CN108547903A - 一种提供横向刚度的空气弹簧 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提供横向刚度的空气弹簧，包括上盖板、下底板、橡胶气囊、止挡座和橡胶堆；所述的上盖板呈“十”字形，上盖板包括顶板、顶板上设置的圆台以及顶板下设置的阻尼柱，圆台开设进气孔，阻尼柱设置阻尼孔，阻尼孔与进气孔连通；止挡座置于橡胶堆上，左右两侧分别设置橡胶气囊，橡胶气囊分别与上盖板和止挡座密封固定；所述的止挡座截面呈阶梯形，橡胶气囊固定在止挡座的第一级阶梯上；在止挡座的第二级阶梯上通过螺钉安装磨耗板；橡胶气囊中设置钢带。本发明采用了在空气弹簧气囊中设置钢带，可提供空气弹簧的横向刚度；在止挡座上增加磨耗板，磨耗板可支撑车体和降低空气弹簧横向位置造成的磨损，提高空气弹簧的使用耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种提供横向刚度的空气弹簧。
背景技术
空气弹簧是利用橡胶气囊内部压缩空气的反作用为弹性恢复力的一种弹性元件。广泛应用于交通运输工具的悬挂系统，它能够实现缓冲、减振、隔振。空气弹簧具有非线性特性，可将其特性曲线设计成理想形状；空气弹簧质量轻，内摩擦小，对高频振动有很好的隔振消声能力；空气弹簧的刚度和承载能力可以通过调节橡胶气囊的内压力来调整；城市轨道交通车辆行驶于城市地面、地下或高架线路上，要求其噪声低、减振性能好，并且有适应车辆载重变化较大的能力，为此，空气弹簧获得了广泛应用。磁悬浮列车是一种新型的非地面接触式交通方式，具有噪声低、振动小、无污染、运行安全、爬坡能力强和转弯半径小等特点，越来越受到重视，当然，空气弹簧的应用是非常关键的技术。磁悬浮车辆空气弹簧及悬挂装置数量多，在车辆上的布局比较复杂，与其他交通车辆的空气弹簧和悬挂装置有很大的不同，该装置的采用改善了磁浮列车的乘坐舒适性和平稳性，为磁浮列车的研究和实际应用起到了积极作用。
现运行的磁浮列车上的空气弹簧存在横向间隙和垂向间隙，具有横向和垂向的缓冲、减振、隔振功能，对列车车体提供横向和横向的刚度和承载。垂向刚度是通过调节橡胶气囊的内压力来调整，横向刚度是通过橡胶气囊横向变形后的反作用力和橡胶堆的受力反作用力来提供。由于橡胶气囊横向变形所提供的反作用力比较小，在列车过弯或有横向受力的情况下，车体横向位移较大，对整车的乘坐舒适性和平稳性有影响。在垂向方面，在气路无气压和出现异常时，空气弹簧内部上盖板与下止挡板之间存在刚性接触，对空气弹簧的内部冲击较大，对其使用寿命有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明采用了在气囊内部的横向方向增加钢带，以提高空气弹簧的整体横向刚度，可以有效的减小车辆运行时横向的振动冲击；另外，在止挡座上增加磨耗板，在空气弹簧垂向变现过大的情况下，可以减小上盖板底部与止挡座之间的磨损，提高空气弹簧的使用寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提供横向刚度的空气弹簧，包括上盖板、下底板、橡胶气囊、止挡座和橡胶堆；
所述的上盖板呈“十”字形，上盖板包括顶板、顶板上设置的圆台以及顶板下设置的阻尼柱，圆台上开设进气孔，阻尼柱设置阻尼孔，阻尼孔与进气孔连通；
止挡座置于橡胶堆上，左右两侧分别设置橡胶气囊，橡胶气囊分别与上盖板和止挡座密封固定；
所述的止挡座截面呈阶梯形，橡胶气囊固定在止挡座的第一级阶梯上；
在止挡座的第二级阶梯上通过螺钉安装磨耗板；橡胶气囊中设置钢带。
作为优选方式，所述的磨耗板上设置安装槽，安装槽底部设置连接孔，螺钉穿过连接孔固定在止挡座上。
作为优选方式，磨耗板安装后，安装槽的槽壁顶端高于螺钉顶部；所述的螺钉为沉头螺钉。作为优选方式，橡胶气囊的内部设置钢带，钢带设置在橡胶气囊的中部。
作为优选方式，阻尼孔的孔径比进气孔的孔径小。
作为优选方式，橡胶堆的中部设置容置腔，阻尼孔深入该容置腔中。
作为优选方式，圆台安装于磁浮列车车体的滑台中作为整个装置的上连接部件；下底板安装在磁浮列车的悬浮架主梁上。
作为优选方式，阻尼柱外壁与橡胶堆容置腔的内壁之间距离范围为0mm～20mm。
作为优选方式，橡胶堆顶部设置有止挡座，止挡座与阻尼柱之间存间隙，间隙的宽度范围为0mm～25mm。
作为优选方式，安装板为圆板，圆板上设置6个均匀分布的安装孔，安装孔用于与磁浮列车的悬浮架主梁连接。
作为优选方式，橡胶堆包括橡胶主体和安装部，橡胶主体上设置有加强钢板；橡胶主体和安装部构成L形接触面，L形接触面与止挡座固定。
作为优选方式，橡胶气囊的两端大，中间小。
作为优选方式，橡胶堆与止挡座硫化在一起，橡胶堆下端与下底板硫化在一起。
本发明的有益效果是：
本发明采用了在空气弹簧气囊中设置钢带，可提供空气弹簧的横向刚度，提高对磁浮列车的乘坐舒适性和平稳性都会产生影响。
在止挡座上增加磨耗板，在气路无气压和出现异常时，磨耗板会与上盖板底部接触，磨耗板可支撑车体和降低空气弹簧横向位置造成的磨损，提高空气弹簧的使用耐久性。提高了磁浮列车的空气弹簧的使用寿命。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中，1-上盖板，2-阻尼孔，3-橡胶气囊，4-钢带，5-磨耗板，6-沉头螺钉，7-止挡座，8-橡胶堆，9-下底板。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种提供横向刚度的空气弹簧，包括上盖板1、下底板9、橡胶气囊3、止挡座7和橡胶堆8；
所述的上盖板1呈“十”字形，上盖板1包括顶板、顶板上设置的圆台以及顶板下设置的阻尼柱，圆台上开设进气孔，阻尼柱设置阻尼孔2，阻尼孔2与进气孔连通；
止挡座7置于橡胶堆8上(实现了空气弹簧的垂向限位和止挡，在气路无气压和出现异常时，可支撑车体)，左右两侧分别设置橡胶气囊3，橡胶气囊3分别与上盖板1和止挡座7密封固定；
所述的止挡座7截面呈阶梯形，橡胶气囊3固定在止挡座7的第一级阶梯上；
在止挡座7的第二级阶梯上通过螺钉安装磨耗板5(磨耗板5为耐磨材料制成，比如耐磨橡胶、聚氨酯、聚乙烯等)；橡胶气囊3中设置钢带4。适用于磁浮列车的新型带横向止挡功能的空气弹簧，空气弹簧存在横向止挡间隙和垂向止挡间隙(垂直止挡间隙由磨耗板5提供)
在一个优选实施例中，所述的磨耗板5上为槽型设计(槽的截面为U型)，槽底部设置连接孔，螺钉穿过连接孔固定在止挡座7上。
在一个优选实施例中，磨耗板5安装后，槽壁顶端高于螺钉顶部；所述的螺钉为沉头螺钉6。
在一个优选实施例中，橡胶气囊3的内部设置钢带4，钢带4设置在橡胶气囊3的中部，在气压冲击气囊时，可以提供横向刚度，减小冲击。
在一个优选实施例中，阻尼孔2的孔径比进气孔的孔径小。当无气体流动时，阻尼孔2上下压力相同，当气体流动时，由于小阻尼孔2对气体的阻尼作用，产生上下压差，可以减小气压变化对气囊的冲击。这比前一个方案的依靠长度来延长空气传递时间，减小冲击的方案又进行了进一步的优化。
在一个优选实施例中，橡胶堆8的中部设置容置腔，阻尼孔2深入该容置腔中。
在一个优选实施例中，圆台安装于磁浮列车车体的滑台中作为整个装置的上连接部件；下底板9安装在磁浮列车的悬浮架主梁上。
在一个优选实施例中，阻尼柱外壁与橡胶堆8容置腔的内壁之间距离范围为0mm～20mm。在车辆横向位移大于阻尼柱和止挡座7之间的自由间隙时，阻尼柱会碰到橡胶堆8的内壁，此时会产生弹性横向止挡，实现了空气弹簧的横向约束和限位。
在一个优选实施例中，橡胶堆8顶部四周设置有止挡座，止挡座与阻尼柱之间存间隙，间隙的宽度范围为0mm～25mm。止挡座用于提高弹性横向止挡的刚度，实现了空气弹簧的横向约束和限位。
在一个优选实施例中，安装板为圆板，圆板上设置6个均匀分布的安装孔，安装孔用于与磁浮列车的悬浮架主梁连接、螺栓穿过安装孔与悬浮架主梁连接，强度较高。
在一个优选实施例中，橡胶堆8包括橡胶主体和安装部，橡胶主体上设置有加强钢板；橡胶主体和安装部构成L形接触面，L形接触面与止挡座7固定，L形接触面保证密封安装强度。在一个优选实施例中，橡胶气囊3的两端大中间小。与上盖板1和止挡座7接触的橡胶气囊3段的厚度比较大，保证安装质量。
在一个优选实施例中，橡胶堆8与止挡座7硫化在一起，橡胶堆8下端与下底板9硫化在一起。
本发明关键点是：
1、在空气弹簧气囊中设置钢带4，可提供空气弹簧的横向刚度。
2、在止挡座7上增加磨耗板5，磨耗板5为耐磨材料，在气路无气压和出现异常时，磨耗板5会与上盖板1底部接触，磨耗板5可支撑车体和降低空气弹簧横向位置造成的磨损，提高空气弹簧的使用寿命。
3、橡胶堆8的凹坑内壁作为约束上盖板1下端的阻尼柱，阻尼柱和橡胶堆8的凹坑之间存在一定自由间隙，在车辆横向位移大于阻尼柱和止挡座7之间的自由间隙时，阻尼柱会碰到橡胶堆8的内壁，此时会产生弹性止挡，实现了空气弹簧的横向约束和限位。
4、阻尼孔2置于上盖板1的中心线下部，当无气体流动时，阻尼孔2上下压力相同，当气体流动时，由于小孔对气体的阻尼作用，产生上下压差，可以减小气压变化对气囊的冲击。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：包括上盖板、下底板、橡胶气囊、止挡座和橡胶堆；
所述的上盖板呈“十”字形，上盖板包括顶板、顶板上设置的圆台以及顶板下设置的阻尼柱，圆台上开设进气孔，阻尼柱设置阻尼孔，阻尼孔与进气孔连通；
止挡座置于橡胶堆上，左右两侧分别设置橡胶气囊，橡胶气囊分别与上盖板和止挡座密封固定；
所述的止挡座截面呈阶梯形，橡胶气囊固定在止挡座的第一级阶梯上；
在止挡座的第二级阶梯上通过螺钉安装磨耗板；橡胶气囊中设置钢带。
2.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：所述的磨耗板上设置安装槽，安装槽底部设置连接孔，螺钉穿过连接孔固定在止挡座上。
3.根据权利要求2所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：磨耗板安装后，安装槽的槽壁顶端高于螺钉顶部；所述的螺钉为沉头螺钉。
4.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：橡胶气囊的内部设置钢带，钢带设置在橡胶气囊的中部。
5.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：阻尼孔的孔径比进气孔的孔径小。
6.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：橡胶堆的中部设置容置腔，阻尼孔深入该容置腔中。
7.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：圆台安装于磁浮列车车体的滑台中作为整个装置的上连接部件；下底板安装在磁浮列车的悬浮架主梁上。
8.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：阻尼柱外壁与橡胶堆容置腔的内壁之间距离范围为0mm～20mm。
9.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：橡胶堆顶部设置有止挡座，止挡座与阻尼柱之间存间隙，间隙的宽度范围为0mm～25mm。
10.根据权利要求1所述的一种提供横向刚度的空气弹簧，其特征在于：安装板为圆板，圆板上设置6个均匀分布的安装孔，安装孔用于与磁浮列车的悬浮架主梁连接。
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