本發(fā)明涉及一種金屬關(guān)節(jié)軸承，具體涉及一種能提高徑向承載能力和減振降噪性能的金屬關(guān)節(jié)軸承。

背景技術(shù)：

客運專線、重載貨運、城市軌道運輸在中國最近幾年發(fā)展迅速。轉(zhuǎn)向架是軌道車輛的重要組成部分，軌道車輛中的橡膠關(guān)節(jié)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，減小振動和沖擊，提高車輛運行的平穩(wěn)性、安全性和可靠性。目前的橡膠關(guān)節(jié)和金屬關(guān)節(jié)有以下局限性：

1)目前的橡膠關(guān)節(jié)由橡膠層和金屬內(nèi)外套硫化而成，因橡膠層的因素關(guān)節(jié)在徑向具有一定的承載和減振降噪能力，但卻限制了關(guān)節(jié)的偏轉(zhuǎn)能力；

2)目前的金屬關(guān)節(jié)由襯套及轉(zhuǎn)動體組成，因轉(zhuǎn)動體的因素，金屬關(guān)節(jié)具有較大的偏轉(zhuǎn)能力，但該偏轉(zhuǎn)沒有任何阻尼能力，

3)目前金屬關(guān)節(jié)全部由金屬組成，所以在徑向方向缺少減振的能力。

4）目前金屬關(guān)節(jié)缺少相應(yīng)的防塵密封結(jié)構(gòu)，在惡劣環(huán)境中金屬關(guān)節(jié)很容易被塵土污垢污染影響使用效果及其壽命。

隨著日益進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)以及軌道車輛的特殊需要，特定的機(jī)構(gòu)、位置上的關(guān)節(jié)類產(chǎn)品不僅在徑向要求具有較大的承載能力和減振降噪的能力，而且還要求具有較大的偏轉(zhuǎn)能力的同時在偏轉(zhuǎn)方向有一定的阻尼效果，以及相應(yīng)的防塵密封作用，而現(xiàn)有的橡膠關(guān)節(jié)及金屬關(guān)節(jié)因結(jié)構(gòu)的限制難以同時滿足這種特殊的要求。

通過國內(nèi)檢索發(fā)現(xiàn)以下專利與本發(fā)明有相似之處：

申請?zhí)枮?00910111566.0，名稱為“一種自潤滑向心關(guān)節(jié)軸承及其制造方法”的發(fā)明，此發(fā)明涉及一種軸承，特別是指一種卡車v型推力桿直球座用自潤滑向心關(guān)節(jié)軸承及其制造方法，包括一內(nèi)圈和一外圈，內(nèi)圈外球面與外圈內(nèi)球面相互配合轉(zhuǎn)動，還包括一自潤滑材料襯墊，該自潤滑材料襯墊緊貼于該外圈內(nèi)球面上，自潤滑材料襯墊內(nèi)球面和內(nèi)圈外球面相互配合轉(zhuǎn)動；該內(nèi)圈為實心球體，其兩端向外延伸有兩伸出桿，并在該兩伸出桿上設(shè)有安裝孔；該外圈為一體式結(jié)構(gòu)。此發(fā)明采用外圈擠壓裝配入內(nèi)圈的裝配方法，且外圈內(nèi)球面襯有一層自潤滑材料襯墊，自潤滑材料襯墊與外圈內(nèi)球面貼合牢固，形成鋼與自潤滑材料摩擦副，工作中減少軸承的磨損，使軸承具有免維護(hù)功能。

申請?zhí)枮?01220450999.6，名稱為“一種具有自密封性能的橡膠關(guān)節(jié)軸承”的實用新型，此實用新型涉及一種具有自密封性能的橡膠關(guān)節(jié)軸承，屬于汽車零部件領(lǐng)域。非金屬關(guān)節(jié)軸承外環(huán)與橡膠粘接，金屬球銷頸部與橡膠滑動連接，金屬球銷與金屬球銷頸部固定連接，擋片與橡膠固定連接。此實用新型的優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)新穎，使關(guān)節(jié)軸承的非金屬關(guān)節(jié)軸承外環(huán)與橡膠牢牢粘接，而金屬球銷頸部則與橡膠產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動或滑動，因橡膠的冷卻收縮，使外部的灰塵無法進(jìn)入關(guān)節(jié)軸承。

雖然以上專利都是金屬關(guān)節(jié)軸承的專利，但在對偏轉(zhuǎn)角度的限制和緩沖方面，與本發(fā)有較大差異。具體為：申請?zhí)枮?00910111566.0的發(fā)明中，外圈20會限制金屬關(guān)節(jié)軸承的偏轉(zhuǎn)角度；而橡膠體40是嵌在金屬端蓋50中的，由于有金屬端蓋50的阻擋，橡膠體40難以實現(xiàn)緩沖。申請?zhí)枮?01220450999.6的實用新型中，擋片5既會限制金屬關(guān)節(jié)軸承的偏轉(zhuǎn)角度，又會限制橡膠1的緩沖，而在其說明書中提到：橡膠的作用主要是使外部的灰塵無法進(jìn)入關(guān)節(jié)軸承。且以上專利中都沒有緩沖芯軸偏轉(zhuǎn)的橡膠擋圈，不能在芯軸大角度偏轉(zhuǎn)時進(jìn)行減振和降噪。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對目前的關(guān)節(jié)軸承難以同時實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)緩沖和大承載能力，難以滿足快速發(fā)展的軌道車輛的需要，而提出一種有偏轉(zhuǎn)緩沖和大承載能力，且能提高減振降噪能力的金屬關(guān)節(jié)軸承。

針以上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種組合式橡膠金屬關(guān)節(jié)軸承，金屬關(guān)節(jié)軸承包括關(guān)節(jié)內(nèi)圈和關(guān)節(jié)外圈，芯軸嵌在關(guān)節(jié)內(nèi)圈中，關(guān)節(jié)外圈上套有橡膠襯套，關(guān)節(jié)外圈與橡膠襯套的內(nèi)套相頂；在芯軸與內(nèi)套之間嵌套有橡膠擋圈，橡膠擋圈的內(nèi)擋圈與芯軸相頂，橡膠擋圈的外擋圈與橡膠襯套的內(nèi)套相頂。

進(jìn)一步地，橡膠襯套為空心的環(huán)狀體，芯軸、關(guān)節(jié)內(nèi)圈和關(guān)節(jié)外圈嵌在橡膠襯套中；橡膠擋圈為空心的環(huán)狀體，橡膠擋圈嵌在芯軸與內(nèi)套之間，橡膠擋圈的一側(cè)與關(guān)節(jié)內(nèi)圈和關(guān)節(jié)外圈貼緊。

進(jìn)一步地，橡膠襯套包括內(nèi)套、襯套橡膠層和外套，襯套橡膠層的一端與內(nèi)套固定連接，襯套橡膠層的另一端與外套固定連接，襯套橡膠層的厚度為5mm-10mm。

進(jìn)一步地，內(nèi)套、襯套橡膠層和外套硫化成一個整體，襯套橡膠層的兩側(cè)設(shè)有向內(nèi)凹陷的圓弧邊。

進(jìn)一步地，橡膠擋圈包括內(nèi)擋圈、擋圈橡膠層和外擋圈，擋圈橡膠層的一端與內(nèi)擋圈固定連接，擋圈橡膠層的另一端與外擋圈固定連接,擋圈橡膠層的厚度為6mm-12mm。

進(jìn)一步地，內(nèi)擋圈、擋圈橡膠層和外擋圈硫化成一個整體，擋圈橡膠層的兩側(cè)設(shè)有向內(nèi)凹陷的圓弧邊。

進(jìn)一步地，橡膠擋圈的外側(cè)設(shè)有卡簧，橡膠襯套的內(nèi)套中開有槽口，卡簧嵌在所述槽口中。

一種增加金屬關(guān)節(jié)軸承載能力的方法，在關(guān)節(jié)外圈上套橡膠襯套，在橡膠襯套的內(nèi)套和外套之間設(shè)襯套橡膠層，內(nèi)套、襯套橡膠層和外套套在關(guān)節(jié)外圈上能增加金屬關(guān)節(jié)軸的徑向承載能力。

一種緩沖金屬關(guān)節(jié)軸承偏轉(zhuǎn)振動的方法，橡膠擋圈嵌在芯軸和橡膠襯套之間，橡膠擋圈能在芯軸偏轉(zhuǎn)時產(chǎn)生阻尼力來阻止芯軸的偏轉(zhuǎn)，且增大芯軸偏轉(zhuǎn)的角度會使阻尼力增大。

一種組合式橡膠金屬關(guān)節(jié)軸承的制作方法，包括以下步驟：

a．將內(nèi)套、襯套橡膠層和外套一起硫化成橡膠襯套；

b．將內(nèi)擋圈、擋圈橡膠層和外擋圈一起硫化成橡膠擋圈；

c．將芯軸、關(guān)節(jié)內(nèi)圈和關(guān)節(jié)外圈一起壓入橡膠襯套中；

d．將橡膠擋圈通過預(yù)壓縮壓入芯軸和橡膠襯套之間；

e．將卡簧嵌在內(nèi)套的槽口中。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.在關(guān)節(jié)外圈上套有套橡膠襯套，套橡膠襯套能增加金屬關(guān)節(jié)軸承的徑向承載能力和徑向的緩沖性能。

2.橡膠擋圈嵌在芯軸和橡膠襯套之間，橡膠擋圈能在芯軸偏轉(zhuǎn)時產(chǎn)生阻尼力來阻止芯軸的偏轉(zhuǎn)，從而能大幅度減小芯軸偏轉(zhuǎn)時的振動和噪聲。

3.在橡膠擋圈的外側(cè)設(shè)有卡簧，卡簧嵌在內(nèi)套的槽口中能防止橡膠擋圈竄出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為橡膠襯套的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為橡膠擋圈的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1芯軸、2橡膠擋圈、21內(nèi)擋圈、22擋圈橡膠層、23外擋圈、31關(guān)節(jié)內(nèi)圈、32關(guān)節(jié)外圈、4橡膠襯套、41內(nèi)套、42襯套橡膠層、43外套、5卡簧。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做一步的描述：

實施例一

如圖1所示，芯軸1嵌在關(guān)節(jié)內(nèi)圈31中，關(guān)節(jié)內(nèi)圈31的外圍套有關(guān)節(jié)外圈32。本實施例中的金屬關(guān)節(jié)軸承在原有的結(jié)構(gòu)上，增加了套橡膠襯套4來提高徑向承載能力和徑向的緩沖性能；在套橡膠襯套4和芯軸1之間增加了橡膠擋圈2來減小芯軸1偏轉(zhuǎn)時的振動和噪聲，且在橡膠擋圈2的外側(cè)設(shè)有卡簧5來防止橡膠擋圈2竄出。

如圖2所示，橡膠襯套4由內(nèi)套41、襯套橡膠層42和外套43硫化成一個整體，襯套橡膠層42為彈性部件。為防止襯套橡膠層42受到擠壓時應(yīng)力集中，襯套橡膠層42的兩側(cè)為向內(nèi)凹陷的圓弧邊。雖然襯套橡膠層42的厚度越大，承壓能力和緩沖效果都會更好，但受到金屬關(guān)節(jié)軸承周邊部件的影響及生產(chǎn)成本因素的考慮，本實施例中的襯套橡膠層42的厚度優(yōu)選為5mm-10mm。

如圖3所示，橡膠擋圈2由內(nèi)擋圈21、擋圈橡膠層22和外擋圈23硫化成一個整體，擋圈橡膠層22為彈性部件。與襯套橡膠層42的結(jié)構(gòu)類似，為防止擋圈橡膠層22受到擠壓時應(yīng)力集中，擋橡膠層的兩側(cè)為向內(nèi)凹陷的圓弧邊，擋圈橡膠層22的厚度優(yōu)選為6mm-12mm。

如圖1-圖3所示，橡膠襯套4和橡膠擋圈2都是空心的環(huán)狀體，橡膠擋圈2套在芯軸1上，橡膠襯套4則套在關(guān)節(jié)內(nèi)圈31和橡膠擋圈2上。在組裝金屬關(guān)節(jié)軸承時，是先將芯軸1、關(guān)節(jié)內(nèi)圈31和關(guān)節(jié)外圈32一起壓入橡膠襯套4中，使得橡膠襯套4對關(guān)節(jié)外圈32保持一定的擠壓，而將關(guān)節(jié)外圈32較穩(wěn)固的嵌在橡膠襯套4中。

而橡膠擋圈2則通過預(yù)壓縮安裝在芯軸1與橡膠襯套4的內(nèi)套41之間，且關(guān)節(jié)內(nèi)圈31的兩側(cè)各安裝有一個橡膠擋圈2，兩側(cè)的橡膠擋圈2向中間靠攏，使得每個橡膠擋圈2的內(nèi)側(cè)都與關(guān)節(jié)內(nèi)圈31和關(guān)節(jié)外圈32貼緊。在橡膠擋圈2的外側(cè)還設(shè)有卡簧5，橡膠襯套4的內(nèi)套41中開有槽口，卡簧5嵌在所述槽口中，能防止橡膠擋圈2向外側(cè)竄出。

橡膠襯套4套在關(guān)節(jié)外圈32上，能增加金屬關(guān)節(jié)軸承的徑向承載能力和徑向的緩沖性能。橡膠擋圈2嵌在芯軸1和橡膠襯套4之間，能在芯軸1偏轉(zhuǎn)時產(chǎn)生阻尼力來阻止芯軸1的偏轉(zhuǎn)，從而能大幅度減小芯軸1偏轉(zhuǎn)時的振動和噪聲。且橡膠擋圈2通過預(yù)壓縮嵌在芯軸1和橡膠襯套4之間，還能起到防止灰塵、雜物進(jìn)入金屬關(guān)節(jié)軸承。

很顯然，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，作出的若干改進(jìn)或修飾都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。