥形弹簧的变刚度小幅度提高,此时,
锥形弹簧的刚度曲线呈小幅度非线性增长。然后橡胶体41进一步产生形变,使止挡杆62与
绝缘体8内侧相顶,由于止挡杆62能提供很大的阻挡力,此时,一系悬挂装置会产生大幅度
变刚度,使一系悬挂装置的刚度曲线呈现显著的非线性增长。
杆62外侧与绝缘体8内侧的间距W会逐渐缩小,直到止挡杆62与绝缘体8相顶。
或纵向方向上频繁出现大幅度的变刚度,会让车辆的垂向缓冲和减震性能显著降低,旅客
乘车的舒适度和乘车体验会很差。因此,需要根据车辆的车型,运行时的速度和小曲率转弯
时轨道的曲率半径等因素,来确定锥形弹簧的刚度小幅度非线性增长达到多大值时再进行
大幅度的刚度大幅度非线性增长,以确保车辆的缓冲、减震性能和安全、稳定的运行都能兼
顾到。
值越大,在横向方向和纵向方向上的初始刚度值就越高。所述初始刚度值即:锥形弹簧的刚
度小幅度非线性增长达到多大值时再进行大幅度的变刚度。本实施例中可以通过调节上座
阶612上表面与绝缘体8下表面的间距H,可以调节一系悬挂装置在垂向方向进行大幅度变
刚度的初始刚度值。所述间距H的值越大,在垂向方向上的初始刚度值就越高。