本實用新型涉及一種橡膠襯套及使用該襯套的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)和客車。

背景技術：

在軸孔配合的運動部件中，為減少軸或孔的磨損，通常配有襯套。與金屬襯套相比，橡膠襯套屬于典型的非線性材料，因而用橡膠襯套制作而成的彈性元件在剛度性能方面也會表現(xiàn)出非線性。比如，如圖1所示，剛彈簧在使用極限內，其載荷與變形的比值（即剛度）是一個常數(shù)（即線性變化），而橡膠彈性元件則不同，如圖2所示，其載荷與變形的比值（即剛度）是不斷變化的（即非線性變化）。

現(xiàn)有橡膠襯套的結構授權公告號為CN203186015U、名稱為用于汽車懸架A型擺臂的連接襯套，包括內金屬軸套支承件、外金屬軸套支承件及作為中間變形件的橡膠支承件，其中，橡膠支承件為實心結構。也有如申請公布號為CN102166932A、名稱為汽車懸架系統(tǒng)的擺臂總成襯套，包括金屬外骨架、金屬內骨架和位于內外骨架之間的橡膠層，橡膠層作為中間變形層實現(xiàn)襯套的彈性變形，三者通過硫化相互粘接成一體，橡膠層上開設有軸向貫通的通孔。這些橡膠襯套在使用時表現(xiàn)出明顯的非線性，其性能也能基本滿足各種工況的使用要求。

將上述橡膠襯套作為橫向穩(wěn)定桿吊桿襯套應用在橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)中，U形的橫向穩(wěn)定桿安裝在車橋上，橫向穩(wěn)定桿兩端分別通過吊桿與車架上設有的支架傳動連接，吊桿下端與橫向穩(wěn)定桿連接、另一端通過吊桿襯套與支架連接。橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)主要是在車體側傾較大時提供較大的扭轉阻力，用于提高汽車抗側傾性能。選用橡膠襯套作為吊桿襯套不僅了保證吊桿與支架的轉動裝配，并且，在車輛傾角較大時，橡膠襯套可有效提高橫向穩(wěn)定桿剛度性能，提高橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的抗側傾性能。雖然現(xiàn)有的橡膠襯套也為非線性的變化，但其非線性變化程度較小，在車體側傾角度迅速變化時，一般橡膠襯套的剛度變化跟不上車體側傾的突變，影響橫向穩(wěn)定桿的抗側傾性能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種橡膠襯套，以解決現(xiàn)有技術中橡膠襯套剛度非線性變化程度較小進而跟不上車體側傾突變的技術問題；同時，本實用新型還提供一種使用上述橡膠襯套的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)和客車。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的橡膠襯套的技術方案是：一種橡膠襯套，包括由內向外硫化固定在一起的芯軸、中間變形層及外金屬骨架，所述芯軸上同軸設置有鉸接結構，中間變形層包括內橡膠層、外橡膠層及布置在內外橡膠層之間的內金屬骨架，內橡膠層硫化固定在芯軸上，內金屬骨架硫化固定在內橡膠層上，外橡膠層硫化固定在內金屬骨架上。

所述內金屬骨架為內金屬套。

所述芯軸為軸套結構，所述鉸接結構為同軸固設于芯軸內孔中的鉸接套或鉸接軸，所述芯軸的中間部位向外突起以形成鼓形軸套段，鼓形軸套段的內側面與所述鉸接套或鉸接軸之間留有緩沖間隙。

所述內橡膠層和所述內金屬骨架上具有與所述鼓形軸套段對應的外突變形段。

本實用新型所提供的使用上述橡膠襯套的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的技術方案是：橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)，包括用于安裝在車橋上的橫向穩(wěn)定桿、用于安裝在車架上的穩(wěn)定桿支架及穩(wěn)定桿吊桿，穩(wěn)定桿吊桿一端與橫向穩(wěn)定桿鉸接、另一端通過橡膠襯套與穩(wěn)定桿支架連接，橡膠襯套包括由內向外硫化固定在一起的芯軸、中間變形層及外金屬骨架，外金屬骨架與所述穩(wěn)定桿支架固定連接，所述芯軸上同軸設有與所述穩(wěn)定桿吊桿鉸接連接的鉸接結構，中間變形層包括內橡膠層、外橡膠層及布置在內外橡膠層之間的內金屬骨架，內橡膠層硫化固定在芯軸上，內金屬骨架硫化固定在內橡膠層上，外橡膠層硫化固定在內金屬骨架上。

所述內金屬骨架為內金屬套。

所述芯軸為軸套結構，所述鉸接結構為同軸固設于芯軸內孔中的鉸接套或鉸接軸，所述芯軸的中間部位向外突起以形成鼓形軸套段，鼓形軸套段的內側面與所述鉸接套或鉸接軸之間留有緩沖間隙。

本實用新型所提供的使用上述橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的客車的技術方案是：客車，包括車橋、車架和橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)，橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)包括安裝在車橋上的橫向穩(wěn)定桿、安裝在車架上的穩(wěn)定桿支架及穩(wěn)定桿吊桿，穩(wěn)定桿吊桿一端與橫向穩(wěn)定桿鉸接、另一端通過橡膠襯套與穩(wěn)定桿支架連接，橡膠襯套包括由內向外硫化固定在一起的芯軸、中間變形層及外金屬骨架，外金屬骨架與所述穩(wěn)定桿支架固定連接，所述芯軸上同軸設有與所述穩(wěn)定桿吊桿鉸接連接的鉸接結構，中間變形層包括內橡膠層、外橡膠層及布置在內外橡膠層之間的內金屬骨架，內橡膠層硫化固定在芯軸上，內金屬骨架硫化固定在內橡膠層上，外橡膠層硫化固定在內金屬骨架上。

所述內金屬骨架為內金屬套。

所述芯軸為軸套結構，所述鉸接結構為同軸固設于芯軸內孔中的鉸接套或鉸接軸，所述芯軸的中間部位向外突起以形成鼓形軸套段，鼓形軸套段的內側面與所述鉸接套或鉸接軸之間留有緩沖間隙。

本實用新型的有益效果是：本實用新型所提供的橡膠襯套中，芯軸上同軸設有鉸接結構，位于芯軸和外金屬骨架之間的中間變形層包括內、外橡膠層及布置在兩橡膠層之間的內金屬骨架，利用芯軸的鉸接結構與對應橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)中的穩(wěn)定桿吊桿裝配，在車輛起伏較小時，橫向穩(wěn)定桿出現(xiàn)微小擺動，鉸接結構使得穩(wěn)定桿吊桿與橡膠襯套之間存在一定轉動余量，此時，芯軸不會扭轉，橡膠襯套處于零剛度區(qū)，不會因為車橋輕微的起伏波動而影響到車架，提高舒適性。車輛出現(xiàn)側傾時，橫向穩(wěn)定桿變形增大，穩(wěn)定桿吊桿繼續(xù)轉動直至與橡膠襯套形成剛性配合，穩(wěn)定桿吊桿將帶動橡膠襯套的芯軸產生扭轉，這種扭轉變形會使得橡膠襯套產生相應變形。由于內金屬骨架的存在，在車輛出現(xiàn)小側傾時，芯軸扭轉變形小，只有內橡膠層變形，橡膠襯套提供小側傾剛度，橡膠襯套處于低剛度區(qū)，提高車輛乘坐舒適性、當車輛出現(xiàn)大側傾時，芯軸扭轉變形大，外橡膠層也出現(xiàn)變形，橡膠襯套則提供大側傾剛度，橡膠襯套則處于高剛度區(qū)，提高車輛行駛安全性，提升橡膠襯套徑向及扭轉疲勞，并提高橡膠襯套的使用壽命。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的剛彈簧的載荷與變形曲線圖；

圖2為現(xiàn)有的橡膠彈性元件的載荷與變形曲線圖；

圖3為本實用新型所提供的具有橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的客車的一種實施例的結構示意圖；

圖4為圖3中吊桿與支架連接結構示意圖；

圖5為圖4中橡膠襯套的結構示意圖；

圖6為圖5所示橡膠襯套的剖視圖；

圖7為圖5所示橡膠襯套的剛度曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步說明。

本實用新型所提供的具有橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的客車的具體實施例，如圖3至圖7所示，該實施例中的客車包括車架1和通過空氣懸掛系統(tǒng)安裝在車架上的車橋6，為提高整車抗側傾性能，在車橋和車架之間設有橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)，該橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)包括安裝在車橋上的橫向穩(wěn)定桿5、安裝在車架上的穩(wěn)定桿支架2及穩(wěn)定桿吊桿4，橫向穩(wěn)定桿5整體上呈U形，橫向穩(wěn)定桿包括中間橫桿和一體布置在中間橫桿兩端的端部縱桿，橫向穩(wěn)定桿5結構與現(xiàn)有技術中汽車上的橫向穩(wěn)定桿結構相同，在此不再贅述。穩(wěn)定桿支架2固設在車架1上，穩(wěn)定桿吊桿4的下端與橫向穩(wěn)定桿5的端部縱桿鉸接、另一端通過橡膠襯套3與穩(wěn)定桿支架2連接。

橡膠襯套3的結構如圖5、圖6所示，橡膠襯套3包括由內向外硫化固定在一起的芯軸9、中間變形層及外金屬骨架7，外金屬骨架7為與穩(wěn)定桿支架2固定連接的外金屬套，芯軸9具體為空心的軸套結構，芯軸9的內孔中同軸設有作為鉸接結構的鉸接套10，橡膠襯套3通過穿裝在鉸接套中的銷軸10與穩(wěn)定桿吊桿4連接。

橡膠襯套3的中間變形層包括內橡膠層11、外橡膠層12及布置在內外橡膠層之間的作為內金屬骨架的內金屬套8，內橡膠層11硫化固定在芯軸9上，內金屬套8硫化固定在內橡膠層11上，外橡膠層12硫化固定在內金屬套8上，外金屬骨架7硫化固定在外橡膠層12上。

并且，為增加硫化面積，提高橡膠襯套疲勞，芯軸9的中間部位向外突起以形成鼓形軸套段91，在鼓形軸套段91的內側面與鉸接套之間留有緩沖間隙13。對應的，內橡膠層11和內金屬套8上具有與鼓形軸套段91對應的外突變形段。

本實施例所提供的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)中，穩(wěn)定桿吊桿通過橡膠襯套與支架連接，車輛在通過坑洼路面時，當車輛起伏較小時，橫向穩(wěn)定桿的端部縱桿會出現(xiàn)微小擺動，由于橡膠襯套通過銷軸與吊桿連接，銷軸可在鉸接套中轉動，此時，橡膠襯套處于零剛度區(qū)S₁，不會因為車橋輕微的起伏波動而影響到車架，提高舒適性。

車輛出現(xiàn)側傾時，橫向穩(wěn)定桿變形增大，穩(wěn)定桿吊桿繼續(xù)轉動直至通過銷軸與橡膠襯套形成剛性配合，穩(wěn)定桿吊桿將通過銷軸帶動橡膠襯套的芯軸產生扭轉，這種扭轉變形會使得橡膠產生相應的變形。由于內金屬套的存在，在車輛出現(xiàn)小側傾時，只有內橡膠層變形，橡膠襯套提供小側傾剛度，橡膠襯套處于低剛度區(qū)S₂，提高車輛乘坐舒適性、當車輛出現(xiàn)大側傾時，外橡膠層也出現(xiàn)變形，橡膠襯套則提供大側傾剛度，橡膠襯套則處于高剛度區(qū)S₃，提高車輛行駛安全性，提升橡膠襯套徑向及扭轉疲勞，并提高橡膠襯套的使用壽命。

而且，本實施例種，芯軸的中間部位向外突起以形成鼓形軸套段，不僅可增大硫化面積，而且，通過改善芯軸結構受力，預留緩沖間隙，有效提高橡膠襯套疲勞性，避免橡膠襯套提前損壞，產生車輛異響，提升橡膠襯套使用壽命。

本實施例中，橡膠襯套的內金屬骨架為內金屬套，在其他實施例中，內金屬骨架也可為金屬框架結構。

本實施例中，芯軸上同軸設置的鉸接結構為用于與銷軸配套使用的鉸接套，在其他實施例中，芯軸上的鉸接結構也可為布置在芯軸內孔中的鉸接軸。

本實施例中，芯軸的中間部位向外突起以形成鼓形軸套段，在其他實施例中，芯軸也可采用現(xiàn)有技術中橡膠襯套的芯軸。

本實用新型還提供一種橡膠襯套的實施例，該實施例中的橡膠襯套的結構與上述客車實施例中的橡膠襯套的結構相同，在此不再贅述。

橡膠襯套不僅可應用在橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)中，還可應用在汽車的橫向或縱向推力桿上。

本實用新型還提供一種橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的實施例，該實施例中的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)與上述客車實施例中的橫向穩(wěn)定桿系統(tǒng)的結構相同，在此不再贅述。