一种与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置的制作方法

本发明涉及货运列车的机车转向架二系悬挂中的减振橡胶堆，具体涉及一种与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置，属于列车减振技术领域。

背景技术：

现有客运列车二系悬挂都使用空气弹簧作为减振部件，而货运列车的机车由于自身重量大，目前仍使用承重力强的橡胶堆作为二系悬挂的减振部件。

跟客运列车二系悬挂中的空气弹簧一样，货运列车机车的橡胶堆在货运列车运行过程中除了因道路不平顺时要承受变化的垂向力，还要在列车运行速度发生变化（加速和减速）时承受变化的纵向力，以及在列车通过曲线时承受变化的横向力。我们把作用在橡胶堆上的纵向力和横向力都称为沿水平方向的力。实际运行中，橡胶堆受到的沿水平方向的力常常不只是单一的纵向力或横向力，还包括同时受到纵向力和横向力，如列车在通过曲线时的适度减速。

由于传统橡胶堆弹性刚度大，沿水平方向回复力衰减弱，减振效果差，不利于列车的平稳运行，导致列车运行时，活动部件与接触部件之间频繁遭遇过载冲击，加剧了相关部件（主要是轮轨之间）的磨耗。为解决这一问题，传统二系减振装置除设置橡胶堆外，不得不专门设置用于横向、纵向减振的横向减振器和纵向减振器，以此达到吸能减振的目的。这不仅增加了转向架的部件设置，而且业内普遍认为减振效果不够理想。但对于重载下的橡胶堆，要赋予其理想的阻尼减振特性，业内也一直没有形成过有效的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：传统橡胶堆弹性刚度大，沿水平方向的回复力衰减弱，自身减振效果差，需要另外设置横向、纵向减振器的问题。

针对上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置，包括橡胶堆，橡胶堆具有设置在橡胶堆底部的底板，设置在橡胶堆顶部的顶板；还包括具有环形空腔的液压圈；所述液压圈由具有弹性的柔性材料制作，其环形空腔内设有阻尼机构并装有阻尼液，所述底板外缘有向上升起的筒状侧壁，所述液压圈设置在侧壁的内壁上部；当橡胶堆受力沿水平方向倾斜时，橡胶堆顶部的顶板的倾斜方向一侧能触碰并挤压该侧的液压圈，使液压圈内的阻尼液受压流动并通过阻尼机构实现吸能减振。

进一步地，所述液压圈的环形空腔内设有阻尼机构，是在液压圈的环形空腔内沿周向设有多个阻尼横隔，将环形空腔分隔成多个阻尼液腔；所述阻尼横隔上设有连通相邻两阻尼液腔的阻尼孔；所述阻尼横隔受力时能够产生能恢复原状的弹性形变。

进一步地，所述液压圈的多个阻尼液腔中，有一个阻尼液腔位于橡胶堆的正前方，有一个阻尼液腔位于橡胶堆的正后方，有一个阻尼液腔位于橡胶堆的正左方，有一个阻尼液腔位于橡胶堆的正右方。

进一步地，所述橡胶堆正左方的阻尼液腔容积与橡胶堆正右方的阻尼液腔的容积相等。

进一步地，所述底板外缘的侧壁上端面的高度低于所述顶板的顶端面的高度，且二者之间的高度差大于列车车体垂向压缩橡胶堆时的最大压缩行程；设置在侧壁的内壁上部的液压圈的上端面的高度低于或等于侧壁上端面的高度。

进一步地，所述顶板外缘设有侧压环，所述侧压环的上端套在顶板的外缘并与顶板的外缘固定，所述侧压环的下端端面向下延伸至侧壁上端的端面以下高度处。

进一步地，在所述液压圈的内圈设有与液压圈的内圈面粘接的受压环，所述受压环套在侧压环外，所述橡胶堆受任一水平方向力作用发生倾斜时，侧压环都能触碰并压迫受压环。

进一步地，在所述侧压环的外周等间距设有多个能够对受压环施加压力和拉力的扣压部件；所述受压环上设有与侧压环上的扣压部件对应连接的扣压结构。

进一步地，所述扣压部件包括插销和连接块，所述插销竖向设置，所述连接块在插销与侧压环之间将插销与侧压环固定连接；

所述扣压结构包括竖向设置在受压环环体上的能够插入插销并对插销进行水平限制的插孔，所述插孔在受压环内侧具有竖向开设的竖向开口；

装配后，插销插入插孔内，连接块位于插孔的竖向开口内，所述插销能够在插孔内作垂向滑移。

进一步地，所述液压圈的外圈设有与液压圈粘接的安装环；对应地，所述侧壁的内壁上端有沿内壁径向向外开设的截面呈l形安装位，安装位与下方的侧壁的内壁之间形成环形的搁台；装配时，液压圈的安装环由上向下插入安装位至安装环的下端面与环形的搁台接触。

有益效果：通过与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置，直接赋予了橡胶堆沿水平方向的包括但不限于横向、纵向的阻尼特性，解决了传统橡胶堆因弹性刚度过大，回复力衰减弱，减振效果差的问题，使得列车起步、制动和通过曲线时的运行变得更加平稳；无需在转向架有限的安装空间内再专设横向减振器和纵向减振器，使得转向架的设置更加简洁；存在很大的再优化空间，优化后，在转向架上安装与橡胶堆一体设置的液压减振装置的橡胶堆将比现有转向架设置橡胶堆加外置横向、纵向减振器的减振效果更好。

附图说明

图1为所述与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置的纵向剖视示意图；

图2为图1的分拆示意图；

图3为所述与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置的水平剖视示意图，图中水平箭头所指a向为前向，竖向箭头所指b向为右向；

图4为图3中受压环6的水平剖视示意图；

图5为图3中侧压环5的水平剖视示意图；

图6为图1的局部示意图；

图7为图3的局部示意图；

图8为橡胶堆向前倾斜时液压圈产生形变的水平剖视图，图中，在前的阻尼液腔受挤压变小，在后的阻尼液腔受拉伸变大，迫使在前阻尼液腔的阻尼液经过阻尼孔向在后阻尼液腔流动；图中示出阻尼横隔产生相应形变。图中水平箭头所指a向为前向，液压圈内曲线箭头所指方向代表橡胶堆向前倾斜时阻尼液的流向。

图中：1、橡胶堆；2、底板；21、侧壁；3、顶板；4、液压圈；41、阻尼液腔；42、阻尼横隔；43、阻尼孔；5、侧压环；51、插销；52、连接块；）6、受压环；61、插孔；62、竖向开口；7、安装环；8、安装位；81、搁台。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

如图1—7所示，在以下描述中，部件橡胶堆1、底板2、侧壁21、顶板3

液压圈4、侧压环5、受压环6和安装环7的水平截面均为圆形，且在橡胶堆不发生倾斜时，它们在本发明所述的装置中具有共同的轴心线。

如图1所示，一种与橡胶堆一体设置的水平液压减振装置，包括橡胶堆1，橡胶堆1具有设置在橡胶堆1底部的底板2，设置在橡胶堆1顶部的顶板3，具有环形空腔的液压圈4；液压圈4由具有弹性的柔性材料制作，使其能够在受力时产生的形变，在解除受力时能够恢复原状。液压圈4的环形空腔内设有阻尼机构并装有阻尼液，所述底板2外缘有向上升起的筒状侧壁21，所述液压圈4设置在侧壁21的内壁上部；当列车在运行过程速度发生变化或进入曲线行驶时，以及进入曲线行驶的同时列车的运行速度发生变化，将使橡胶堆1受力沿纵向或横向，或沿水平方向的任意方向倾斜，橡胶堆1顶部的顶板3的倾斜方向一侧能触碰并挤压该侧的液压圈4，使液压圈4内的阻尼液受压流动并通过阻尼机构实现吸能减振。这样，就直接赋予橡胶堆沿水平方向的包括但不仅限于横向、纵向的阻尼特性，解决了传统橡胶堆因弹性刚度过大，回复力衰减弱，减振效果差的问题，使得列车起步、制动和通过曲线时的运行变得更加平稳。这样，也就无需在转向架有限的安装空间内再专设横向减振器和纵向减振器，使得转向架的设置更加简洁。以本发明方案作为突破口，未来还存在很大的再优化空间，优化后，在转向架上安装与橡胶堆一体设置的液压减振装置的橡胶堆将比现有转向架设置橡胶堆加外置横向、纵向减振器的减振效果更好。

如图1—3、8所示，所述液压圈4的环形空腔内设有阻尼机构，是在液压圈4的环形空腔内沿周向设有多个阻尼横隔42，将环形空腔分隔成多个阻尼液腔41；所述阻尼横隔42上设有连通相邻两阻尼液腔41的阻尼孔43。这样，当液压圈4任何一个位置受到挤压时，受到挤压的阻尼液腔41中的阻尼液就会通过两端的阻尼横隔42上设置的阻尼孔43挤入相邻的阻尼液腔41。所述的阻尼横隔42的另一作用是支撑液压圈4，尽量避免液压圈4的远离侧壁21的内圈部位下垂。

上述结构中，整个环形空腔虽然设有多个阻尼横隔42，但通过设置在阻尼横隔42上的阻尼孔43使整个环形空腔的所有的阻尼液腔41相连通。当有阻尼液腔41受到挤压时，压强大的阻尼液腔41中的阻尼液必然通过阻尼横隔42上设置的阻尼孔43挤入相邻的压强小的阻尼液腔41，并如此顺次传递，见图8。

所述阻尼横隔42受力时能够产生可恢复原状的弹性形变。这样设置是因为橡胶堆1受到的力可能不单纯是横向力或纵向力，如列车通过曲线时加速或减速，就会使液压圈4任何位置都有受到挤压的可能，也就是处于任何位置的阻尼横隔42都可能受到挤压变形，需要阻尼横隔42具有良好的恢复原状的性能。

所述液压圈4的多个阻尼液腔41中，有一个阻尼液腔41位于橡胶堆1的正前方，有一个阻尼液腔41位于橡胶堆1的正后方，有一个阻尼液腔41位于橡胶堆1的正左方，有一个阻尼液腔41位于橡胶堆1的正右方。

这样设置是因为橡胶堆1受到的单纯的纵向力的变化和横向力的变化的几率最大，橡胶堆1向正前方、正后方、正左方和正右方倾斜的频次最高，一次倾斜正好挤压一个阻尼液腔41时的阻尼效果会更好，而且也能够相应降低阻尼横隔42被挤压的几率。

所述橡胶堆1正左方的阻尼液腔41容积与橡胶堆1正右方的阻尼液腔41的容积相等。这样设置是因为可以确定橡胶堆1左右倾斜的几率和幅度是基本相等的。

如图1所示，所述底板2外缘的侧壁21上端面的高度低于所述顶板3的顶端面的高度，且二者之间的高度差大于列车车体垂向压缩橡胶堆1时的最大压缩行程。设置在侧壁21的内壁上部的液压圈4的上端面的高度低于或等于侧壁21上端面的高度。这样设置就是在道路不平顺时，运行列车发生垂向振动，保证列车车体下沉时不会触碰底板2外缘的侧壁21及设置在侧壁21的内壁上部的液压圈4。

如图1—3所示，所述顶板3外缘设有侧压环5，所述侧压环5的上端套在顶板3的外缘并与顶板3的外缘固定，所述侧压环5的下端端面向下延伸至侧壁21上端的端面以下高度处。这样设置是为了在橡胶堆1倾斜时，能够通过侧压环5挤压到低于顶板3的液压圈4。

在所述液压圈4的内圈设有与液压圈4的内圈面粘接的受压环6，所述受压环6套在侧压环5外，所述橡胶堆1受任一水平方向力作用发生倾斜时，侧压环5都能触碰并压迫受压环6。

如图4、5所示，在所述侧压环5的外周等间距设有多个能够对受压环6施加压力和拉力的扣压部件；所述受压环6上设有与侧压环5上的扣压部件对应连接的扣压结构。

所述扣压部件包括插销51和连接块52，所述插销竖向设置，所述连接块52

在插销51与侧压环5之间将插销51与侧压环5固定连接；

如图4—7所示，所述扣压结构包括竖向设置在受压环6环体上的能够插入插销51并对插销51进行水平限制的插孔61，所述插孔61在受压环6内侧具有竖向开设的竖向开口62；

装配后，插销51插入插孔61内，连接块52位于插孔61的竖向开口62内，所述插销51能够在插孔61内作垂向滑移。

如图1—8所示，上述设置原理是：受压环6在挤压液压圈4某一处的一个或多个阻尼液腔41形成正压时，要使其他未受挤压的阻尼液腔41得到拉伸形成负压，以促进整个液压圈4内的阻尼液通过所有阻尼孔43流动，获得最佳的阻尼吸能效果。因此，设计受压环6的外周面与液压圈4的内圈面粘接。这样，在受压环6挤压液压圈4某一处的一个或多个阻尼液腔41的同时，其他未受挤压的阻尼液腔41得到受压环6的拉伸。

进一步地在受压环6上设计扣压结构和在侧压环5的外周设计扣压部件，使扣压部件的插销51插入扣压结构的插孔61内，能够使侧压环5在某一方位通过插销51与插孔61配合向该方位的受压环6施加压力的同时，又能够使侧压环5在相反的方位通过插销51与插孔61配合对受压环6施加拉力，增强了整个装置受力的整体性。

上述在侧压环5的外周等间距设有多个能够对受压环6施加压力和拉力的扣压部件，以及所述受压环6上设有与侧压环5上的扣压部件对应连接的扣压结构。这实际就是要采取间隔式设计，以减少受压环6与侧压环5之间连接接触的面积。实际应用时，尽可能缩小插销51与插孔61之间的配合间隙，在插销51与插孔61之间可使用润滑物。

所述插销51可以有多种形状，如块状体、圆柱体等，视图中采用了截面为椭圆形的柱体。

所述液压圈4的外圈设有与液压圈4粘接的安装环7；对应地，所述侧壁21的内壁上端有沿内壁径向向外开设的截面呈l形安装位8，安装位8与下方的侧壁21的内壁之间形成环形的搁台81；装配时，液压圈4的安装环7由上向下插入安装位8至安装环7的下端面与环形的搁台81接触。

上述实施例只用于更清楚的描述本发明，而不能视为限制本发明涵盖的保护范围，任何等价形式的修改都应视为落入本发明涵盖的保护范围之中。