CN109027084A - 分体式组合弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式组合弹簧，包括芯轴、底座以及多段用于选装的弧形弹性体，底座上设置有压装腔，各段弧形弹性体中的至少两段沿压装腔周向方向呈间隔布置、且周向布置的各段弧形弹性体于中心位置围合形成施力腔，芯轴穿设于施力腔中并向外周挤压各段弧形弹性体压于压装腔的环形内壁。该分体式组合弹簧具有有利于生产制造、降低制造的废品率、能够进行预压缩处理、增加产品调节维度及提高灵活性等优点。

Description

分体式组合弹簧

技术领域

本发明涉及一种车辆及工程机械隔振和减振技术领域，尤其涉及一种分体式组合弹簧。

背景技术

现有相近似的弹簧主要为橡胶金属叠层弹簧,金属件和橡胶件硫化为一个整体。比如轨道车辆转向架的锥型轴箱弹簧，由于该类结构弹簧大大简化了轨道车辆转向架轴箱定位结构，而且具有良好的减振和隔振效果，因此在城轨地铁车辆转向架上有大量的应用。很多大型工业设备也采用这种弹簧进行隔振。

现有产品主要由橡胶和接口金属件硫化成一个整体，因此橡胶部分无法进行预压缩处理，故此从功能的角度，就限制了疲劳寿命的提升；而且由于没有硫化工序后预压缩装配的处理，假如弹簧的橡胶型面设计或硫化工艺设计稍有不恰当，就容易造成橡胶，特别是橡胶与金属粘接部分出现硫化后的内部残余拉应力，从而导致橡胶部分过早出现裂纹，严重降低产品的疲劳可靠性。

另外，通常这类弹簧产品的尺寸较大，由于采用整体硫化成型，所以硫化成型模具更大。这类模具不仅耗费大量金属材料和机械加工工时，而且如果模具的流道设计稍有不合理的地方，其金属件如隔片等在硫化过程中很容易产生塑性变形，导致产品报废。并且由于此类产品模具大、重量重，必须为产品的装模和脱模工序设计加工相应的工装及其它装备，增加了制造成本和生产周期。

现有弹簧因金属与橡胶硫化成一个整体，当安装接口尺寸不变，但性能要求发生改变时，产品必须全部重新设计与制造，不能充分再次利用原有接口金属件，导致产品研发试制周期长、费用高，更难实现产品结构的标准化和系列化。并且，在使用过程中，当局部出现损坏时，损坏部分不能单独更换，只能整体更换，浪费大量的资源，同时也导致应用维护成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有利于生产制造、降低制造的废品率、能够进行预压缩处理、增加产品调节维度及提高灵活性的分体式组合弹簧。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种分体式组合弹簧，包括芯轴、底座以及多段用于选装的弧形弹性体，所述底座上设置有压装腔，各段弧形弹性体中的至少两段沿压装腔周向方向呈间隔布置、且周向布置的各段弧形弹性体于中心位置围合形成施力腔，所述芯轴穿设于施力腔中并向外周挤压各段弧形弹性体压于压装腔的环形内壁。

作为上述技术方案的进一步改进：

位于压装腔的各段弧形弹性体中的部分弧形弹性体或者全部弧形弹性体的弧度不同。

位于压装腔的各段弧形弹性体中的部分弧形弹性体或者全部弧形弹性体的材质不同。

所述弧形弹性体包括至少两层弧形弹性层，所述弧形弹性层沿所述压装腔的径向依次分布。

相邻的弧形弹性层之间以及位于最侧端的两弧形弹性层的外壁均设置有弧形隔板。

各所述弧形弹性层与弧形隔板硫化连接形成一体式结构。

所述压装腔和施力腔均设置为上大下小的锥形腔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、 本发明分体式组合弹簧在芯轴与底座之间设有多个弧形弹性体，这种结构创新能够大幅度降低弹性体部件的外形尺寸，简化模具以及工艺工装的设计与制造，大幅度降低生产成本，提高生产效率；同时，为同类弧形弹性体结构设计实现标准化、系列化提供了可能。同时分体式组合弹簧的芯轴、底座及弧形弹性体组合连接成一个可分割的整体，通过压力组装在一起，从而能够实现弧形弹性体的预压缩，实现预压缩既能显著提高弧形弹性体部分的疲劳寿命，又可以有效地调节组合弹簧的性能指标（如刚度性能），也能消除弧形弹性体的残余内拉应力，降低工艺难度，进一步大幅度降低制造的废品率；

2、本发明分体式组合弹簧在芯轴与底座之间设有多个弧形弹性体，创造了多种新的性能调节方式，包括：各弧形弹性体均匀或非均匀布置；采用多个相同的弧形弹性体或采用不同弧形弹性体混合组装；调节各弧形弹性体内部的结构，如改变型面、厚度、倾斜角度等；调节各弧形弹性体内部的材料等等；极大丰富了产品性能调节的维度、提高了设计的灵活性，降低了产品设计难度。

3、本发明分体式组合弹簧，使产品制造和维护周期缩短、成本降低，例如研发和使用过程中重复利用不易损耗的芯轴和底座，单独更换易损的弧形弹性体等。

附图说明

图1是本发明的分体式组合弹簧的结构示意图。

图2是本发明的分体式组合弹簧的剖视结构示意图。

图3是本发明的分体式组合弹簧中压装腔的结构示意图。

图4是本发明的分体式组合弹簧中芯轴的结构示意图。

图5是本发明的分体式组合弹簧中四段弧形弹性体的结构示意图。

图6是本发明的分体式组合弹簧中两段弧形弹性体的结构示意图。

图7是本发明的分体式组合弹簧中三段弧形弹性体的结构示意图。

图中各标号表示：

1、芯轴；2、底座；21、压装腔；3、弧形弹性体；31、弧形弹性层；32、弧形隔板；4、施力腔。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图7示出了本实施例的分体式组合弹簧，包括芯轴1、底座2以及九段用于选装的弧形弹性体3，图1和图4中为四段弧形弹性体3，图6中为两段弧形弹性体3，图7中为三弧形弹性体3，底座2上设置有压装腔21，各段弧形弹性体3中的至少两段沿压装腔21周向方向呈间隔布置、且周向布置的各段弧形弹性体3于中心位置围合形成施力腔4，芯轴1穿设于施力腔4中并向外周挤压各段弧形弹性体3压于压装腔21的环形内壁。该结构中，如图1和图4，九段弧形弹性体3 中选择出四段沿压装腔21周向方向呈间隔布置（四段沿压装腔21可以均匀布置，也可以不均匀布置，分布角度取决于产品的性能及空间自由度要求），芯轴1插入四段沿压装腔21于中心位置围合形成施力腔4，芯轴1朝其周向挤压各段弧形弹性体3压于压装腔21的环形内壁（压装后的弧形弹性体3即可以不压缩，也可以具有一定预压缩量，压缩与否及预压缩量的大小取决于产品的性能要求，弧形弹性体3的预压缩量由芯轴1挤压弧形弹性体3压于压装腔21的装配工艺以实现）。本发明分体式组合弹簧在芯轴1与底座2之间设有多个弧形弹性体3，这种结构创新能够大幅度降低弧形弹性体3的外形尺寸，简化模具以及工艺工装的设计与制造，大幅度降低生产成本，提高生产效率；同时，为同类弧形弹性体3结构设计实现标准化、系列化提供了可能。本发明分体式组合弹簧的芯轴1、底座2及弧形弹性体3组合连接成一个可分割的整体，通过压力组装在一起，从而能够实现弧形弹性体3的预压缩，实现预压缩既能显著提高弧形弹性体3的疲劳寿命，又可以有效地调节分体式组合弹簧的性能指标（如刚度性能），也能消除弧形弹性体3的残余内拉应力，降低工艺难度，进一步大幅度降低制造的废品率。

本实施例中，位于压装腔21的各段弧形弹性体3中的部分弧形弹性体3或者全部弧形弹性体3的弧度不同。该结构中，压装在压装腔21中的弧形弹性体3为不同结构和/或不同组合，实现多维度性能调节功能。

本实施例中，位于压装腔21的各段弧形弹性体3中的部分弧形弹性体3或者全部弧形弹性体3的材质不同。该结构中，压装在压装腔21中部分或者全部的弧形弹性体3的材质各异，进一步增强多维度调节性能。弧形弹性体3可以根据需求采用高分子材料或者组合材料；在同一分体式组合弹簧中，弧形弹性体3如果为多个组合结构，分属不同瓣的弧形弹性体3，材料可以相同，也可以不同。

本实施例中，弧形弹性体3包括两层弧形弹性层31，弧形弹性层31沿压装腔21的径向依次分布。该结构中，两层结构的弧形弹性体3，有利于弧形弹性体3的变形与安装。

本实施例中，相邻的弧形弹性层31之间以及位于最侧端的两弧形弹性层31的外壁均设置有弧形隔板32。该结构中，每个弧形弹性体3的各弧形弹性层31和各弧形隔板32形成整体结构，弧形弹性体3的弧形弹性层31可以为一层、二层或者更多层，每个弧形弹性体3中弧形隔板32的数量比弧形弹性层31的数量多一个，本实施例中，每个弧形弹性体3中弧形隔板32的数量这三个，其中弧形弹性层31的数量为二层，弧形弹性体3可以通过改变弧形弹性层31和弧形隔板32的数量、结构、型面、厚度、倾斜角度等多种手段，来调整分体式组合弹簧的性能指标（如刚度性能等）。本发明分体式组合弹簧在芯轴1与底座2之间可设置多个弧形弹性体3，创造了多种新的性能调节方式，包括：各弧形弹性体3均匀或非均匀布置；采用多个相同的弧形弹性体3或采用不同弧形弹性体3混合组装；调节各弧形弹性体3内部的结构，如改变型面、厚度、倾斜角度等；调节各弧形弹性体3内部的材料等；极大丰富了产品性能调节的维度、提高了设计的灵活性，降低了产品设计难度。

本实施例中，各弧形弹性层31与弧形隔板32硫化连接形成一体式结构。

本实施例中，压装腔21和施力腔4均设置为上大下小的锥形腔。该结构中，压装腔21和施力腔4均设置成上大下小的锥形腔结构，便于芯轴1、底座2和弧形弹性体3之间的装配。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种分体式组合弹簧，其特征在于：包括芯轴（1）、底座（2）以及多段用于选装的弧形弹性体（3），所述底座（2）上设置有压装腔（21），各段弧形弹性体（3）中的至少两段沿压装腔（21）周向方向呈间隔布置、且周向布置的各段弧形弹性体（3）于中心位置围合形成施力腔（4），所述芯轴（1）穿设于施力腔（4）中并向外周挤压各段弧形弹性体（3）压于压装腔（21）的环形内壁。

2.根据权利要求1所述的分体式组合弹簧，其特征在于：位于压装腔（21）的各段弧形弹性体（3）中的部分弧形弹性体（3）或者全部弧形弹性体（3）的弧度不同。

3.根据权利要求2所述的分体式组合弹簧，其特征在于：位于压装腔（21）的各段弧形弹性体（3）中的部分弧形弹性体（3）或者全部弧形弹性体（3）的材质不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的分体式组合弹簧，其特征在于：所述弧形弹性体（3）包括至少两层弧形弹性层（31），所述弧形弹性层（31）沿所述压装腔（21）的径向依次分布。

5.根据权利要求4所述的分体式组合弹簧，其特征在于：相邻的弧形弹性层（31）之间以及位于最侧端的两弧形弹性层（31）的外壁均设置有弧形隔板（32）。

6.根据权利要求5所述的分体式组合弹簧，其特征在于：各所述弧形弹性层（31）与弧形隔板（32）硫化连接形成一体式结构。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的分体式组合弹簧，其特征在于：所述压装腔（21）和施力腔（4）均设置为上大下小的锥形腔。

8.根据权利要求6所述的分体式组合弹簧，其特征在于：所述压装腔（21）和施力腔（4）均设置为上大下小的锥形腔。