CN113958659A - 一种液体橡胶复合节点的密封结构及密封方法 - Google Patents
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Abstract
一种液体橡胶复合节点的密封结构及密封方法，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套、止挡块和整体外套；橡胶体硫化在硫化体外套与芯轴之间并形成一个整体，且芯轴、橡胶体和硫化体外套一起围成有一个外侧开口的液压腔，所述液压腔中设置有止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套有整体外套；止挡块上设置有止挡台阶口，硫化体外套上设置有与所述止挡台阶口相匹配的外套台阶口，止挡块盖合在硫化体外套上，且止挡台阶口与外套台阶口之间设置有密封结构。通过多重密封结构确保液压腔中的液体不会沿各层结构之间的间隙向四周泄漏,从而确保车辆稳定的运行。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种液体橡胶复合节点的密封结构及密封方法。
背景技术
根据动力学要求转臂节点在直线高速运行（高频振动）时，提供较大的径向刚度保证运行稳定性，提高临界速度；在过曲线（低频大振幅）时，提供较小的刚度性能保证过曲线性能，减小磨耗；普通节点难以实现上述特性，特别对于老线路，轮轨及线路磨损较大，维护成本高，因此需要使用一种新产品同时具备上述特性—液体橡胶复合节点。
液体橡胶复合转臂节点工作原理：主要通过在橡胶部件内部设计两中空型腔结构，通过流道设计将两空腔连通，预先在一型腔内灌注密封不可压缩的（粘性）液体。在载荷作用下两空腔内的容积发生变化，液体在两腔之间流动产生阻尼，消耗振动能量，达到衰减振动的目的。低频振动时，液体经通道上下流动，起到大阻尼效果，高频率区段液体来不及流动，阻尼值较小，有效隔离振动，且高频振动下动刚度基本稳定保持不变，起到防止动态硬化的作用。***的频率比基本保持不变，依然起到良好的减振效果。
由于液体橡胶复合转臂节点的结构中包括多层结构，液体在液压腔中时，液体容易从相邻两层结构中间的空隙出流出，因此需要在液体橡胶复合转臂节点中设置密封结构，阻止液体的流出。然后，在载荷和振动的双重作用下液压腔内的容积不断发生变化的同时，液压腔中的液体的压强是很大的，且容易出现液体压强激增的情况。而液体橡胶复合转臂节点中能设置密封结构的空间很小，单一的密封结构难以对这种多层结构和液体压强大的液体橡胶复合转臂节点进行有效的密封。因此，液体橡胶复合转臂节点的密封方法及结构还需进一步研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何对多层结构的液体橡胶复合转臂节点中压强不断变化、激增的液体在有限的空间内进行有效的密封。
针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种液体橡胶复合节点的密封结构，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套、止挡块和整体外套；橡胶体硫化在硫化体外套与芯轴之间并形成一个整体，且芯轴、橡胶体和硫化体外套一起围成有一个外侧开口的液压腔，所述液压腔中设置有止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套有整体外套；止挡块上设置有止挡台阶口，硫化体外套上设置有与所述止挡台阶口相匹配的外套台阶口，止挡块盖合在硫化体外套上，且止挡台阶口与外套台阶口之间设置有密封结构。
优选的，止挡块的截面为T字形，止挡块包括主体和盖板，盖板无缝连接在主体的外侧，止挡台阶口设置在T字形止挡块的盖板上；盖板的轴向方向和周向方向都设置有止挡台阶口，止挡台阶口包括第二止挡台阶口和第一止挡台阶口，第二止挡台阶口设置在靠近主体的一端，第一止挡台阶口设置在远离主体的一端。
优选的，硫化体外套的轴向方向和周向方向都设置有外套台阶口，外套台阶口包括第二外套台阶口和第一外套台阶口，止挡块的盖板盖合在硫化体外套上；且第一止挡台阶口与第一外套台阶口贴合在一起，在轴向方向和周向方向上，第二止挡台阶口与第二外套台阶口之间都会留有截面为L形的间隔槽。
优选的，在截面为L形的间隔槽中设置有L形的密封条，止挡块的盖板将密封条压紧在硫化体外套的第二外套台阶口处。
优选的，L形的密封条的两端分别设置有第一凸块和第三凸块，密封条的中部设置有第二凸块，止挡块的盖板和硫化体外套一起将第一凸块、第二凸块和第三凸块压紧在间隔槽中。
优选的，硫化体外套的轴向方向和周向方向的第一外套台阶口处都设置有向硫化体外套内侧凹陷的凹槽，在凹槽中设置有密封块，止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封块压紧在间隔槽中。
一种液体橡胶复合节点的密封方法，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套、止挡块和整体外套；将橡胶体硫化在硫化体外套与芯轴之间并形成一个整体，且芯轴、橡胶体和硫化体外套一起围成有一个外侧开口的液压腔，在所述液压腔中设置止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套有整体外套；在止挡块上设置止挡台阶口，并在硫化体外套上设置与所述止挡台阶口相匹配的外套台阶口，在止挡台阶口与外套台阶口之间设置密封结构，将止挡块盖合在硫化体外套上，从而对硫化体外套与止挡块进行密封。
优选的，止挡块包括主体和盖板，将盖板无缝连接在主体的外侧，止挡块的截面为T字形，将止挡台阶口设置在T字形止挡块的盖板上；在盖板上靠近主体的一端设置第二止挡台阶口，在盖板上远离主体的一端设置第一止挡台阶口。
优选的，在硫化体外套上设置第一外套台阶口，使得止挡块的盖板盖合在硫化体外套上时，第一外套台阶口能与第一止挡台阶口贴合；在硫化体外套上设置第二外套台阶口，使得止挡块的盖板盖合在硫化体外套上时，第一外套台阶口与第一止挡台阶口之间能留出截面为L形的间隔槽。
优选的，在L形的间隔槽中设置L形的密封条，并在L形的密封条的两端分别设置有第一凸块和第三凸块，密封条的中部设置有第二凸块，使得止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封条压紧在间隔槽中时，密封条在间隔槽中能同时形成三处密封；在硫化体外套的第一外套台阶口处设置向硫化体外套内侧凹陷的凹槽，在凹槽中设置密封块，止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封块压紧在间隔槽中，使密封块对第一外套台阶口和第一止挡台阶口进行密封。
本发明的有益技术效果是：在止挡块上设置止挡台阶口，在硫化体外套上设置外套台阶口，并在第一外套台阶口处设置凹槽，在凹槽中设置有密封块，从而使密封块对第一外套台阶口和第一止挡台阶口进行密封。在L形的间隔槽中设置L形的密封条，并在L形的密封条的两端分别设置有第一凸块和第三凸块，密封条的中部设置有第二凸块，使得止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封条压紧在间隔槽中时，从而使密封块对第二外套台阶口和第二止挡台阶口同时形成三处密封。因此，在止挡台阶口与外套台阶口处形成有多级密封结构，能有效防止液压腔中的液体溢出，从而确保液体橡胶复合节点刚度的稳定性，确保车辆稳定的运行。
附图说明
图1为实施例一的整体结构剖视示意图；
图2为图1中M区域的局部放大示意图；
图3为图1中A-A剖视图；
图4为图2中F区域的局部放大示意图；
图5为图1中止挡块的放大示意图；
图6为图1中左侧的硫化体外套的放大示意图；
图7为密封条在间隔槽中的放大示意图；
图中：芯轴1、橡胶体2、硫化体外套3、第一外套台阶口31、第二外套台阶口32、止挡块4、主体41、盖板42、第一止挡台阶口421、第二止挡台阶口422、整体外套5、液压腔6、间隔槽71、凹槽72、密封条81、第一凸块811、第二凸块812、第三凸块813、密封块82。
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：
实施例一
如图1、图2、图3和图4所示，液体橡胶复合节点是将橡胶体2硫化在硫化体外套3与芯轴1之间，使芯轴1、橡胶体2和硫化体外套3形成一个整体。且芯轴1、橡胶体2和硫化体外套3一起围成有一个外侧开口的液压腔6，液压腔6中设置有止挡块4，止挡块4的轴向截面为T字形。止挡块4的上端盖合在硫化体外套3上，将液压腔6密封为一个封闭的空腔，能向封闭的液压腔6中注入液体，从而形成液体与橡胶复合的节点。整体外套5为空心的圆管状，止挡块4和硫化体外套3以预压缩的方式安装在整体外套5中，让整体外套5约束、并压紧止挡块4和硫化体外套3。
止挡块4的截面为T字形，止挡块4包括主体41和盖板42，盖板42无缝连接在主体41的外侧，止挡块4的盖板42两端都设置有止挡台阶口，盖板42的轴向方向和周向方向都设置有止挡台阶口，止挡台阶口包括第二止挡台阶口422和第一止挡台阶口421，第二止挡台阶口422设置在靠近主体41的一端，第一止挡台阶口421设置在远离主体41的一端。
如图1、图5和图6所示，硫化体外套3的一端设置有与所述止挡台阶口相匹配的外套台阶口，硫化体外套3的轴向方向和周向方向都设置有外套台阶口，外套台阶口包括第二外套台阶口32和第一外套台阶口31，止挡块4的盖板42盖合在硫化体外套3上。且第一止挡台阶口421与第一外套台阶口31紧密贴合在一起时，在轴向方向和周向方向上，第二止挡台阶口422与第二外套台阶口32之间都会留有截面为L形的间隔槽71。
本实施例中所指的轴向方向是指的图1中的左右方向，周向方向指的是图3中的整体外套5的圆周方向。因此，图1可以说是液体橡胶复合节点的轴向方向的剖视图，图3则是液体橡胶复合节点的周向方向的剖视图。止挡块4上的轴向方向的止挡台阶口是与硫化体外套3的轴向方向的外套台阶口在形状、尺寸和位置上相匹配；止挡块4上的周向方向的止挡台阶口是与硫化体外套3的周向方向的外套台阶口在形状、尺寸和位置上相匹配。
如图1至图7所示，在截面为L形的间隔槽71中设置有L形的密封条81，止挡块4的盖板42将密封条81压紧在硫化体外套3的第二外套台阶口32处。L形的密封条81的两端分别设置有第一凸块811和第三凸块813，密封条81的中部设置有第二凸块812，止挡块4的盖板42和硫化体外套3一起将第一凸块811、第二凸块812和第三凸块813压紧在间隔槽71中，使密封条81压紧在止挡块4与硫化体外套3之间，对止挡块4与硫化体外套3同时形成三处密封。图7中虚线部分表示的是间隔槽71的形状和尺寸，且图7中表示的是未压紧时的密封条81的形状和尺寸。
硫化体外套3的轴向方向和周向方向的第一外套台阶口31处都设置有向硫化体外套3内侧凹陷的凹槽72，在凹槽72中设置有密封块82，止挡块4的盖板42和硫化体外套3一起将密封块82压紧在间隔槽71中，使密封块82对轴向方向和周向方向的第一外套台阶口31和第一止挡台阶口421进行密封。
本实施例中，L形中间隔槽71在轴向方向和周向方向都有，L形中间隔槽71中设置的L形的密封条81也是在轴向方向和周向方向都有。且L形的密封条81在轴向方向和周向方向上都会依次设置第一凸块811、第二凸块812和第三凸块813，也就是说，L形的密封条81能使液体橡胶复合节点在轴向方向和周向方向都能同时对止挡块4与硫化体外套3形成三处密封。
本实施例在制造液体橡胶复合节点时，是先将整体外套5和硫化体外套3的两端都在轴向方向制成比成品的尺寸大，并在整体外套5和硫化体外套3上都设置相匹配的倒角，便于整体外套5和硫化体外套3的组装导向和增加过盈配合有效长度。从而提高液体橡胶复合节点的密封可靠性，组装后对液体橡胶复合节点进行保压，确保各个部件之间紧密接触。保压后将倒角加工掉，实现组装后液体橡胶复合节点端面无倒角结构，从而确保液体橡胶复合节点整体在轴向方向的长度满足装配要求。通过先延长整体外套5和硫化体外套3在轴向方向的长度，来增加过盈配合有效长度，并在组装后进行保压，来提高液体橡胶复合节点的密封可靠性；接着在保压完成后将倒角加工掉，来减小液体橡胶复合节点在轴向方向的长度，从而充分利用液体橡胶复合节点有限的长度，满足装配要求。
由于液体橡胶复合节点有时会出现液压腔6中的液体的压强激增的情况，因此，为了防止密封条81的三处密封在极限情况下全失效，本实施例中，将止挡块4和硫化体外套3的连接处设置为台阶状，并在第一外套台阶口31处设置凹槽72，在凹槽72中设置有密封块82，从而形成两重密封保护，确保液体橡胶复合节点刚度的稳定性，确保车辆稳定的运行。
显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种液体橡胶复合节点的密封结构，其特征在于，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套、止挡块和整体外套；橡胶体硫化在硫化体外套与芯轴之间并形成一个整体，且芯轴、橡胶体和硫化体外套一起围成有一个外侧开口的液压腔，所述液压腔中设置有止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套有整体外套；止挡块上设置有止挡台阶口，硫化体外套上设置有与所述止挡台阶口相匹配的外套台阶口，止挡块盖合在硫化体外套上，且止挡台阶口与外套台阶口之间设置有密封结构。
2.根据权利要求1所述的一种液体橡胶复合节点的密封结构，其特征在于，止挡块的截面为T字形，止挡块包括主体和盖板，盖板无缝连接在主体的外侧，止挡台阶口设置在T字形止挡块的盖板上；盖板的轴向方向和周向方向都设置有止挡台阶口，止挡台阶口包括第二止挡台阶口和第一止挡台阶口，第二止挡台阶口设置在靠近主体的一端，第一止挡台阶口设置在远离主体的一端。
3.根据权利要求2所述的一种液体橡胶复合节点的密封结构，其特征在于，硫化体外套的轴向方向和周向方向都设置有外套台阶口，外套台阶口包括第二外套台阶口和第一外套台阶口，止挡块的盖板盖合在硫化体外套上；且第一止挡台阶口与第一外套台阶口贴合在一起，在轴向方向和周向方向上，第二止挡台阶口与第二外套台阶口之间都会留有截面为L形的间隔槽。
4.根据权利要求3所述的一种液体橡胶复合节点的密封结构，其特征在于，在截面为L形的间隔槽中设置有L形的密封条，止挡块的盖板将密封条压紧在硫化体外套的第二外套台阶口处。
5.根据权利要求4所述的一种液体橡胶复合节点的密封结构，其特征在于，L形的密封条的两端分别设置有第一凸块和第三凸块，密封条的中部设置有第二凸块，止挡块的盖板和硫化体外套一起将第一凸块、第二凸块和第三凸块压紧在间隔槽中。
6.根据权利要求3所述的一种液体橡胶复合节点的密封结构，其特征在于，硫化体外套的轴向方向和周向方向的第一外套台阶口处都设置有向硫化体外套内侧凹陷的凹槽，在凹槽中设置有密封块，止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封块压紧在间隔槽中。
7.一种液体橡胶复合节点的密封方法，其特征在于，液体橡胶复合节点包括芯轴、橡胶体、硫化体外套、止挡块和整体外套；将橡胶体硫化在硫化体外套与芯轴之间并形成一个整体，且芯轴、橡胶体和硫化体外套一起围成有一个外侧开口的液压腔，在所述液压腔中设置止挡块，在止挡块和硫化体外套的外侧套有整体外套；在止挡块上设置止挡台阶口，并在硫化体外套上设置与所述止挡台阶口相匹配的外套台阶口，在止挡台阶口与外套台阶口之间设置密封结构，将止挡块盖合在硫化体外套上，从而对硫化体外套与止挡块进行密封。
8.根据权利要求7所述的一种液体橡胶复合节点的密封方法，其特征在于，止挡块包括主体和盖板，将盖板无缝连接在主体的外侧，止挡块的截面为T字形，将止挡台阶口设置在T字形止挡块的盖板上；在盖板上靠近主体的一端设置第二止挡台阶口，在盖板上远离主体的一端设置第一止挡台阶口。
9.根据权利要求8所述的一种液体橡胶复合节点的密封方法，其特征在于，在硫化体外套上设置第一外套台阶口，使得止挡块的盖板盖合在硫化体外套上时，第一外套台阶口能与第一止挡台阶口贴合；在硫化体外套上设置第二外套台阶口，使得止挡块的盖板盖合在硫化体外套上时，第一外套台阶口与第一止挡台阶口之间能留出截面为L形的间隔槽。
10.根据权利要求8所述的一种液体橡胶复合节点的密封方法，其特征在于，在L形的间隔槽中设置L形的密封条，并在L形的密封条的两端分别设置有第一凸块和第三凸块，密封条的中部设置有第二凸块，使得止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封条压紧在间隔槽中时，密封条在间隔槽中能同时形成三处密封；在硫化体外套的第一外套台阶口处设置向硫化体外套内侧凹陷的凹槽，在凹槽中设置密封块，止挡块的盖板和硫化体外套一起将密封块压紧在间隔槽中，使密封块对第一外套台阶口和第一止挡台阶口进行密封。
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