Page 112 - 《橡塑技术与装备》2023年12期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
减少空气弹簧橡胶堆鼓包故障影响的
设计理念探讨
于晓东，姜凌，徐雯学，来庆存
( 青岛博锐智远减振科技有限公司， 山东 青岛 266700)
摘要 ： 为降低轨道车辆用空气弹簧橡胶堆塌陷失效故障的影响，本文提出了一种橡胶堆的优化设计理念，并通过 FEA 计算
及对比试验验证，对这种优化设计理念的有效性进行了说明。
关键词 ： 空气弹簧 ；橡胶堆塌陷失效 ；模拟试验 ；结构优化设计
中图分类号 ： TQ336.42 文章编号 ： 1009-797X(2023)12-0054-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.12.012
1 空气弹簧的结构及功能 橡胶堆将单独承载以提供车辆安全平稳运营所需的垂
空气弹簧是现代轨道车辆二系悬挂的重要减振功 向刚度。
能部件，其中大曲囊型式的空气弹簧主要由上盖组成、
扣环、气囊、橡胶堆、支承座、摩擦块、底座以及其
他部件组成，如图 1 所示。工作时由车辆供风设备向
空气弹簧内部充气，使上盖组成抬升至指定高度，由
于气囊是橡胶柔性部件，充气后空气弹簧可以隔绝车
辆转向架和车体间的振动 [1] 。
图 2 橡胶堆结构组成
2 橡胶堆的塌陷失效原因及影响
空气弹簧在设计时，橡胶堆与支承座间的垂向间
隙（即图 3 种所示 B 尺寸）是一项重要指标，它决定
了橡胶堆在垂直方向上的最大压缩量，当空气弹簧的
供风系统或者空气弹簧本身失效导致内部气体耗尽时，
橡胶堆需要单独承载以提供车辆安全运营所需的垂向
刚度，而实现这一功能的前提是橡胶堆承受最大许用
图 1 空气弹簧结构组成
载荷时垂向间隙必须大于零，否则金属部件之间将直
橡胶堆是空气弹簧的重要组成部分，如图 2 所示， [2]
接硬接触，从而导致橡胶堆的减振功能失效 。
其主要由外套、橡胶层、隔板和芯轴组成，其中胶层
由于橡胶堆的结构特性，胶层与金属部件的接触
为橡胶材质，其他部件为金属材质，胶层与金属部件
面通过黏接固定，存在一定的黏接失效风险，失效时
的接触面通过硫化黏接的方式固定，利用金属部件约
束橡胶形变来实现特定的刚度性能。当空气弹簧的供 作者简介：于晓东（1989-），男， 硕士，工程师，研发主管，
风系统或者空气弹簧本身失效导致内部气体耗尽时， 主要研究方向为轨道车辆用空气弹簧。
收稿日期 ：2023-08-28
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