一种凹孔弹性垫的刚度调节方法及其硫化方法与流程

1.本发明涉及一种弹性垫的性能调节方法及制作方法，具体涉及一种凹孔弹性垫的刚度调节方法及其硫化方法。


背景技术：

2.带凹孔弹性垫由橡胶与金属隔板组成，并在橡胶上开有数量较多的凹孔，凹孔分成多层，每一层都同圆心设计，其安装于钢簧和构架之间，与圆钢弹簧串联使用，改善钢簧的力学性能，产品承受垂向载荷，能吸收高频振动和刚性冲击，改善车体的垂向振动性能。如申请号cn200920278824.x，名称为“动车组转向架用一系弹性垫”的实用新型专利公开了一种带凹孔的弹性垫，其橡胶采用叠层橡胶堆结构，凹孔分为内、中、外三层，内层开有小凹孔，中层开有中凹孔，外层开有大凹孔，具有较高的垂向刚度。但本专利没有提及如何调节弹性垫的性能。而弹性垫的刚度直接影响到减振的效果，而对于不同的使用环境，其承受的载荷不同，对刚度的需求也不同。因此，需要在不改变弹性垫安装结构的前提下，对其刚度进行调节，以使同一安装结构的带凹孔弹性垫能够满足不同使用环境的要求，扩大弹性垫的使用范围。


技术实现要素：

3.本发明针对当前的带凹孔弹性垫性能单一，使用范围受限的情况，提出了一种凹孔弹性垫的刚度调节方法及其硫化方法，通过对凹孔参数的调节来调节弹性垫的刚度，同时避免其在硫化过程中的变形。
4.本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种凹孔弹性垫的刚度调节方法，通过对凹孔的参数进行调节来改变弹性垫的自由面积与凹孔面积的比例，进而改变弹性垫的刚度。
5.进一步地，对凹孔参数的调节包括对凹孔层数的调节、每个凹孔沿径向两个短边之间夹角的调节、每个凹孔沿周向两个长边所对应的同心圆之间的半径差的调节、相邻两层凹孔之间距离的调节。
6.进一步地，将凹孔的层数控制在2
‑
4层。
7.进一步地，将每个凹孔两个短边之间的夹角控制在15
o
‑
17
o
。
8.进一步地，将每个凹孔两个长边之间所对应的半径差控制在10
‑
14mm。
9.进一步地，将相邻两层凹孔之间的距离控制在8
‑
14mm。
10.进一步地，对凹孔参数的调节还包括对每个凹孔深度的调节。
11.进一步地，凹孔的深度大于弹性垫压缩深度的二分之一。
12.进一步地，对凹孔参数的调节还包括在凹孔的长边和短边的连接处以及底部均设置圆角，且将圆角的半径控制在1
‑
2mm。
13.一种凹孔弹性垫的硫化方法，通过在弹性垫设置通孔避免其在硫化过程中发生水平位移和旋转，通过在凹孔内设置盲孔对隔板进行定位、避免其在硫化过程中变形而露出
橡胶表面。
14.进一步地，通孔为两个以上，对称设置在弹性垫。
15.进一步地，位于弹性垫外层的盲孔数量大于或等于内层的盲孔数量。
16.进一步地，当凹孔数量为两层时，外层的每个凹孔内均设有盲孔，内层的每个凹孔内都设有盲孔或者间隔一个凹孔设置一个盲孔。
17.进一步地，当凹孔数量为三层时，外层的每个凹孔内均设有盲孔，中层的每个凹孔内均设有盲孔或者间隔一个凹孔设置一个盲孔，内层的每个凹孔内都设有盲孔或者间隔一个凹孔设置一个盲孔。
18.进一步地，当凹孔数量为四层时，最外层的每个凹孔内均设有盲孔，靠外层处的第二层每个凹孔内均设有盲孔，第三层的每个凹孔内都设有盲孔或者间隔一个凹孔设置一个盲孔，最内层的每个凹孔内都设有盲孔或者间隔一个凹孔设置一个盲孔。
19.本发明的有益效果是：1. 本发明通过对凹孔的调节来实现弹性垫刚度的调节，从而使弹性垫能满足不同的工况要求，扩大了其使用范围。
20.2. 本发明通过对凹孔的多个参数的改变来调节凹孔的表面积，使得弹性垫刚度的调节更加灵活，调节范围也更大。
21.3. 本发明通过在弹性垫设置通孔和盲孔，避免硫化过程中隔板变形而漏铁，提高了弹性垫的性能。
附图说明
22.图1为凹孔弹性垫结构主视示意图；图2为图1剖视示意图；图3为实施例一凹孔部分参数示意图，其中图中仅画出了三层凹孔的一组以进行说明；图中：1.橡胶，2.隔板，3.安装孔，4.凹孔，5.盲孔，6.通孔。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
24.实施例一一种凹孔弹性垫的刚度调节方法，如图1
‑
图2所示，弹性垫由橡胶1和金属隔板2组成，金属隔板2被硫化在外的橡胶1包围，整体呈圆环状，中间有安装孔3，在安装孔3外围设有多层同圆心的凹孔4。通过调节凹孔4的层数可以调节弹性垫自由面积的大小，进而调节弹性垫的刚度，如当单个凹孔4的大小不变的情况下，增加凹孔4的层数，就增加了所有凹孔4对应的面积，也就减小了弹性垫的自由面积，整个刚度会降低。其中层数可以为两层、三层或者四层。
25.如图3所示，还可以通过改变每个凹孔4沿径向的两个短边之间的夹角a来改变凹
孔4的长度，进而改变凹孔4的表面积，以调节弹性垫的刚度。如在其他尺寸不变的情况下，夹角a越大，凹孔4的长度越大，其表面积也越大，弹性垫的刚度越小；反之，夹角a越小，凹孔4的长度越小，其表面积也越小，弹性垫的刚度越大。本实施例中，将每层凹孔4的短边之间的夹角a都设置成相同大小，既方便加工，也使弹性垫各处的刚度较均匀，有利于承受载荷使对负载的分散，保证各处受力较均，提高整体的使用寿命。同时，将夹角a设置在15
‑
17
o
，避免凹孔4的长度过大导致承载的橡胶面积过小，弹性垫的刚度过低而变形太严重，影响弹性垫的整体性能；也避免凹孔4的长度过小而使弹性垫的整体刚度太大，影响弹性垫刚度的调节范围。
26.还可以通过改变每个凹孔4沿周向的两个长边所对应的同心圆之间的半径差来调节弹性垫的刚度。如图3中假设凹孔4为三层，设最外层凹孔4的两个长边所对应的同心圆的半径分别为r1和r1，半径差为r1
‑
r1；设第二层凹孔4的两个长边所对应的同心圆的半径分别为r2和r2，半径差为r2
‑
r2；设第三层凹孔4的两个长边所对应的同心圆的半径分别为r3和r3，半径差为r3
‑
r3。当凹孔4为四层时，设最内的第四层凹孔4的两个长边所对应的同心圆的半径分别为r4和r4，半径差为r4
‑
r4。当各个半径差越小时，凹孔4的宽度越小，在其他尺寸不变的情况下，凹孔4的表面积也越小，弹性垫的刚度就越大；反之，当半径差越大时，凹孔4的宽度越大，表面积也越大，弹性垫的刚度就越小。同样，本实施例通过将每层凹孔4的两个半径差设置成相同的大小，既有利于加工，又使每部分橡胶受力均匀，有利于提高弹性垫的疲劳寿命。同时，还将各半径差设置为10
‑
14mm，避免凹孔4宽度过大时影响凹孔4周围橡胶的性能；也避免宽度过小时限制弹性垫整体刚度的调节范围，且承载部分橡胶过少，承载面积过小，不利于弹性垫的疲劳寿命。
27.还可以通过调节相邻两层凹孔4之间的距离d来调节弹性垫的刚度。本实施例中，当凹孔4层数为三层或四层时，将各相邻层凹孔4之间的距离d设置成相同值，也是既有利于加工，又有利于提高弹性垫的整体性能。同时，还将距离d设置成8
‑
14mm，避免距离过小时凹孔4之间自由面的橡胶承受力不够而变形过大，也避免距离过大时限制弹性垫整体刚度的调节范围。
28.如图2所示，还可以通过调节凹孔4的深度h来调节弹性垫的刚度，假设承受最大载荷时，弹性垫的压缩深度为n，则当h≤n/2时，凹孔4深度h对橡胶垫的刚度影响较大，橡胶垫具有变刚度的拐点；当h>n/2时，深度h对橡胶垫的刚度影响较小。本实施例中将凹孔4深度设置成h>n/2，既方便预测橡胶垫刚度，又可以让整体的承载面积更大，有利于橡胶的疲劳。
29.此外，还将凹孔4长边与短边之间的连接处设置成圆角连接，也在凹孔4底部设置圆角，并将圆角半径设置在1
‑
2mm之间，既能对弹性垫的刚度进行细微调节，也有利于降低橡胶连接处的应力，提高橡胶的使用寿命，还有利于生产过程中弹性垫出模。
30.实施例二本实施例涉及一种凹孔弹性垫的硫化方法，如图1所示，在弹性垫设有通孔6，硫化过程中，模具零件穿过通孔6，避免隔板2转动，其中通孔6可为两个、三个或四个等，且均匀对称设置。
31.还通过在凹孔4内设置盲孔5避免硫化过程中隔板2变形过大，硫化时，模具零件在盲孔5位置处抵住隔板2，当橡胶流进模具冲击隔板2时，盲孔5处的模具零件提供反推力，避免隔板2因变形过大而露出橡胶表面，进而降低隔板2的耐腐蚀性，降低其使用寿命。当隔板
2越薄时，变形会越大，因此，需要的盲孔5数就越多；而且，靠弹性垫外缘处的位置比靠圆心处的位置变形大，靠外缘处的盲孔5数量要比靠圆心处的盲孔5数量多。因此，优选方式是在最外层的凹孔4内都设置盲孔5，而靠圆心处的盲孔5数量可以适当减少，当然，也可以在所有凹孔4内都设置盲孔5，可最大限度地限制隔板2的变形。其中部分盲孔5的设置还可以采用以下方式（第二层凹孔4是指紧邻弹性垫外缘处的最外层凹孔4的内侧的一层，第三层凹孔4指紧邻第二层凹孔4的内侧的一层，靠近弹性垫圆心处的一层凹孔4为最内层凹孔4）：当凹孔4数量为两层时，内层处的凹孔4可采用间隔一个凹孔4设置一个盲孔5的结构。
32.当凹孔4数量为三层时，中间层的凹孔4全部设有盲孔5、或者间隔一个凹孔4设置一个盲孔5，而最内层的凹孔4可间隔一个设置一个盲孔5。
33.当凹孔4数量为四层时，第二层的凹孔4全部设有盲孔5，第三层的凹孔4全部设有盲孔5、或者间隔一个凹孔4设置一个盲孔5，而最内层的凹孔4可间隔一个设置一个盲孔5。
34.以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。