CN109131572B - 一种安装在车身与汽车悬架之间的连接组件及车体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安装在车身与汽车悬架之间的连接组件,包括有外支架和内支架,外支架套设在内支架的外侧;在内支架与外支架之间形成有环形通孔,在环形通孔中间隔地设置有第一弹性隔振体和第二弹性隔振体;第一弹性隔振体紧固在外支架与内支架之间;第二弹性隔振体的外表面紧固在外支架的内表面上,其内表面与内支架的外表面之间具有预设环形间隙。本发明还公开了一种车体。本发明公开的连接组件及车体,其结构简单、成本低、连接牢靠,便于安装和使用,其能够提高连接组件的径向刚度与轴向刚度的比值,从而满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种安装在车身与汽车悬架之间的连接组件及车体。
背景技术
在汽车的车身与汽车悬架之间的连接板,作为悬架与车身的连接点,需要吸收来自路面的交变冲击载荷,同时吸能部件还需要满足耐久性能要求,以保证悬架运动学几何的稳定性。较低轴向刚度的橡胶对吸收能量提高舒适性是有利的,高的径向刚度对汽车悬架的侧向支撑较好,利于提高转向操纵性。传统的连接板在径向和轴向上的特性无法解耦,使连接板的径向刚度和轴向刚度相互影响,相互制约,两者耦合在一起,很难大幅提高径向刚度与轴向刚度的比值,难以满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装在车身与汽车悬架之间的连接组件及车体,其能够实现对连接组件的径向刚度和轴向刚度进行解耦,显著提高径向刚度与轴向刚度的比值,从而满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
本发明技术方案提供的一种安装在车身与汽车悬架之间的连接组件,包括有用于与车身连接的外支架和用于与汽车悬架中的减震器的活塞杆连接的内支架,所述外支架套设在所述内支架的外侧;
在所述内支架与所述外支架之间形成有环形通孔,在所述环形通孔中间隔地设置有第一弹性隔振体和第二弹性隔振体;
所述第一弹性隔振体紧固在所述外支架与所述内支架之间;
所述第二弹性隔振体的外表面紧固在所述外支架的内表面上,其内表面与所述内支架的外表面之间具有预设环形间隙。
进一步地,所述第一弹性隔振体呈圆筒状,第二弹性隔振体也呈圆筒状;
所述第二弹性隔振体与所述第一弹性隔振体同轴布置。
进一步地,所述第二弹性隔振体的径向刚度大于所述第一弹性隔振体的轴向刚度。
进一步地,在所述内支架上面向所述第二弹性隔振体侧的表面为光滑曲面。
进一步地,在所述光滑曲面上涂覆有润滑涂层。
进一步地,在所述第二弹性隔振体上朝向所述内支架侧固设有光滑套管;
所述预设环形间隙形成在所述光滑套管与所述内支架之间。
本发明技术方案还提供了一种车体,包括车身和汽车悬架,所述汽车悬架包括减震器,所述减震器包括缸筒和活塞杆,所述活塞杆的一端滑动地安装在所述缸筒内,其另一端为活塞杆自由端,所述活塞杆自由端伸出于所述缸筒的外侧;
所述车体还包括如前述任一技术方案所描述的连接组件,所述车身包括车身连接板,所述外支架与所述车身连接板连接;
所述活塞杆沿着所述环形通孔的轴线方向延伸,所述活塞杆自由端与所述内支架连接。
进一步地,所述活塞杆自由端位于所述缸筒的上方;
在所述缸筒上固定套接有下弹簧盘,在所述活塞杆自由端上套接有上弹簧盘,所述上弹簧盘位于所述内支架的下方;
在所述上弹簧盘与所述下弹簧盘之间连接有缓冲弹簧。
进一步地,在所述外支架上朝向所述缸筒侧设置有用于阻挡所述活塞杆自由端向上移动的止挡缓冲块;
在所述上弹簧盘上设置有用于与所述止挡缓冲块接触的第一限位部,所述第一限位部位于所述止挡缓冲块的下方。
进一步地,所述内支架具有与所述环形通孔同轴设置的支架安装孔;
所述活塞杆自由端穿过所述支架安装孔,并与所述支架安装孔连接;
在所述车身连接板上设置有用于阻挡所述活塞杆自由端向下移动的止挡板,在所述活塞杆自由端上设置有用于与所述止挡板接触的柔性缓冲块,所述柔性缓冲块位于所述止挡板的上方。
采取上述技术方案,具有如下有益效果:
本发明提供的连接组件,主要由外支架、内支架、第一弹性隔振体和第二弹性隔振体组成。连接组件安装在车身与汽车悬架之间,外支架套设在内支架的外侧。在内支架与外支架之间形成有环形通孔,在环形通孔中间隔地设置有第一弹性隔振体和第二弹性隔振体。第一弹性隔振体紧固在外支架与内支架之间。第一弹性隔振体的外表面与外支架的内表面连接,从而实现将第一弹性隔振体与内支架、外支架连接在一起。第二弹性隔振体的外表面紧固在外支架的内表面上,其内表面与内支架的外表面之间具有预设环形间隙。只有第一弹性隔振体对连接组件的轴向刚度有贡献,第一弹性隔振体和第二弹性隔振体会对连接组件的径向刚度都有贡献。
本发明提供的连接组件,其结构简单、成本低、连接牢靠,便于安装和使用,其能够在保持连接组件的轴向刚度的同时,提高连接组件的径向刚度,从而提高连接组件的径向刚度与轴向刚度的比值,从而满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的连接组件的示意图;
图2为本发明一实施例提供的车体中的连接组件与车身连接板、减震器连接的示意图。
附图标记对照表:
100-连接组件; 1-外支架; 11-止挡缓冲块;
2-内支架; 3-环形通孔; 4-第一弹性隔振体;
5-第二弹性隔振体; 51-光滑套管; 6-轴承;
200-车体; 210-车身连接板; 211-止挡板;
220-减震器; 221-缸筒; 222-活塞杆;
2221-活塞杆自由端; 223-下弹簧盘; 224-上弹簧盘;
2241-第一限位部; 225-缓冲弹簧; 226-柔性缓冲块;
230-连接件。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示,本发明一实施例提供的一种安装在车身(图中未标示)与汽车悬架(图中未标示)之间的连接组件100,包括有用于与车身连接的外支架1和用于与汽车悬架中的减震器的活塞杆222连接的内支架2,外支架1套设在内支架2的外侧。
在内支架2与外支架1之间形成有环形通孔3,在环形通孔3中间隔地设置有第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5。
第一弹性隔振体4紧固在外支架1与内支架2之间。
第二弹性隔振体5的外表面紧固在外支架1的内表面上,其内表面与内支架2的外表面之间具有预设环形间隙。
也即是,本发明提供的连接组件100,主要由外支架1、内支架2、第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5组成。
其中,连接组件100安装在车身与汽车悬架之间,外支架1用于与车身连接,内支架2用于与减震器中的活塞杆222连接,外支架1套设在内支架2的外侧。
在内支架2与外支架1之间形成有环形通孔3,在环形通孔3中间隔地设置有第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5。
环形通孔3的截面呈圆环形,环形通孔3具有轴线。连接组件100的轴向刚度定义为连接组件100沿着环形通孔3的轴线方向上的刚度。连接组件100的径向刚度定义为连接组件100在环形通孔3的径向方向上的刚度。环形通孔3的径向方向垂直于其轴线方向。
第一弹性隔振体4紧固在外支架1与内支架2之间。第一弹性隔振体4可以通过过盈配合连接安装在环形通孔3中,实现将第一弹性隔振体4压紧在外支架1与内支架2之间。第一弹性隔振体4也可以通过粘接、焊接、铆接等连接方式实现将第一弹性隔振体4的内表面与内支架2的外表面连接,第一弹性隔振体4的外表面与外支架1的内表面连接,从而实现将第一弹性隔振体4与内支架2、外支架1连接在一起。
第二弹性隔振体5的外表面紧固在外支架1的内表面上,其内表面与内支架2的外表面之间具有预设环形间隙。第二弹性隔振体5可以通过过盈配合连接安装在环形通孔3中,实现将第二弹性隔振体5的外表面紧固在外支架1的内表面上。第二弹性隔振体5也可以通过粘接、焊接、铆接等连接方式实现将第二弹性隔振体5的外表面与外支架1的内表面连接。
第二弹性隔振体5的内表面与内支架2的外表面之间具有预设环形间隙。预设环形间隙一般大于零,预设环形间隙可以为零,即第二弹性隔振体5的内表面与内支架2的外表面接触。优选地,预设环形间隙在0.1mm-0.5mm之间,在无外界载荷作用或者沿环形通孔3的径向方向上的外界载荷作用力很小时,第二弹性隔振体5的内表面与内支架2的外表面之间不接触,使第二弹性隔振体5对连接组件100的轴向刚度没有贡献或基本没有贡献。而当径向方向上的外界载荷作用力超过预设阈值时,则第二弹性隔振体5与内支架2接触,第二弹性隔振体5主要在径向方向上对内支架2起缓冲的作用,而在轴线方向上的贡献较小,可以通过减小第二弹性隔振体5的内表面与内支架2的外表面之间的摩擦系数,实现减小连接组件100的轴向刚度。
在车辆行驶过程中,起到变形缓冲、隔离振动的作用的部件主要是第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5。第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5相互配合,防止外界载荷从减震器经过活塞杆222、内支架2、第一弹性隔振体4和/或第二弹性隔振体5,传递到外支架1和车身上,或者防止外界载荷从车身、外支架1、第一弹性隔振体4和/或第二弹性隔振体5、内支架2和活塞杆222,传递到减震器。
第一弹性隔振体4对连接组件100的轴向刚度有贡献,而第二弹性隔振体5对连接组件100的轴向刚度基本没有贡献,利于减小连接组件100的轴向刚度。第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5对连接组件100的径向刚度都有贡献,利于提高连接组件100的径向刚度。
当外界载荷沿着环形通孔3的轴线方向作用在内支架2时,第一弹性隔振体4对其起到吸能缓冲和隔离振动的作用,第二弹性隔振体5没有起到吸能缓冲和隔离振动的作用。
当外界载荷沿着环形通孔3的径向方向作用在内支架2时,第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5都对其起到吸能缓冲和隔离振动的作用,防止振动传递到外支架1以及车身。
而一般情况下,外界载荷的作用力在环形通孔3的轴线方向和径向方向都有分力时,其隔振原理与上述一致,只不过需采用叠加原理,即第一弹性隔振体4同时产生轴向缓冲力和径向缓冲力,而第二弹性隔振体5只产生径向缓冲力。
由此,连接组件100的径向刚度较大,而轴向刚度较小,显著提高径向刚度与轴向刚度的比值,从而满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
第一弹性隔振体4、第二弹性隔振体5都为能够通过弹性形变进行吸能缓冲、隔离振动的结构体,包括橡胶体、海绵、塑料件或者弹簧等其他类似物。
安装时,将外支架1套设在内支架2的外侧,在外支架1与内支架2之间形成有环形通孔3,第一弹性隔振体4压入环形通孔3中,将第一弹性隔振体4的内表面与内支架2的外表面固定在一起,将第一弹性隔振体4的外表面与外支架1的内表面固定在一起。将第二弹性隔振体5的外表面与外支架1的内表面紧固在一起,使第二弹性隔振体5的外侧与外支架1紧固在一起。而在第二弹性隔振体5的内表面与内支架2的外表面之间形成有预设环形间隙。将外支架1与车身连接,将内支架2与减震器中的活塞杆222连接,减震器包括缸筒(图中未标示)和活塞杆222,活塞杆222包括活塞杆主体和活塞杆自由端2221,活塞杆主体与活塞杆自由端2221连接。活塞杆主体可滑动地安装在缸筒内,活塞杆自由端2221伸出于缸筒的外侧。活塞杆自由端2221与内支架2连接。优选地,环形通孔3的轴线方向平行于活塞杆222的延伸方向。
本发明提供的连接组件100,其结构简单、成本低、连接牢靠,便于安装和使用,其能够在保持连接组件100的轴向刚度的同时,提高连接组件100的径向刚度,从而提高连接组件100的径向刚度与其轴向刚度的比值,从而满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
较佳地,如图1所示,第一弹性隔振体4呈圆筒状,第二弹性隔振体5也呈圆筒状。
第二弹性隔振体5与第一弹性隔振体4同轴布置。
也即是,为了便于加工、安装和使用,第一弹性隔振体4呈圆筒状,第二弹性隔振体5也呈圆筒状。第二弹性隔振体5的轴线与第一弹性隔振体4的轴线重合在一起。
较佳地,如图1所示,第二弹性隔振体5的径向刚度大于第一弹性隔振体4的轴向刚度。
连接组件100的径向刚度主要由第一弹性隔振体4的径向刚度和第二弹性隔振体5的径向刚度贡献,而连接组件100的轴向刚度主要由第一弹性隔振体4的轴向刚度贡献。
为了进一步提高连接组件100的径向刚度与其轴向刚度的比值,可以通过增大第二弹性隔振体5的径向刚度的同时,减小第一弹性隔振体4的轴向刚度实现。第二弹性隔振体5的径向刚度大于第一弹性隔振体4的轴向刚度,至少可以保证连接组件100的径向刚度大于其轴向刚度。一般地,第二弹性隔振体5的径向刚度越大,第一弹性隔振体4的轴向刚度越小,连接组件100的径向刚度与其轴向刚度的比值越大。但当该比值达到一定值时,需要考虑其他因素,比如成本、技术水平是否可行等。
优选地,第一弹性隔振体4和第二弹性隔振体5都为橡胶体,第一弹性隔振体4的轴向刚度在400~700N/mm之间,第二弹性隔振体5的径向刚度在1500~5000N/mm之间,成本低、便于加工和安装。
较佳地,如图1所示,在内支架2上面向第二弹性隔振体5侧的表面为光滑曲面。
为了在保持连接组件100的径向刚度的同时,降低第二弹性隔振体5对连接组件100的轴向刚度的贡献,在内支架2上的外表面为光滑曲面,光滑表面面向第二弹性隔振体5侧。
较佳地,在光滑曲面上涂覆有润滑涂层(图中未标示)。
为了减小内支架2与第二弹性隔振体5之间的摩擦,降低对连接组件100的轴向刚度,在光滑曲面上涂覆有润滑涂层,利于提升连接组件100的径向刚度与轴向刚度的比值。润滑涂层是能够降低光滑表面的摩擦因数,提高表面润滑性和耐磨性的涂料形成的涂层。在光滑曲面上涂覆有至少一层润滑涂层。优选地,润滑涂层为特氟龙涂层,其能够提供较低的滑动摩擦力,能提高润滑效果;同时,其成本低、节省工时。
较佳地,如图1所示,在第二弹性隔振体5上朝向内支架2侧固设有光滑套管51。
预设环形间隙形成在光滑套管51与内支架2之间。
为了减小内支架2与第二弹性隔振体5之间的摩擦,降低对连接组件100的轴向刚度,在第二弹性隔振体5上朝向内支架2侧固设有光滑套管51。预设环形间隙形成在光滑套管51与内支架2之间。
如图2所示,本发明一实施例还提供了一种车体200,包括车身(图中未标示)和汽车悬架(图中未标示),汽车悬架包括减震器220,减震器220包括缸筒221和活塞杆222,活塞杆222的一端滑动地安装在缸筒221内,其另一端为活塞杆自由端2221,活塞杆自由端2221伸出于缸筒221的外侧。
车体200还包括如前述任一实施例所描述的连接组件100,车身包括车身连接板210,外支架1与车身连接板210连接。
活塞杆222沿着环形通孔3的轴线方向延伸,活塞杆自由端2221与内支架2连接。
也即是,本发明提供的车体200,主要由车身、汽车悬架和连接组件100组成。其中,汽车悬架包括减震器220,减震器220主要由缸筒221和活塞杆222组成。车身包括车身连接板210。
关于连接组件100的构造和工作原理,请参照前面的描述,在此不再赘述。
其中,连接组件100连接在车身与减震器220之间。
外支架1与车身连接板210连接,比如焊接、铆接或者通过连接件230螺纹连接等方式连接,从而实现连接组件100与车身紧固连接在一起。连接件230包括螺栓、螺钉或销等其他用于连接两个物体的类似物。
活塞杆222沿着环形通孔3的轴线方向延伸。活塞杆222的一端滑动地安装在缸筒221内,其另一端为活塞杆自由端2221,活塞杆自由端2221伸出于缸筒221的外侧,并与内支架2连接,从而实现连接组件100与减震器220连接在一起。
活塞杆222沿着环形通孔3的轴线方向延伸,当外部载荷作用到活塞杆222时,如果活塞杆222沿着环形通孔3的轴线方向上下运动时,活塞杆222带动内支架2向上运动,内支架2与第二弹性隔振体5不接触,或者内支架2相对第二弹性隔振体5滑动,第一弹性隔振体4有贡献,第二弹性隔振体5对连接组件100的轴向刚度没有贡献或者基本没有贡献。
本发明提供的车体200,其结构简单、成本低、连接牢靠,便于安装和使用,其能够在保持连接组件100的轴向刚度的同时,提高连接组件100的径向刚度,从而提高连接组件100的径向刚度与轴向刚度的比值,从而满足车辆对舒适性和操纵性的更高性能需求。
较佳地,如图1-2所示,活塞杆自由端2221位于缸筒221的上方。
在缸筒221上固定套接有下弹簧盘223,在活塞杆自由端2221上套接有上弹簧盘224,上弹簧盘224位于内支架2的下方。
在上弹簧盘224与下弹簧盘223之间连接有缓冲弹簧225。
为了提升减震器220的缓冲和隔振的效果,减震器220还包括下弹簧盘223、缓冲弹簧225和上弹簧盘224组成。其中,活塞杆自由端2221位于缸筒221的上方。缸筒221位于连接组件100的下方。
下弹簧盘223固定套接在缸筒221上,上弹簧盘224套接在活塞杆自由端2221上,缓冲弹簧225位于上弹簧盘224与下弹簧盘223之间,并分别与上弹簧盘224和下弹簧盘223连接。
较佳地,如图1-2所示,在外支架1上朝向缸筒221侧设置有用于阻挡活塞杆自由端2221向上移动的止挡缓冲块11。
在上弹簧盘224上设置有用于与止挡缓冲块11接触的第一限位部2241,第一限位部2241位于止挡缓冲块11的下方。
为了实现对连接组件100和车身连接板210限位,阻挡连接组件100和活塞杆222向上移动,在外支架1上设置有止挡缓冲块11,止挡缓冲块11朝向缸筒221延伸。
在上弹簧盘224上设置有第一限位部2241,第一限位部2241位于止挡缓冲块11的下方,第一限位部2241用于与止挡缓冲块11配合。
当活塞杆222带动内支架2向上运动时,直至止挡缓冲块11接触到第一限位部2241,阻挡第一限位部2241向上移动,从而阻挡连接组件100和活塞杆222向上移动。
较佳地,如图1-2所示,内支架2具有与环形通孔3同轴设置的支架安装孔(图中未标示)。
活塞杆自由端2221穿过支架安装孔,并与支架安装孔连接。
在车身连接板210上设置有用于阻挡活塞杆自由端2221向下移动的止挡板211,在活塞杆自由端2221上设置有用于与止挡板211接触的柔性缓冲块226,柔性缓冲块226位于止挡板211的上方。
为了实现对连接组件100和车身连接板210限位,阻挡连接组件100和活塞杆222向下移动,在车身连接板210上设置有止挡板211,在活塞杆自由端2221上设置有柔性缓冲块226,柔性缓冲块226位于止挡板211的上方。柔性缓冲块226与止挡板211配合和接触。活塞杆自由端2221通过连接件230安装在支架安装孔中。
支架安装孔为圆形通孔,环形通孔3也为圆形通孔,支架安装孔的轴线与环形通孔3的轴线重合在一起,实现支架安装孔与环形通孔3同轴布置,便于加工和安装。
由于支架安装孔与环形通孔3同轴布置,活塞杆自由端2221与支架安装孔连接,活塞杆222可以在内支架2上可以传导轴向作用力和径向作用力。
当活塞杆222带动内支架2向下运动时,直至柔性缓冲块226接触到止挡板211,止挡板211止挡在柔性缓冲块226的下方,从而阻挡连接组件100和活塞杆222向下移动。
优选地,如图1-2所示,在内支架2与活塞杆自由端2221之间设置有轴承6,使活塞杆222能够转动,以满足多种工况。轴承6优选为深沟球轴承,其结构简单,便于安装、使用和维护,降低成本。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在本发明原理的基础上,还可以做出若干其它变型,也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种安装在车身与汽车悬架之间的连接组件,其特征在于,包括有用于与车身连接的外支架和用于与汽车悬架中的减震器的活塞杆连接的内支架,所述外支架套设在所述内支架的外侧;
在所述内支架与所述外支架之间形成有环形通孔,在所述环形通孔中间隔地设置有第一弹性隔振体和第二弹性隔振体;
所述第一弹性隔振体紧固在所述外支架与所述内支架之间;
所述第二弹性隔振体的外表面紧固在所述外支架的内表面上,其内表面与所述内支架的外表面之间具有预设环形间隙。
2.根据权利要求1所述的连接组件,其特征在于,所述第一弹性隔振体呈圆筒状,第二弹性隔振体也呈圆筒状;
所述第二弹性隔振体与所述第一弹性隔振体同轴布置。
3.根据权利要求2所述的连接组件,其特征在于,所述第二弹性隔振体的径向刚度大于所述第一弹性隔振体的轴向刚度。
4.根据权利要求1所述的连接组件,其特征在于,在所述内支架上面向所述第二弹性隔振体侧的表面为光滑曲面。
5.根据权利要求4所述的连接组件,其特征在于,在所述光滑曲面上涂覆有润滑涂层。
6.根据权利要求1所述的连接组件,其特征在于,在所述第二弹性隔振体上朝向所述内支架侧固设有光滑套管;
所述预设环形间隙形成在所述光滑套管与所述内支架之间。
7.一种车体,包括车身和汽车悬架,所述汽车悬架包括减震器,所述减震器包括缸筒和活塞杆,所述活塞杆的一端滑动地安装在所述缸筒内,其另一端为活塞杆自由端,所述活塞杆自由端伸出于所述缸筒的外侧;
其特征在于,所述车体还包括如权利要求1-6中任一项所述的连接组件,所述车身包括车身连接板,所述外支架与所述车身连接板连接;
所述活塞杆沿着所述环形通孔的轴线方向延伸,所述活塞杆自由端与所述内支架连接。
8.根据权利要求7所述的车体,其特征在于,所述活塞杆自由端位于所述缸筒的上方;
在所述缸筒上固定套接有下弹簧盘,在所述活塞杆自由端上套接有上弹簧盘,所述上弹簧盘位于所述内支架的下方;
在所述上弹簧盘与所述下弹簧盘之间连接有缓冲弹簧。
9.根据权利要求8所述的车体,其特征在于,在所述外支架上朝向所述缸筒侧设置有用于阻挡所述活塞杆自由端向上移动的止挡缓冲块;
在所述上弹簧盘上设置有用于与所述止挡缓冲块接触的第一限位部,所述第一限位部位于所述止挡缓冲块的下方。
10.根据权利要求7所述的车体,其特征在于,所述内支架具有与所述环形通孔同轴设置的支架安装孔;
所述活塞杆自由端穿过所述支架安装孔,并与所述支架安装孔连接;
在所述车身连接板上设置有用于阻挡所述活塞杆自由端向下移动的止挡板,在所述活塞杆自由端上设置有用于与所述止挡板接触的柔性缓冲块,所述柔性缓冲块位于所述止挡板的上方。
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