地铁抗侧滚扭杆用关节节点及地铁抗侧滚扭杆.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410634988.7 (22)申请日 2014.11.12 B61F 5/50(2006.01) B61F 5/24(2006.01) (71)申请人 上海天佑铁道新技术研究所股份有 限公司 地址 200331 上海市普陀区真南路 450 号 (72)发明人 沈培德 沈旭 董翔 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所 31219 代理人 芦宁宁 (54) 发明名称 地铁抗侧滚扭杆用关节节点及地铁抗侧滚扭 杆 (57) 摘要 本发明提供一种地铁抗侧滚扭杆用于与车体 相连的关节节点及地铁抗侧滚扭杆， 所述关节节 点包括连接在所述抗侧

2、滚扭杆上的连杆， 以及用 于与所述车体相连的销轴， 所述连杆的端部设有 圆孔， 所述销轴中间段为球头， 所述球头置于所述 圆孔内， 且所述球头上套设有聚甲醛球套， 所述聚 甲醛球套的外围设有轴向压紧的密封结构。本发 明采用聚甲醛材料作为球套材料， 让销轴的球头 在工作中与聚甲醛球套的球面接触， 轴向压紧的 密封结构能够补偿聚甲醛材料在工作中与销轴的 球头磨损后产生的间隙， 使用寿命长。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104477198 A (43)申请公布日 2015.04.0

3、1 CN 104477198 A 1/1 页 2 1.一种地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点， 其特征在于， 所述关节节点包括 连接在所述抗侧滚扭杆上的连杆 (3)， 以及用于与所述车体相连的销轴 (1)， 所述连杆 (3) 的端部设有圆孔， 所述销轴中间段为球头 (11)， 所述球头 (11) 置于所述圆孔内， 且所述球 头 (11) 上套设有聚甲醛球套 (2)， 所述聚甲醛球套 (2) 的外围设有轴向压紧的密封结构。 2.根据权利要求 1 所述的地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点， 其特征在于 ： 所述密封结构为橡胶密封垫(4)， 所述橡胶密封垫(4)通过与所述连杆(3)固定相连的

4、压板 压紧定位。 3.根据权利要求 1 所述的地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点， 其特征在于 ： 所述聚甲醛球套 (2) 与所述连杆 (3) 紧配合。 4.根据权利要求 1 所述的地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点， 其特征在于 ： 所述聚甲醛球套 (2) 由两个半球球套组成。 5.一种地铁抗侧滚扭杆， 包括 ： 扭杆 (6)、 两根扭臂 (8) 和两根连杆 (3)， 所述扭臂 (8) 转动连接在扭杆 (6) 的端部， 所述连杆一端与所述扭臂 (8) 转动相连， 其特征在于 ： 所述连 杆 (3) 的另一端的结构为权利要求 1 所述的地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点。 权 利

5、要 求 书 CN 104477198 A 2 1/4 页 3 地铁抗侧滚扭杆用关节节点及地铁抗侧滚扭杆 技术领域 0001 本发明涉及地铁抗侧滚技术， 特别是涉及一种地铁抗侧滚扭杆用关节节点及地铁 抗侧滚扭杆。 背景技术 0002 随着城市轨道车辆的发展， 空气弹簧越来越多地被采用。二系悬挂采用大扰度的 空气弹簧后， 虽然得到较好的车辆垂直性能， 但也带来一个比较大的问题， 就是导致了车辆 侧滚刚度的减小。 由于车辆侧滚刚度的减小， 车辆的柔性系数和侧滚角都会明显增大， 这不 仅影响了车辆运行的平稳性和旅客的舒适性， 还会带来严重的安全隐患。为了解决这个问 题， 现在大都在转向架的悬挂系统中加

6、装一套抗侧滚扭杆。抗侧滚扭杆对车辆的垂直、 横 摆、 点头、 摇头及沉浮等振动不产生影响， 只抑制车辆的侧滚振动。抗侧滚扭杆是一种利用 金属弹性杆在受扭矩作用时变形而提供扭转反力矩起作用。抗侧滚扭杆由扭杆、 连杆、 扭 臂、 支承座等组成， 扭杆通过固定在转向架构架上的支承座与构架相连， 连杆与固定在车体 上的连接座相连。目前抗侧滚扭杆系统已在铁路客车及城市轨道车辆中得到广泛应用， 而 连杆关节节点即连杆与车体相连处作为抗侧滚扭杆的重要部件， 其性能对整个抗侧滚扭杆 装置系统的性能、 尤其是减震降噪性能非常重要。 0003 现有连杆关节节点的形式有钢对钢结构关节节点和橡胶关节节点两种。传统的

7、钢对钢节点结构是采用滚动轴承， 销轴的两孔用于螺栓的连接， 轴承外圈用于与连杆孔配 合， 轴承内圈与销轴圆柱面配合， 轴承外圈与连杆、 内圈与销轴圆柱面均过盈配合， 工作时 不发生运动 ； 钢对钢关节节点的运动是通过关节轴承本身实现运动， 这类关节节点可周向 作 360转动， 锥向转角达 15。钢对钢关节节点在使用中会产生摩擦， 需要润滑， 运用中 产生噪声和冲击， 并且结构复杂， 维护保养工作量大。 最大的问题在于金属与金属长时间摩 擦后会产生间隙， 当间隙量达到一定程度不仅会使杂质颗粒进入金属间隙， 造成更多的磨 损或者生锈， 使球头寿命大大减小， 而且钢对钢关节节点的密封在车辆上的可靠性

8、和寿命 也是个问题。 0004 橡胶关节是金属 - 橡胶 - 金属的形式， 最外层为金属呈三瓣状， 中间层为橡胶， 最 里层为金属， 它是利用橡胶的弹性来实现关节节点的转动。 由于橡胶承受拉伸力较差， 橡胶 关节在使用过程中， 不可避免地会产生拉伸应力， 为提高橡胶关节的使用寿命， 在关节安装 使用时总是使橡胶处于预压缩状态， 预压缩量值应大于关节使用过程中产生的拉伸应力， 使橡胶综合应力不产生拉伸应力。 橡胶节点相比钢对钢节点的优势在于关节节点工作时是 橡胶与金属之间产生转矩， 不存在异响 ； 利用橡胶的多方向形变和弹性， 承受直线作用力和 扭矩， 产生扭转或扭摆变形， 而且具有缓冲振动冲击

9、的作用， 具有不产生机械摩擦， 无需润 滑， 噪音低， 结构简单， 不需维护等优点， 所以广泛的用于柔性联接位置。 但是橡胶本身性能 有局限性， 比如有耐热、 耐低温性能差、 不耐酸、 碱等有腐蚀性液体、 防火性差、 耐紫外线照 射差等， 对环境和温度的要求较高， 大大影响了橡胶的使用寿命。但相比钢对钢节点， 橡胶 节点的周向转角比较小， 根据经验， 一般为橡胶厚度的 1.5 倍左右， 在周向转角要求比较高 说 明 书 CN 104477198 A 3 2/4 页 4 的地方， 橡胶节点无法使用。 0005 因此， 需要一种适应地铁抗侧滚扭杆上连杆与车体相连的关节节点结构。 发明内容 0006

10、 鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种地铁抗侧滚扭杆用关 节节点及地铁抗侧滚扭杆， 用于解决现有技术中钢对钢关节节点和橡胶关节节点寿命低的 问题。 0007 为实现上述目的及其他相关目的， 本发明提供一种地铁抗侧滚扭杆用于与车体 相连的关节节点， 所述关节节点包括连接在所述抗侧滚扭杆上的连杆， 以及用于与所述车 体相连的销轴， 所述连杆的端部设有圆孔， 所述销轴中间段为球头， 所述球头置于所述圆孔 内， 且所述球头上套设有聚甲醛球套， 所述聚甲醛球套的外围设有轴向压紧的密封结构。 0008 优选的， 所述密封结构为橡胶密封垫， 所述橡胶密封垫通过与所述连杆固定相连 的压板压紧

11、定位。 0009 优选的， 所述聚甲醛球套与所述连杆紧配合。 0010 优选的， 所述聚甲醛球套由两个半球球套组成。 0011 本发明还提供一种地铁抗侧滚扭杆， 包括 ： 扭杆、 两根扭臂和两根连杆， 所述扭臂 转动连接在扭杆的端部， 所述连杆一端与所述扭臂转动相连， 所述连杆的另一端的结构为 上述的地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点。 0012 如上所述， 本发明的地铁抗侧滚扭杆用关节节点及地铁抗侧滚扭杆， 具有以下有 益效果 ： 采用聚甲醛球套， 让销轴的球头在工作中与聚甲醛球套的球面接触， 聚甲醛球套的 外圈与连杆紧配合， 防止聚甲醛球套与连杆发生转动 ； 两侧的密封结构解决了聚甲醛

12、不耐 酸、 碱和紫外线辐射的问题， 且该密封结构轴向压紧， 安装时使橡胶密封垫存在一定的轴向 预紧力， 轴向压紧的密封结构能够补偿聚甲醛材料在工作中与销轴的球头磨损后产生的间 隙， 使聚甲醛球套与连杆始终实现紧配合， 提高了聚甲醛球套的使用寿命。 附图说明 0013 图 1 显示为本发明的地铁抗侧滚扭杆用关节节点示意图。 0014 图 2 显示为本发明的地铁抗侧滚扭杆示意图。 0015 元件标号说明 0016 1 销轴 0017 11 球头 0018 2 聚甲醛球套 0019 3 连杆 0020 4 橡胶密封垫 0021 5 螺栓 0022 6 扭杆 0023 7 轴承 0024 8 扭臂 说

13、 明 书 CN 104477198 A 4 3/4 页 5 具体实施方式 0025 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式， 熟悉此技术的人士可由本说明 书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。 0026 请参阅图 1 至图 2。须知， 本说明书所附图式所绘示的结构、 比例、 大小等， 均仅用 以配合说明书所揭示的内容， 以供熟悉此技术的人士了解与阅读， 并非用以限定本发明可 实施的限定条件， 故不具技术上的实质意义， 任何结构的修饰、 比例关系的改变或大小的调 整， 在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下， 均应仍落在本发明所揭示的技 术内容得能涵盖的范围内。同时， 本说

14、明书中所引用的如 “上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“中间” 及 “一” 等的用语， 亦仅为便于叙述的明了， 而非用以限定本发明可实施的范围， 其相对关系的 改变或调整， 在无实质变更技术内容下， 当亦视为本发明可实施的范畴。 0027 如图 2 所示， 本发明提供一种地铁抗侧滚扭杆， 包括 ： 扭杆 6、 两根扭臂 8 和两根连 杆 3， 扭臂 8 通过轴承 7 转动连接在扭杆 6 的端部， 连杆 3 的一端与扭臂 8 转动相连， 连杆 3 的另一端为下述地铁抗侧滚扭杆用于与车体相连的关节节点。如图 1 所示， 本地铁抗侧滚 扭杆用于与车体相连的关节节点包括连接在抗侧滚扭杆上的连杆 3

15、， 以及用于与车体相连 的销轴 1， 连杆 3 的端部设有圆孔， 销轴中间段为球头 11， 球头 11 置于圆孔内， 且球头 11 上 套设有聚甲醛球套 2， 聚甲醛球套 2 的外围设有沿销轴轴向压紧的密封结构。本发明采用 聚甲醛球套 2， 让销轴 1 的球头 11 在工作中与聚甲醛球套 2 的球面接触， 聚甲醛球套 2 的 外圈与连杆 3 紧配合， 防止聚甲醛球套 2 与连杆 3 发生转动 ； 两侧的密封结构解决了聚甲 醛不耐酸、 碱和紫外线辐射的问题， 且该密封结构轴向压紧， 轴向压紧的密封结构能够补偿 聚甲醛材料在工作中与销轴的球头磨损后产生的间隙， 使聚甲醛球套与连杆始终实现紧配 合，

16、 提高了整个关节节点的使用寿命。 0028 上述密封结构为橡胶密封垫4， 橡胶密封垫4通过与连杆3固定相连的压板压紧定 位， 该压板通过螺栓 5 与连杆 3 固定。压板的使用可以使橡胶密封垫 4 存在一定的轴向预 紧力， 使其对聚甲醛球套 2 始终产生压紧力， 即使在聚甲醛球套磨损后仍能确保聚甲醛球 套与连杆、 销轴间紧配合。 本发明中的密封结构不仅仅是起到密封的作用， 同时它给予聚甲 醛球套2一个轴向力， 这个轴向力来源于橡胶密封垫4的可压缩性， 也就是说组装后的橡胶 密封垫4产生一定的压缩量， 这个压缩量使橡胶密封垫4产生一个反弹力， 这个反弹力就作 用在聚甲醛球套 2 上。 0029 为

17、便于装配， 上述聚甲醛球套 2 由两个半球球套组成。组装时上述螺栓 5 拧紧后 固定压板， 压板再固定橡胶密封垫4同时压缩橡胶密封垫4， 使橡胶密封垫4产生变形， 那么 当聚甲醛球套 2 长时间磨耗， 在销轴 1 与聚甲醛球套 2 间产生间隙时， 橡胶密封垫 4 会给聚 甲醛球套 2 一个轴向力， 推动聚甲醛球套 2 向中心发生位移， 来弥补这个间隙， 同时由图 1 可以看到， 聚甲醛球套 2 的两个半球套间留有一定间隙， 这个间隙不仅为装配方便， 而且为 了留给磨耗后聚甲醛球套的。 0030 众所周知， 聚甲醛是热塑性结晶聚合物， 被誉为 “超钢” 或者 “赛钢” ， 它是继聚酰胺 之后又一

18、种综合性能优良的工程塑料， 具有高的力学性能， 如强度、 模量、 耐磨性、 韧性、 耐 疲劳性和抗蠕变性， 还具有优良的电绝缘性、 耐溶剂性和可加工性聚甲醛是一种表面光滑， 有光泽的硬而致密的材料， 淡黄或白色， 可在 -40-100温度范围内长期使用。它的耐磨 性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越， 又有良好的耐油， 耐过氧化物性能， 但其很不耐 说 明 书 CN 104477198 A 5 4/4 页 6 酸、 不耐强碱和不耐太阳光紫外线的辐射。聚甲醛的拉伸强度达 70MPa， 吸水性小， 尺寸稳 定， 有光泽， 这些性能都比尼龙好， 聚甲醛为高度结晶的树脂， 在热塑性树脂中是最坚韧的。

19、具抗热强度、 弯曲强度、 耐疲劳性强度均高， 耐磨性和电性能优良。聚甲醛具有类似金属的 硬度、 强度和钢性， 在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、 良好的耐疲劳性， 并富于弹性， 此外它还有较好的耐化学品性。 因此， 将聚甲醛材料运用到本发明的地铁抗侧 滚扭杆的关节节点中， 完全展现它的优越性， 同时通过增加密封结构， 来提高其自身寿命。 0031 综上所述， 本发明的地铁抗侧滚扭杆用关节节点及地铁抗侧滚扭杆， 采用聚甲醛 球套， 让销轴的球头在工作中与聚甲醛球套的球面接触， 聚甲醛球套的外圈与连杆紧配合， 防止聚甲醛球套与连杆发生转动 ； 两侧的密封结构解决了聚甲醛不耐酸、 碱和紫

20、外线辐射 的问题， 且该密封结构轴向压紧， 安装时使橡胶密封垫存在一定的轴向预紧力， 使其在聚甲 醛球套经摩擦后与连杆产生间隙时对聚甲醛球套产生压紧力， 使聚甲醛球套与连杆始终实 现紧配合， 提高了聚甲醛球套的使用寿命， 使其使用寿命高于钢对钢结构关节节点和橡胶 关节节点。所以， 本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 0032 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效， 而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下， 对上述实施例进行修饰或改变。因 此， 举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变， 仍应由本发明的权利要求所涵盖。 说 明 书 CN 104477198 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104477198 A 7