一种扭力胶芯结构及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种扭力胶芯结构及其制备方法，属于载重汽车或客车类底盘推力杆技术领域。


背景技术：

2.推力杆主要应用在载重汽车或客车的非独立悬架的单轴或双后桥重型汽车上，连接着车架与车桥，主要作用是为了克服钢板弹簧(或空气弹簧)传递垂直力和侧向力，而扭力胶芯起到减震缓冲作用，防止推力杆承受力损坏，在转弯、通过凹凸坑道等时可起到平衡稳定车辆作用。
3.推力杆实际使用环境，存在恶劣的路况及多粉尘、风沙、泥水及高低温差，因此要求推力杆扭力胶芯具有更好的减震耐磨性能、较高的承受交变的径向和轴向载荷能力、较大的摆动角度和旋转角度、较高的承受高频冲击能力、较少的维护、较高的寿命、高温差等。但是，传统的推力杆扭力胶芯难以满足该领域使用要求。
4.现有的推力杆普遍存在以下问题：（1）连接球销摆动和旋转只能靠橡胶变形来实现，变形量有限，橡胶容易与连接球销发生撕裂，导致脱落，使减震效果明显下降，甚至扭力胶芯无法工作；（2）传统扭力胶芯连接球销与橡胶直接硫化，车辆减震效果存在延时性，减震效果不佳；（3）传统扭力胶芯橡胶运作时通过橡胶变形来实现，长时间工作后，高温会加剧橡胶老化导致减震效果下降；（4）传统扭力胶芯无法精确控制初始扭矩，无法满足特殊工况要求。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种扭力胶芯结构及其制备方法，解决了扭力胶芯的易磨损、承载能力不足、摆动和旋转角度小、无法承受高频冲击能力、寿命低、无法精确控制初始扭矩等问题，保证推力杆运转稳定。
6.本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的：本发明的第一个目的是提供一种扭力胶芯结构，包括：连接件，具有球体；弹性体，包覆于所述球体；自润滑轴套，位于球体与弹性体之间，并与球体构成滑动摩擦副；外圈，位于自润滑轴套与弹性体之间；两个挡圈，分别从连接件两端套入，并分别位于弹性体的两端。
7.进一步的，所述连接件的两端分别设有与外部相连的连接孔，所述球体位于连接件中部，形成连接球销。
8.进一步的，所述连接球销由钢材制成。
9.进一步的，所述弹性体为添加抗老化剂、炭黑的天然橡胶制成。
10.采用上述方案，连接件工作时，球体的球面与自润滑轴套对磨，降低摩擦系数。在弹性体变形的基础上，本发明还依赖于类似内嵌式关节轴承的扭力胶芯结构，共同实现连接件的摆动和旋转，可大幅提升减震、耐磨、承载性能、增大摆动角度及增大旋转角度。
11.进一步的，还包括外圈，外圈由钢材制成；所述弹性体的内壁设有安装外圈的第一容腔，外圈位于第一容腔内，第一容腔呈环状，其两侧端分别设有挡边，以对外圈限位。
12.进一步的，所述外圈的外壁涂有粘合剂，以使外圈与弹性体形成一体。
13.进一步的，所述外圈的内壁设有安装自润滑轴套的第二容腔，自润滑轴套位于第二容腔内，第二容腔呈环状，其两侧端分别设有挡边，以对自润滑轴套限位。
14.进一步的，由轴套内壁设置自润滑材料层，形成自润滑轴套，可采用由钢板制成的轴套，在轴套内壁、与球体接触的一面烧结ptfe自润滑材料层。外圈与连接球销中间增设自润滑轴套，该结构可以起到润滑作用，可降低工作时扭转及摆动时摩擦系数。
15.进一步的，两个挡圈采用钢挡圈，两个挡圈的内壁分别涂有粘合剂，使挡圈与弹性体连成一体。
16.进一步的，所述连接球销的颈部涂有润滑剂，可保证球销旋转时降低摩擦系数，又不影响硫化性能、密封性能。连接球销的颈部，即连接球销上球体两端的过渡段，也是连接球销与弹性体接触区域。
17.进一步的，所述润滑剂采用二硫化钼，在球销旋转的时候可以降低颈部与弹性体的摩擦力，防止长时间旋转导致橡胶磨损，降低橡胶密封性。
18.进一步的，所述挡圈在圆周方向上向内凹，在其外侧端形成环形凹槽，在其内侧端形成环形凸起（与弹性体接触面），使挡圈形成定位挡。定位挡的设置一方面可以对弹性体进行约束，另一方面可以便于与外部球铰壳体的装配。
19.本发明的第二个目的是提供一种扭力胶芯结构的制备方法：首先，将自润滑轴套、连接件、外圈通过挤压成型进行装配，使外圈位于连接件的球体外，自润滑轴套位于外圈、球体之间；接着，在两个挡圈内壁涂粘合剂，在外圈外壁涂粘合剂，在连接件颈部涂润滑剂；然后，将两个挡圈分别从连接件两端套入，并对称置于球体的两侧，两个挡圈、连接件、外圈之间形成第三容腔；最后，将弹性材料（添加抗老化剂、炭黑的天然橡胶）经硫化注塑机注塑在第三容腔内，形成弹性体。
20.采用上述方案，外圈外球面涂抹粘合剂，球销颈部涂二硫化钼，外圈、自润滑轴套、连接球销在橡胶硫化前预先成型，可防止硫化时橡胶进入球面内部，使硫化工艺更加简单、方便，还可根据使用工况要求，精确控制初始扭矩，钢挡圈双向连接，内壁涂抹粘合剂进行橡胶硫化。
21.本发明的有益效果为：（1）通过挤压，在外圈与连接球销中间增设自润滑，自润滑轴套均匀的贴在连接球销球面上，可降低工作时扭转及摆动时摩擦系数，且耐高温，提升使用寿命，并可根据使用工况要求，精确控制初始扭矩。
22.（2）硫化前外圈、自润滑轴套、连接球销预先成型，防止硫化时橡胶进入球面内部，使硫化工艺更加简单、方便。
23.（3）自润滑轴套与连接球销构成了一对滑动摩擦副，扭力胶芯工作表面承载能力
更大，既能做低速摆动，又能做万向倾斜、迂回摆动。
24.（4）连接球销摆动时，靠连接球销颈部橡胶的弹力进行减震缓冲，并通过球面和自润滑轴套的滑动摩擦，增大摆动角，代替了传统扭力胶芯仅能通过连接球销和橡胶的撕扯力进行摆动，保证推力杆运转更均匀、更稳定。
25.（5）连接球销旋转时，通过球面和自润滑轴套的滑动摩擦，可360
°
全方位旋转，代替了传统扭力胶芯仅能通过连接球销和橡胶的撕扯力进行小幅度旋转，极大的增加了旋转角度。
26.（6）连接球销颈部采用专有配方涂层，可保证球销旋转时降低摩擦系数，又不影响硫化性能、密封性能。
附图说明
27.图1为本发明一种扭力胶芯结构的主视图；图2为图1中局部放大图；图3为本发明一种扭力胶芯结构与外部球铰壳体的装配示意图；图中：1-连接球销，2-钢挡圈，3-橡胶，4-外圈，5-自润滑轴套，6-连接球销的颈部，7-卡簧，8-球铰壳体。
具体实施方式
28.下面结合附图以及具体实施例对本发明专利作进一步的说明，但本发明专利的保护范围并不限于此。
29.如图1所示，一种扭力胶芯结构，包括自润滑轴套5、外圈4、两个钢挡圈2、连接球销1、橡胶3。
30.在本发明的一个实施例中，连接球销由42crmo钢材制成。
31.在本发明的一个实施例中，橡胶为添加抗老化剂、炭黑的天然橡胶制成。
32.在本发明的一个实施例中，外圈由45号钢制成。
33.在本发明的一个实施例中，由钢板制成的轴套，在轴套内壁、与球体接触的一面烧结ptfe自润滑材料层，形成自润滑轴套，自润滑轴套内壁设有ptfe，与连接球销球面配合，采用滑动摩擦方式，降低摩擦系数，可360
°
旋转使用，不易磨损，且耐高温，可有效提升使用寿命。
34.橡胶的内壁设有第一容腔，外圈位于第一容腔内，外圈的外壁涂有粘合剂，使外圈与弹性体连成一体。外圈的内壁设有第二容腔，自润滑轴套位于第二容腔内。第一、第二容腔分别呈环状，其两侧端分别设有挡边，以便限位。
35.两个钢挡圈分别从连接球销两端套入，并分别位于弹性体的两端，钢挡圈的内壁涂有粘合剂，使挡圈与弹性体连成一体。
36.如图2所示，连接球销的颈部6涂有润滑剂，在本发明的一个实施例中，润滑剂采用二硫化钼。
37.在本发明的一个实施例中，挡圈沿圆周方向上向内凹，形成定位挡。如图3所示，定位挡的外侧端可便于球铰壳体8、卡簧7进行装配。将扭力胶芯放入球铰壳体内，先将扭力胶芯过盈装入球铰壳体座孔，扭力胶芯轴向径向均采用过盈配合，最后将卡簧装入球铰壳体卡簧槽内，卡簧可防止扭力胶芯与球铰壳体在轴向上位移。
38.在本发明的一个实施例中，首先将自润滑轴套、连接球销、外圈通过挤压成型进行装配，然后将两个钢挡圈分别从连接球销两端套入，最后通过硫化注塑机将橡胶硫化在钢挡圈、外圈、连接球销之间形成的第三容腔内，如图1所示。
39.如图2所示，硫化前在外圈外球面喷涂粘合剂，确保硫化后外圈与橡胶结合力满足使用要求。硫化前在钢挡圈内壁上涂抹粘合剂，可增加橡胶与钢挡圈结合力。连接球销颈部采用二硫化钼，可保证球销旋转时降低摩擦系数，又不影响硫化性能、密封性能。
40.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种扭力胶芯结构，其特征是，包括：连接件，具有球体；弹性体，包覆于所述球体；自润滑轴套，位于球体与弹性体之间，并与球体构成滑动摩擦副。2.根据权利要求1所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，还包括外圈；所述外圈位于自润滑轴套与弹性体之间。3.根据权利要求2所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，所述弹性体的内壁设有第一容腔，以便外圈的安装；所述外圈的内壁设有第二容腔，以便自润滑轴套的安装。4.根据权利要求2或3所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，所述外圈的外壁涂有粘合剂。5.根据权利要求2或3所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，还包括两个挡圈；两个挡圈分别从连接件两端套入，并分别位于弹性体的两端。6.根据权利要求5所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，两个挡圈的内壁分别涂有粘合剂。7.根据权利要求5所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，所述连接件的颈部涂有润滑剂。8.根据权利要求1所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，由轴套内壁设置自润滑材料层，形成自润滑轴套。9.根据权利要求5所述的一种扭力胶芯结构，其特征是，所述挡圈在圆周方向上向内凹，在其外侧端形成环形凹槽。10.一种扭力胶芯结构的制备方法，其特征是，包括以下步骤：首先，将自润滑轴套、连接件、外圈通过挤压成型进行装配，使外圈位于连接件的球体外，自润滑轴套位于外圈、球体之间；接着，在两个挡圈内壁涂粘合剂，在外圈外壁涂粘合剂，在连接件颈部涂润滑剂；然后，将两个挡圈分别从连接件两端套入，并对称置于球体的两侧，两个挡圈、连接件、外圈之间形成第三容腔；最后，将弹性材料注塑在第三容腔内，形成弹性体。

技术总结
一种扭力胶芯结构及其制备方法，属于载重汽车或客车类底盘推力杆技术领域。包括：连接件，具有球体；弹性体，包覆于所述球体；自润滑轴套，位于球体与弹性体之间，并与球体构成滑动摩擦副。本发明解决了扭力胶芯的易磨损、承载能力不足、摆动和旋转角度小、无法承受高频冲击能力、寿命低、无法精确控制初始扭矩等问题，保证推力杆运转稳定。保证推力杆运转稳定。保证推力杆运转稳定。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：江苏希西维轴承有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/6