非線性錐形輔助彈簧及空氣彈簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減震裝置，涉及一種減震用錐形輔助彈簧，以及一種采用該錐形輔助彈簧結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用于軌道車輛的減震用空氣彈簧。
【背景技術(shù)】
[0002]錐形輔助彈簧安裝在車體和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間，因其具有較低的垂向剛度而廣泛應(yīng)用于車輛減震領(lǐng)域用于提高車體的減震性，增強乘坐的舒適感。
[0003]如圖5所示，錐形輔助彈簧由軸芯和彈性介質(zhì)層構(gòu)成，彈性介質(zhì)層內(nèi)間隔設(shè)置有多個隔板層。作用時，車體側(cè)的垂向壓力向下傳遞，由于彈性介質(zhì)層的作用，達到減震的效果。但因垂向剛度較小，如圖6所示，彈性介質(zhì)層的載荷位移接近線性，其在重載和空載下的撓度過大，將導(dǎo)致重載情況下，彈性介質(zhì)層被過渡壓縮，車體下沉損壞其他部件，使用時間過長時，彈性介質(zhì)層將發(fā)生不可恢復(fù)形變，影響錐形輔助彈簧的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種空載和重載下?lián)隙炔钚〉姆蔷€性錐形輔助彈簧，以及一種應(yīng)用于軌道車輛的空氣彈簧。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:非線性錐形輔助彈簧，包括軸芯，軸芯為回轉(zhuǎn)體，為圓錐形或圓錐臺形;還包括環(huán)繞軸芯外周面設(shè)置的輔助彈簧;輔助彈簧為錐形彈性介質(zhì)，由靠近軸芯外周面到遠離軸芯外周面的方向，錐形彈性介質(zhì)內(nèi)間隔設(shè)置有多層隔板層；最靠近軸芯外周面的一層隔板層包括一段平行于軸芯外周面隔板和一段靠近軸芯外周面的隔板，且靠近軸芯外周面的一段隔板位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。
[0006]優(yōu)選的是:與最靠近軸芯外周面一層隔板層相鄰的一層或多層隔板也一段平行于軸芯外周面隔板和一段靠近軸芯外周面的隔板，且靠近軸芯外周面的一段隔板位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。
[0007]空氣彈簧，包括上蓋、承臺，上蓋與承臺之間設(shè)置有彈性膠囊;還包括非線性錐形輔助彈簧;軸芯下端面具有一段與轉(zhuǎn)向架側(cè)安裝的向下的延伸部，錐形彈性介質(zhì)層的外周面裝有一層外套層，外套層與承臺一側(cè)相接。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]本發(fā)明通過對錐形輔助彈簧隔板結(jié)構(gòu)的改進，設(shè)計了一種非線性錐形輔助彈簧的結(jié)構(gòu)。在隔板的結(jié)構(gòu)中增加了一段靠近軸芯外周面的結(jié)構(gòu)，當受到車體側(cè)垂向壓力時，在壓力增大到一定程度后，隔板中靠近軸芯外周面的一段與軸芯接觸，內(nèi)層的彈性介質(zhì)層不再參與變形，，錐形輔助彈簧的載荷剛度瞬間增大，從而降低重載和空載下的撓度差，避免車體下沉損壞其他部件。
【附圖說明】
[0010]圖1為實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明錐形輔助彈簧壓縮曲線。
[0014]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中，錐形輔助彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中，錐形輔助彈簧壓縮曲線。
[0016]圖7為實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，1-軸芯，2-橡膠層1，3_隔板1，301_隔板段，302-隔板段，4-橡膠層II，5-隔板II，501-隔板段，502隔板段，6-橡膠層III，7-外套，8-上蓋，9-承臺，10-彈性膠囊
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行進一步的描述。
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，非線性錐形輔助彈簧，包括軸芯I，軸芯I為回轉(zhuǎn)體，為圓錐臺形。
[0021]還包括環(huán)繞軸芯I外周面設(shè)置的輔助彈簧;輔助彈簧為錐形彈性介質(zhì)，本實施例中采用橡膠層。由靠近軸芯外周面到遠離軸芯外周面的方向，橡膠層內(nèi)間隔設(shè)置有多層隔板層；將橡膠層分割為將膠層和隔板層間隔的結(jié)構(gòu)，即橡膠層12、隔板13、橡膠層114、隔板115、橡膠層II16間隔的結(jié)構(gòu)。橡膠層II16外為外套7層。
[0022]由于軸芯I為圓錐臺形，其包括兩個面積不等的上下端面，本實施例中，圓錐臺面積較大的一個端面，即其較寬的一個端面為軸芯I的下端面，為錐形輔助彈簧靠近轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一側(cè)的安裝面，其相反的一面為靠近車體一側(cè)的安裝面。
[0023]橡膠層12為最靠近軸芯I外周面的彈性介質(zhì)層，隔板13為最靠近軸芯I外周面的隔板層。隔板I包括一段平行于軸芯I外周面隔板段301和一段靠近軸芯外周面的隔板段302，且靠近軸芯外周面的一段隔板段302位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。
[0024]當車體側(cè)的載荷垂向施加時，彈性介質(zhì)層發(fā)生變形。當載荷力大小在一定范圍內(nèi)時，彈性介質(zhì)層的變形不足以使隔板段302與軸芯I接觸，彈性介質(zhì)層的變形接近線性，如圖4的A段所示，當載荷力在O-1OOkN的范圍內(nèi)，彈性介質(zhì)層的垂向位移為0-60mm。當載荷力增加到一定10kN以上，隔板段302與軸芯I接觸，載荷力將不會再使橡膠層12發(fā)生形變，此時，只有橡膠層114和橡膠層III6參與載荷變形，如圖6中B段所示，錐形輔助彈簧的單位載荷位移增加量減小。
[0025]實施例2
[0026]如圖2所示，與實施例1不同的是，隔板115也包括一段平行于軸芯I外周面隔板段501和一段靠近軸芯外周面的隔板段502，且靠近軸芯I外周面的一段隔板段502位于靠近軸芯I較寬端面的一側(cè)，即與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝的一側(cè)。
[0027]與實施例1的工作原理相同，當車體側(cè)的垂向載荷增加到一段程度后，隔板段302與軸芯I接觸，隔板段502與隔板3接觸，橡膠層12和橡膠層114均不在參與垂向變形。
[0028]實施例3
[0029]與實施例1和實施例2不同的是，軸芯I面積較大的一個端面為其上端面，為靠近車體一側(cè)的安裝面，相反的一面為靠近轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一側(cè)的安裝面。
[0030]如圖3所示，橡膠層12為最靠近軸芯I外周面的彈性介質(zhì)層，隔板13為最靠近軸芯I外周面的隔板層。隔板I包括一段平行于軸芯I外周面隔板段301和一段靠近軸芯外周面的隔板段302，且靠近軸芯外周面的一段隔板段302位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。
[0031]其工作原理同實施例1。
[0032]實施例4
[0033]空氣彈簧，用于軌道車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。包括上蓋8、承臺9，上蓋8與承臺9之間設(shè)置有彈性膠囊10，實施例1或?qū)嵤├?或?qū)嵤├?中的非線性錐形輔助彈簧;上蓋一側(cè)具有向上的延伸部，用于空氣彈簧與車體側(cè)的安裝，軸芯I下端面具有一段與轉(zhuǎn)向架側(cè)安裝的向下的延伸部，錐形彈性介質(zhì)層的外周面裝有一層外套7層，外套層7與承臺9 一側(cè)相接。
[0034]軌道車輛運行時，車體側(cè)的壓力由上蓋8向下加載在空氣彈簧上，由于隔板段302限制了橡膠層I的形變，避免過多的垂向承載力施加在彈性介質(zhì)層，避免車體下沉損壞其他部件。
【主權(quán)項】
1.非線性錐形輔助彈簧，包括軸芯，所述軸芯為回轉(zhuǎn)體，為圓錐形或圓錐臺形；還包括環(huán)繞軸芯外周面設(shè)置的輔助彈簧;所述輔助彈簧為錐形彈性介質(zhì)，由靠近軸芯外周面到遠離軸芯外周面的方向，錐形彈性介質(zhì)內(nèi)間隔設(shè)置有多層隔板層;其特征在于:最靠近軸芯外周面的一層隔板層包括一段平行于軸芯外周面隔板和一段靠近軸芯外周面的隔板，且靠近軸芯外周面的一段隔板位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的非線性錐形輔助彈簧，其特征在于:與最靠近軸芯外周面一層隔板層相鄰的一層或多層隔板也一段平行于軸芯外周面隔板和一段靠近軸芯外周面的隔板，且靠近軸芯外周面的一段隔板位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。3.空氣彈簧，包括上蓋、承臺，上蓋與承臺之間設(shè)置有彈性膠囊，其特征在于:還包括權(quán)利要求I或權(quán)利要求2任意一項所述的非線性錐形輔助彈簧;所述軸芯下端面具有一段與轉(zhuǎn)向架側(cè)安裝的向下的延伸部，所述錐形彈性介質(zhì)層的外周面裝有一層外套層，外套層與承臺一側(cè)相接。
【專利摘要】非線性錐形輔助彈簧，包括軸芯，所述軸芯為回轉(zhuǎn)體，為圓錐形或圓錐臺形；還包括環(huán)繞軸芯外周面設(shè)置的輔助彈簧；所述輔助彈簧為錐形彈性介質(zhì)，由靠近軸芯外周面到遠離軸芯外周面的方向，錐形彈性介質(zhì)內(nèi)間隔設(shè)置有多層隔板層；最靠近軸芯外周面的一層隔板層包括一段平行于軸芯外周面隔板和一段靠近軸芯外周面的隔板，且靠近軸芯外周面的一段隔板位于靠近軸芯較寬端面的一側(cè)。本發(fā)明同時還提供了一種采用非線性錐形輔助彈簧的空氣彈簧，通過對錐形輔助彈簧隔板結(jié)構(gòu)的改進，設(shè)計了一種非線性錐形輔助彈簧的結(jié)構(gòu)，降低重載和空載下的撓度差，避免車體下沉損壞其他部件。
【IPC分類】F16F9/04
【公開號】CN105626736
【申請?zhí)枴緾N201610127340
【發(fā)明人】劉萬強, 李雪冰, 王國棟, 劉志坡
【申請人】青島思銳科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月7日