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偏轉(zhuǎn)角度和減振、緩沖能力的金屬關(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。

傳統(tǒng)的橡膠關(guān)節(jié)雖然徑向可以有較大承載能力，但偏轉(zhuǎn)能力有限，一般最大偏轉(zhuǎn)為±5°左右；傳統(tǒng)的金屬關(guān)節(jié)雖然具有較大的偏轉(zhuǎn)能力，但在徑向方向沒有減振的功能。隨著日益進步的科學(xué)技術(shù)以及軌道車輛的特殊需要，特定的機構(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，當(dāng)現(xiàn)有的橡膠關(guān)節(jié)及金屬關(guān)節(jié)受到空間尺寸及結(jié)構(gòu)限制無法同時滿足軌道車輛特殊的要求時，就需要通過設(shè)計一種新型的結(jié)構(gòu)，即滿足關(guān)節(jié)即有較大承載能力及減振降噪的能力，又具有較大的偏轉(zhuǎn)能力。

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入關(guān)節(jié)軸承。

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)大角度偏轉(zhuǎn)和大承載能力，難以滿足快速發(fā)展的軌道車輛的需要，而提出一種有大角度偏轉(zhuǎn)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：一種提高金屬關(guān)節(jié)軸承偏轉(zhuǎn)能力的方法，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，金屬關(guān)節(jié)軸承上還設(shè)有環(huán)狀的內(nèi)套，在內(nèi)套上設(shè)開口槽，開口槽通過過盈配合與關(guān)節(jié)外圈連接，使得內(nèi)套能套在關(guān)節(jié)外圈上；在內(nèi)套的外圍設(shè)緩沖層，在緩沖層的外圍設(shè)外套，使得緩沖層和外套能對內(nèi)套進行包裹；在內(nèi)套的兩側(cè)還設(shè)有錐度面，通過調(diào)節(jié)錐度面與關(guān)節(jié)外圈側(cè)壁之間的夾角能調(diào)節(jié)芯軸的偏轉(zhuǎn)角度。

進一步地，內(nèi)套為瓣狀的結(jié)構(gòu)，將瓣狀的內(nèi)套的開口槽通過過盈配合套在關(guān)節(jié)外圈上，使得關(guān)節(jié)外圈卡在瓣狀的內(nèi)套中，從而使得關(guān)節(jié)外圈不能相對于內(nèi)套轉(zhuǎn)動，但芯軸仍能相對于關(guān)節(jié)外圈轉(zhuǎn)動。

進一步地，減小錐度面與關(guān)節(jié)外圈側(cè)壁之間的夾角能增大芯軸的偏轉(zhuǎn)角度，錐度面與關(guān)節(jié)外圈側(cè)壁之間的夾角小于或等于75度。

進一步地，在關(guān)節(jié)外圈的外圍套有一圈內(nèi)套，使得關(guān)節(jié)外圈、關(guān)節(jié)內(nèi)圈和內(nèi)套形成一個整體；緩沖層的外圍硫化有一圈外套，緩沖層還與內(nèi)套進行硫化。

一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的提高偏轉(zhuǎn)能力的金屬關(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，內(nèi)套為套在關(guān)節(jié)外圈上的環(huán)狀體，內(nèi)套的縱截面為鍥形，內(nèi)套上開有一圈與關(guān)節(jié)外圈相匹配的開口槽，使得內(nèi)套能通過過盈配合與關(guān)節(jié)外圈形成一個整體，內(nèi)套的兩側(cè)設(shè)有錐度面；在內(nèi)套的外圍設(shè)有緩沖層，緩沖層的外圍設(shè)有外套。

進一步地，內(nèi)套為2瓣以上的瓣狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)套與關(guān)節(jié)外圈的過盈配合是：將瓣狀的內(nèi)套的開口槽套在關(guān)節(jié)外圈上。

進一步地，內(nèi)套的兩側(cè)設(shè)有錐度面，調(diào)節(jié)錐度面與關(guān)節(jié)外圈側(cè)壁之間的夾角，能使芯軸的偏轉(zhuǎn)角度大于或等于40度。

進一步地，緩沖層為橡膠層，橡膠層的厚度為3mm-10mm，橡膠層的兩側(cè)設(shè)有向內(nèi)凹陷的弧形邊。

進一步地，緩沖層為橡膠層和隔層，隔層設(shè)在兩層橡膠層之間，每層橡膠層的厚度為2mm-5mm，隔層的厚度為1.5mm-3mm。

一種實現(xiàn)權(quán)利要求5所述的提高偏轉(zhuǎn)能力的金屬關(guān)節(jié)軸承的制作方法，其制作方法包括以下步驟：

a．將瓣狀的內(nèi)套的開口槽套在關(guān)節(jié)外圈上，使內(nèi)套與關(guān)節(jié)外圈通過過盈配合成一個整體；

b．將內(nèi)套、緩沖層和外套硫化成一個整體。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.在內(nèi)套的兩側(cè)設(shè)有錐度面，通過調(diào)節(jié)錐度面與關(guān)節(jié)外圈側(cè)壁之間的夾角能調(diào)節(jié)芯軸的偏轉(zhuǎn)角度，從而實現(xiàn)了金屬關(guān)節(jié)軸承的大角度偏轉(zhuǎn)。

2.在內(nèi)套的外圍設(shè)緩沖層，在緩沖層的外圍設(shè)外套，增強了金屬關(guān)節(jié)軸承的承載能力。

3.在金屬關(guān)節(jié)軸承中設(shè)緩沖層，還增強了金屬關(guān)節(jié)軸承減振、降噪的能力，能提高車輛運行的平穩(wěn)性和安全性。

附圖說明

圖1為實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例一芯軸偏轉(zhuǎn)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例一內(nèi)套的剖視示意圖；

圖4為實施例一內(nèi)套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1芯軸、21關(guān)節(jié)內(nèi)圈、22關(guān)節(jié)外圈、3內(nèi)套、31第一內(nèi)套、32第二內(nèi)套、33開口槽、34錐度面、4緩沖層、41橡膠層、411弧形邊、42隔層、5外套。

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，金屬關(guān)節(jié)軸承包括關(guān)節(jié)內(nèi)圈21、關(guān)節(jié)外圈22、內(nèi)套3、橡膠層41、隔層42和外套5。芯軸1嵌在關(guān)節(jié)內(nèi)圈21中，轉(zhuǎn)動芯軸1能帶動關(guān)節(jié)內(nèi)圈21一起轉(zhuǎn)動，但關(guān)節(jié)外圈22是不會一起轉(zhuǎn)動。金屬關(guān)節(jié)軸承上還設(shè)有環(huán)狀的內(nèi)套3，內(nèi)套3套在關(guān)節(jié)外圈22上，使得關(guān)節(jié)內(nèi)圈21、關(guān)節(jié)外圈22和內(nèi)套3形成一個整體。

目前的金屬關(guān)節(jié)軸承由于受到端蓋或擋片等部件的阻擋，難以達到大角度的偏轉(zhuǎn)。為了提高金屬關(guān)節(jié)軸承的偏轉(zhuǎn)角度，在關(guān)節(jié)外圈22的外圍不是設(shè)置端蓋或擋片等部件，而是設(shè)有帶錐度面34的內(nèi)套3。

如圖1和圖3所示，錐度面34設(shè)在內(nèi)套3的兩側(cè)，錐度面34與關(guān)節(jié)外圈22側(cè)壁之間的夾角為角a，減小錐度面34與關(guān)節(jié)外圈22側(cè)壁之間的夾角能增大芯軸1的偏轉(zhuǎn)角度，角a的優(yōu)選值為小于或等于75度。

如圖1和圖2所示，圖2中的兩條虛線分別為芯軸1不偏轉(zhuǎn)時的中心軸線和偏轉(zhuǎn)后的中心軸線。兩根中心軸線的夾角就是芯軸1偏轉(zhuǎn)的角度，芯軸1偏轉(zhuǎn)的角度為角b，本實施例中，角b能大于或等于40度。

如圖1-圖4所示，內(nèi)套3為瓣狀的結(jié)構(gòu)，內(nèi)套3分瓣的個數(shù)為2個以上，本實施例中為2瓣，也就是說，內(nèi)套3分為第一內(nèi)套31和第二內(nèi)套32。在內(nèi)套3上設(shè)開口槽33，開口槽33通過過盈配合與關(guān)節(jié)外圈22連接，使得瓣狀的內(nèi)套3能套在關(guān)節(jié)外圈22上。此時，關(guān)節(jié)外圈22不能相對于內(nèi)套3轉(zhuǎn)動，但芯軸1仍能相對于關(guān)節(jié)外圈22轉(zhuǎn)動。

如圖1和圖2所示，為了增強金屬關(guān)節(jié)軸承減振降噪的能力和增強承載能力，在內(nèi)套3的外圍硫化有緩沖層4，緩沖層4的外圍硫化有外套5。其中緩沖層4包括橡膠層41和隔層42，橡膠層41為兩層，隔層42設(shè)在兩層橡膠層41之間，每層橡膠層41的厚度為2mm-5mm，隔層42的厚度為1.5mm-3mm。為了防止橡膠層41在被擠壓時，橡膠層41的兩側(cè)的邊緣處出現(xiàn)應(yīng)力集中，橡膠層41的兩側(cè)設(shè)有向內(nèi)凹陷的弧形邊411。

本實施例的制作步驟為：先將瓣狀的內(nèi)套3的開口槽33套在關(guān)節(jié)外圈22上，使內(nèi)套3與關(guān)節(jié)外圈22通過過盈配合形成一個整體；再將內(nèi)套3、緩沖層4和外套5硫化成一個整體。

實施例二

如圖5所示，實施例二與實施例一的不同之處在于：緩沖層4中沒有設(shè)隔層42，緩沖層4僅由橡膠層41組成，而且實施例二中的橡膠層41會比實施例一中的橡膠層41更厚。通常實施例二偏向于對緩沖、抗震要求較高的工況中，而實施例一偏向于承壓要求較高的工況中。

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