CN102518726A

CN102518726A - 一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置

Info

Publication number: CN102518726A
Application number: CN2011104367995A
Authority: CN
Inventors: 郭志军; 范东林; 吴静波; 杨博; 高吭; 李亦轩; 彭俊; 于秀涛
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-06-27

Abstract

一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，该减振装置上连车架，下连车桥。其中的橡胶弹簧由若干个橡胶块和钢板叠加粘合而成。每个橡胶块和钢板都设计成矩形截面（两侧为扇形），各层之间用螺栓连接。上、下连接板的内侧各有一个锥面板。锥面板和螺栓之间采用球面垫圈。该橡胶弹簧在保证车辆悬架的刚度特性和阻尼特性的前提下，能有效减小应力集中，使得悬架具有结构简单、制造简便、生产成本低、使用寿命长等优点。

Description

一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置

技术领域

本发明涉及重型自卸车用的减震装置，具体的说是一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置。

背景技术

平衡悬架是重型自卸车的重要组成部分,它可以保持车轮在复杂路况下的良好接地性，从而提高车辆的动力性和通过性。夹层橡胶弹簧减振装置具有良好的非线性特性，能适应工程车辆在空、满载时轴荷变化大的特点，近年来在工程车辆上逐步得到应用。目前，国内重型自卸车橡胶悬架多采用夹层式橡胶弹簧和沙漏式橡胶弹簧。

夹层式橡胶弹簧和沙漏式橡胶弹簧。沙漏式橡胶弹簧在垂直方向上能提供10-30倍于夹层式橡胶弹簧所能提供的静挠度,而所需的安装高度与夹层式橡胶弹簧相近，但设计制造过程比较复杂，成本较高。夹层式橡胶弹簧结构简单，成本较低，但在实际设计制造中常会存在一些问题。夹层橡胶弹簧中，无论是橡胶元件还是金属配件，如果形状设计不当，都可能引起橡胶弹簧的应力集中，严重时还会导致橡胶弹簧的变形或破裂，使其使用寿命大大缩短。车辆在实际使用过程中需要不断更换新的橡胶弹簧，从而增加使用成本。另外，国内厂家生产的橡胶弹簧质量较差，国外的产品价格昂贵。因此橡胶弹簧的合理设计，可充分发挥其减震功能，并使其具有比较稳定的弹性特性和较高的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，该装置不仅具有重型车辆悬架要求的刚度特性和阻尼特性，而且具有结构简单、制造简便、生产成本低、使用寿命长、使用维护费用少等优点。

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，该减震装置由橡胶弹簧机构和固定机构组成，橡胶弹簧机构通过固定机构设置在车架和车桥之间，所述的橡胶弹簧机构由橡胶板和钢板交替叠加并粘合而成，最外层为橡胶板，橡胶弹簧机构的高度为160—180㎜，橡胶弹簧机构的长宽高比例为10：6：5，其中每块钢板的厚度为3—5㎜，每块橡胶板和钢板均为形状相同的板状结构，该板状结构由四个边合围而成，其中两个相对的边为长度相等的直边，另外两个相对的边为长度相等弧形边，在橡胶板和钢板的中心均设有大小相等的圆孔，所述的固定机构主要由上连接板、下连接板、上锥面板、下锥面板和螺栓组件构成，橡胶弹簧机构设置在上连接板和下连接板之间，橡胶弹簧机构上部和上连接板之间设有上锥面板，橡胶弹簧机构下部和下连接板之间设有下锥面板，螺栓依次穿过上连接板、上锥面板、橡胶弹簧机构上的圆孔、下锥面板和下连接板并通过螺母将以上部件连接呈一体结构。

所述的上锥面板上端面上设有锥形凹槽，螺栓与上锥面板的锥形凹槽面之间设有上球面垫圈。

所述的下锥面板下端面上设有锥形凹槽，螺母与下锥面板的锥形凹槽面之间设有下球面垫圈。

所述的钢板层数为3—10层。

本发明的有益效果是：

其一、该减震装置有橡胶弹簧机构和固定机构组成，橡胶弹簧机构不仅具有重型车辆悬架要求的弹性特性和阻尼特性，而且结构简单、制造简便、生产成本低、使用寿命长、使用维护费用少，适合用作工程车辆的中后悬架的弹性-阻尼元件。在由橡胶板和钢板交替叠加构成的橡胶弹簧机构中，如果橡胶板和钢板的形状设计不当，都可能引起橡胶弹簧的应力集中，严重时还会导致橡胶弹簧的变形或破裂，其次，橡胶板和钢板的厚度也同样关系着该橡胶弹簧的整体性能，试验发现：当橡胶块和钢板形状为两对应边为直边，另外两对边为弧形边时，配合钢板的厚度为3—5毫米时，此时该减震装置使用性能达到最佳。

其二、该橡胶弹簧由若干个橡胶块和钢板叠加粘合而成，在保证垂直刚度的基础上，使得悬架结构简单、生产成本低、使用维护费用少。其次每个橡胶块和钢板都设计成矩形截面（两侧为扇形），可有效减小橡胶弹簧的应力集中，固定机构中在锥面板和螺栓之间采用球面垫圈，可缓解冲击，有效减小应力集中。

附图说明

图1是本发明的结构剖视图。

图中标记：1、上连接板，2、螺栓，3、上球面垫圈，4、上锥面板，5、橡胶板，6、钢板，7、下锥面板，8、下球面垫圈，9、螺母，10、下连接板。

具体实施方式

如图所示，一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，该减震装置由橡胶弹簧机构和固定机构组成，橡胶弹簧机构通过固定机构设置在车架和车桥之间，所述的橡胶弹簧机构由橡胶板5和钢板6交替叠加并粘合而成，最外层为橡胶板，橡胶弹簧机构的高度为160—180㎜，橡胶弹簧机构的长宽高比例为10：6：5，其中每块钢板的厚度为3—5㎜，每块橡胶板和钢板均为形状相同的板状结构，该板状结构由四个边合围而成，其中两个相对的边为长度相等的直边，另外两个相对的边为长度相等弧形边，在橡胶板和钢板的中心均设有大小相等的圆孔，所述的固定机构主要由上连接板1、下连接板10、上锥面板4、下锥面板7和螺栓组件构成，橡胶弹簧机构设置在上连接板1和下连接板10之间，橡胶弹簧机构上部和上连接板1之间设有上锥面板4，橡胶弹簧机构下部和下连接板10之间设有下锥面板7，螺栓2依次穿过上连接板1、上锥面板4、橡胶弹簧机构上的圆孔、下锥面板7和下连接板10并通过螺母9将以上部件连接呈一体结构。

所述的上锥面板4上端面上设有锥形凹槽，螺栓2与上锥面板4的锥形凹槽面之间设有上球面垫圈3，所述的下锥面板7下端面上设有锥形凹槽，螺母9与下锥面板7的锥形凹槽面之间设有下球面垫圈8。

本发明，所述的钢板层数优选用为3—10层，因此橡胶板的层数优选为为4—14层。

本发明，所述的橡胶弹簧机构的厚度为160—180㎜，在具体使用过程中，上连接板上表面和下连接板下表面的高度尺寸为h1=200mm（此尺寸可能会根据悬架空间条件是否允许而微调），上连接板和下连接板厚度均采用h2=15mm厚的16Mn钢板，上连接板下表面和下连接板上表面的高度尺寸为h3=h1-15*2=170mm，也就是说由橡胶板和钢板交替叠加构成的橡胶弹簧机构的厚度为170mm，橡胶板和钢板之间通过硫化的方式粘合而成，橡胶弹簧机构的长宽高比例为10：6：5，每块钢板均采用h4=3～5mm厚度的钢板，与橡胶层均匀夹层分布。因为最外层为橡胶板，所以橡胶板的的层数比钢板的层数大一层，当钢板的数量为n，夹层橡胶的数量为n+1，单层橡胶层的厚度为h5=(h3-h4*n)/(n+1)。

Claims

1.一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，其特征在于：该减震装置由橡胶弹簧机构和固定机构组成，橡胶弹簧机构通过固定机构设置在车架和车桥之间，所述的橡胶弹簧机构由橡胶板（5）和钢板（6）交替叠加并粘合而成，最外层为橡胶板，橡胶弹簧机构的高度为160—180㎜，橡胶弹簧机构的长宽高比例为10：6：5，其中每块钢板的厚度为3—5㎜，每块橡胶板和钢板均为形状相同的板状结构，该板状结构由四个边合围而成，其中两个相对的边为长度相等的直边，另外两个相对的边为长度相等弧形边，在橡胶板和钢板的中心均设有大小相等的圆孔，所述的固定机构主要由上连接板（1）、下连接板（10）、上锥面板（4）、下锥面板（7）和螺栓组件构成，橡胶弹簧机构设置在上连接板（1）和下连接板（10）之间，橡胶弹簧机构上部和上连接板（1）之间设有上锥面板（4），橡胶弹簧机构下部和下连接板（10）之间设有下锥面板（7），螺栓（2）依次穿过上连接板（1）、上锥面板（4）、橡胶弹簧机构上的圆孔、下锥面板（7）和下连接板（10）并通过螺母（9）将以上部件连接呈一体结构。

2.根据权利要求1所述的一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，其特征在于：所述的上锥面板（4）上端面上设有锥形凹槽，螺栓（2）与上锥面板（4）的锥形凹槽面之间设有上球面垫圈（3）。

3.根据权利要求1所述的一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，其特征在于：所述的下锥面板（7）下端面上设有锥形凹槽，螺母（9）与下锥面板（7）的锥形凹槽面之间设有下球面垫圈（8）。

4.根据权利要求1所述的一种重型矿用自卸车平衡悬架橡胶弹簧减振装置，其特征在于：所述的钢板（6）层数为3—10层。