CN109441987B - 车辆内旋式吸能缓冲减震装置 - Google Patents

车辆内旋式吸能缓冲减震装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆内旋式吸能缓冲减震装置，所述装置包括安装在底架主梁下方的钢板弹簧；底架主梁和钢板弹簧之间安装内旋式减震支座；内旋式减震支座包括顶板、扭矩板、螺旋弹簧、底板和滑槽；内旋式减震支座配置为多个螺旋弹簧时均同心布置，其上下方分别为扭矩板和底板；在扭矩板和底板之间铰链接扭转机构；底板面向扭矩板的平面上，设置导杆，其外缘设导向凸台；顶板面向底板的平面上设置套筒，套筒内设导槽；导槽与导向凸台啮合；顶板和扭矩板面对面安装上摩擦片和下摩擦片。本发明的结构能实现钢板弹簧和多种吸能元件组合承载和减震，提高了装置的可靠性和吸能减震效率。

Description

车辆内旋式吸能缓冲减震装置
技术领域
本发明涉及一种交通运载装备用悬挂装置，特别是涉及一种新型的车辆内旋式吸能缓冲减震装置。
背景技术
在交通运载装备悬挂结构中，传统的钢板弹簧因具有工作可靠、保养维修方便、制造成本相对较低、自带导向功能等特点，得到了非常广泛的应用。随着科技水平的快速发展，各种新型的运载装备相继投入研发和使用，它们在各自复杂严苛的环境下的减震降噪问题成为新的挑战。此外，人们对运载装备悬挂系统的综合性能也提出了更高的要求。传统钢板弹簧载荷适应性差、平顺性差、减震效果一般等缺点逐渐突显。本专利的目的是克服现有技术的缺点和不足，提出了运载装备用一种新型的车辆内旋式吸能缓冲减震装置，能实现多种减震元件协同作用，提高了悬挂系统减震吸能的效率，给悬挂系统设计提供了新的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有悬挂系统技术的不足，提供一种钢板弹簧与内旋式减震支座组合的车辆内旋式吸能缓冲减震装置，该装置满足悬挂系统的基本承载要求，且能够利用结构内部的扭转机构，将外部垂向振动转化为结构内部垂向和绕轴旋转运动，实现钢板弹簧和多种吸能元件的协同减震，提高了装置的吸能减震效率。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
所述装置包括安装在底架主梁下方的钢板弹簧；
所述底架主梁和钢板弹簧之间安装内旋式减震支座；
所述内旋式减震支座包括顶板、上摩擦片、下摩擦片、扭矩板、螺旋弹簧、底板和滑槽；
所述螺旋弹簧至少为一个，如采用多个螺旋弹簧时，多个螺旋弹簧的外径不同，但均同心布置，其上下方分别为扭矩板和底板；在扭矩板和底板之间铰链接安装扭转机构；扭矩板和底板之间能够产生相对旋转和相对垂直位移运动；
所述底板面向扭矩板的平面上，设置导杆，导杆的外缘设置导向凸台；
所述顶板面向底板的平面上设置套筒，套筒内壁设置导槽；
所述导槽与导向凸台啮合，两者之间只能够产生相对垂直运动；
所述顶板面向扭矩板的平面上安装上摩擦片并刚性连接；
所述扭矩板面向顶板的平面上安装下摩擦片并刚性连接；
底架主梁面向顶板的平面上安装滑槽，顶板在滑槽内能够相对滑动。
所述扭转机构包括摇杆和钢丝绳，在初始状态，摇杆和钢丝绳在底板和扭矩板之间呈三角形布置，且摇杆与底板的锐角小于75度。
所述扭转机构包括摇杆和套筒导杆，在初始状态，摇杆和套筒导杆在底板和扭矩板之间呈三角形布置，且摇杆与底板的锐角小于75度；套筒导杆的外面或里面还能够配置螺旋弹簧。
所述扭转机构包括摇杆和伸缩结构的阻尼器，在初始状态，摇杆和伸缩结构的阻尼器在底板和扭矩板之间呈三角形布置，且摇杆与底板的锐角小于75度。
所述扭转机构包括摇杆和伸缩结构的刚度可调型减震器，在初始状态，摇杆和伸缩结构的刚度可调型减震器在底板和扭矩板之间呈三角形布置，且摇杆与底板的锐角小于75度。
所述扭矩板和底板上设置弹簧卡座。
所述内旋式减震支座不止一个，并分开布置于钢板弹簧两端部，钢板弹簧一端的内旋式减震支座与底架主梁固定连接，钢板弹簧另一端的内旋式减震支座通过滑槽与底架主梁连接；所述扭矩板和底板上设置螺旋弹簧的端部固定装置。
所述顶板的套筒与导杆之间，或者套筒与底板之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片和下摩擦片之间有一定间距。
与现有技术相比较，本发明能够利用结构内部的扭转机构，将外部垂向振动转化为结构内部垂向和绕轴旋转运动，实现钢板弹簧和多种吸能元件的协同减震，提高了装置的吸能减震效率。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图。
图2为图1的A-A剖视结构示意图。
省略弹簧卡座。
图中：1-顶板，2-上摩擦片，3-下摩擦片，4-套筒，5-导槽，6-滑槽， 7-钢板弹簧，8-底架主梁，9-扭矩板，10-弹簧卡座，11-螺旋弹簧，12-扭转机构，13-底板，14-导杆，15-导向凸台，16-摇杆。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明作进一步的说明：
参考附图1，2：
所述装置包括安装在底架主梁8下方的钢板弹簧7；
所述底架主梁1和钢板弹簧7之间安装内旋式减震支座；
所述内旋式减震支座包括顶板1、上摩擦片2、下摩擦片3、扭矩板9、螺旋弹簧11、底板13和滑槽6；
所述螺旋弹簧11至少为一个，如采用多个螺旋弹簧11时，多个螺旋弹簧11的外径不同，但均同心布置，其上下方分别为扭矩板9和底板13；在扭矩板9和底板13之间铰链接安装扭转机构12；扭矩板9和底板13之间能够产生相对旋转和相对垂直位移运动；
所述底板13面向扭矩板9的平面上，设置导杆14，导杆14的外缘设置导向凸台15；
所述顶板1面向底板13的平面上设置套筒4，套筒4内壁设置导槽5；
所述导槽5与导向凸台15啮合，两者之间只能够产生相对垂直运动；
所述顶板1面向扭矩板9的平面上安装上摩擦片2并刚性连接；
所述扭矩板9面向顶板1的平面上安装下摩擦片3并刚性连接；
底架主梁8面向顶板1的平面上安装滑槽6，顶板1在滑槽6内能够相对滑动。
所述扭转机构12包括摇杆16和钢丝绳，在初始状态，摇杆16和钢丝绳在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度。
所述扭转机构12包括摇杆16和套筒导杆，在初始状态，摇杆16和套筒导杆在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度；套筒导杆的外面或里面还能够配置螺旋弹簧。
所述扭转机构12包括摇杆16和伸缩结构的阻尼器，在初始状态，摇杆16和伸缩结构的阻尼器在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度。
所述扭转机构12包括摇杆16和伸缩结构的刚度可调型减震器，如磁流变减震器，在初始状态，摇杆16和伸缩结构的刚度可调型减震器在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度。
所述扭矩板9和底板13上设置弹簧卡座10。
所述内旋式减震支座不止一个，并分开布置于钢板弹簧7两端部，钢板弹簧7一端的内旋式减震支座与底架主梁8固定连接，钢板弹簧7另一端的内旋式减震支座通过滑槽6与底架主梁8连接；所述扭矩板9和底板13上设置螺旋弹簧11的端部固定装置。
所述顶板1的套筒4与导杆14之间，或者套筒4与底板13之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片2和下摩擦片3之间有一定间距。
钢板弹簧7为公知的，也有称其为叠板弹簧，其构造不再赘述。
实施例1：
所述装置包括安装在底架主梁8下方的钢板弹簧7；
所述底架主梁8和钢板弹簧7之间安装内旋式减震支座；
所述内旋式减震支座包括顶板1、上摩擦片2、下摩擦片3、扭矩板9、螺旋弹簧11、底板13和滑槽6；
所述螺旋弹簧11至少为一个，如采用多个螺旋弹簧11时，多个螺旋弹簧11的外径不同，但均同心布置，其上下方分别为扭矩板9和底板13；在扭矩板9和底板13之间铰链接安装扭转机构12；扭矩板9和底板13之间能够产生相对旋转和相对垂直位移运动；
所述底板13面向扭矩板9的平面上，设置导杆14，导杆14的外缘设置导向凸台15；
所述顶板1面向底板13的平面上设置套筒4，套筒4内壁设置导槽5；
所述导槽5与导向凸台15啮合，两者之间只能够产生相对垂直运动；
所述顶板1面向扭矩板9的平面上安装上摩擦片2并刚性连接；
所述扭矩板9面向顶板1的平面上安装下摩擦片3并刚性连接；
底架主梁8面向顶板1的平面上安装滑槽6，顶板1在滑槽6内能够相对滑动。
在本实施例中，所述装置能够在运载装备运行过程中实现钢板弹簧7吸能、螺旋弹簧11的压缩吸能和摩擦片的摩擦吸能减震。
实施例2：
与实施例1基本相同，不同的是：所述扭转机构12包括摇杆16和钢丝绳，在初始状态，摇杆16和钢丝绳在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度。
在本实施例中，所述装置能够在运载装备运行过程中实现钢板弹簧7吸能，并实现限制位移下的螺旋弹簧11的压缩吸能和摩擦片的摩擦吸能减震。
实施例3：
与实施例1基本相同，不同的是：所述扭转机构12包括摇杆16和套筒导杆，在初始状态，摇杆16和套筒导杆在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度；套筒导杆的外面或里面还能够配置螺旋弹簧。
在本实施例中，所述装置的套筒导杆起到在初始状态的限位作用，配置螺旋弹簧后在工作状态下还能起到一定的吸能效果，使该装置结构能在运载装备运行过程中实现钢板弹簧7吸能，并实现限制位移下螺旋弹簧11的压缩吸能和摩擦片的摩擦吸能减震。
实施例4：
与实施例1基本相同，不同的是：所述扭转机构12包括摇杆16和伸缩结构的阻尼器，如油压阻尼器。在初始状态，摇杆16和伸缩结构的阻尼器在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度。在本实施例中，所述装置的阻尼器一方面起到在初始状态的限位作用，另一方面在工作状态下还能起到辅助吸能效果，使该装置结构能在运载装备运行过程中实现钢板弹簧7吸能，并实现限制位移下螺旋弹簧11的压缩吸能、阻尼器伸缩吸能和摩擦片的摩擦吸能减震。
实施例5：
与实施例1基本相同，不同的是：所述扭转机构12包括摇杆16和伸缩结构的刚度可调型减震器，如磁流变减震器。在初始状态，摇杆16和伸缩结构的阻尼器在底板13和扭矩板9之间呈三角形布置，且摇杆16与底板13的锐角小于75度。在本实施例中，所述装置的减震器一方面起到在初始状态的限位作用，另一方面在工作状态下还能根据外界振动发挥自适应调节结构刚度的功能，使该结构能更好的实现限制位移下钢板弹簧7吸能、螺旋弹簧11的压缩吸能、减震器伸缩吸能和摩擦片的摩擦吸能减震。
实施例6-10：
分别与实施例1-5基本相同，不同的是：所述扭矩板9和底板13上设置弹簧卡座10。弹簧卡座10能够保持螺旋弹簧11正确位置，能够增加所述装置的吸能减震的稳定和可靠性。
实施例11-20：
分别与实施例1-10基本相同，不同的是：所述内旋式减震支座不止一个，并分开布置于钢板弹簧7两端部，钢板弹簧7一端的内旋式减震支座与底架主梁8固定连接，钢板弹簧7另一端的内旋式减震支座通过滑槽6与底架主梁8连接，以增加【悬挂】结构的稳定性和吸能减震能力；所述扭矩板9和底板13上设置螺旋弹簧11的端部固定装置。端部固定装置采用公知的结构，如夹头、卡挡等。将螺旋弹簧11的两个端部分别固定在扭矩板9和底板13上，在所述装置工作过程中，螺旋弹簧11同时受压缩和扭转，以增加所述装置的吸能减震能力。
实施例21-40：
分别与实施例1-20基本相同，不同的是：所述顶板1的套筒4与导杆14之间，或者套筒4与底板13之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片2和下摩擦片3之间有一定间距。在上述实施例中，所述装置能实现分级减震功能，具体为小幅度振动载荷下，上摩擦片2和下摩擦片3之间有间距，此时由所述顶板1的套筒4内部或套筒4和底板13之间安装螺旋弹簧实现一级减震；当振动载荷较大时，上摩擦片2和下摩擦片3贴合，触发扭转机构12发挥作用，此时装置内部的钢板弹簧7、螺旋弹簧11、减震器和摩擦片协同作用发挥二级减震功能。
本发明的吸能减震能力的具体表现如下：
1、钢板弹簧7和螺旋弹簧11承载时的吸能减震。
2、螺旋弹簧11受外力时在其伸张和压缩过程中，扭转机构12推动扭矩板9作往返廻转运动，扭矩板9与顶板1相对往返廻转，下摩擦片3和上摩擦片2产生摩擦力，提高吸能效率，且随着振动幅度的增大，摩擦吸能效果逐渐增强。
3、螺旋弹簧11的端部固定装置，将螺旋弹簧11的两端牢牢固定，不容螺旋弹簧11在工作时产生任何滑动，将螺旋弹簧11的抗扭转能力利用起来，提高吸能效率。
4、弹簧卡座10是为了保证螺旋弹簧11工作时的正确位置，提高吸能减震的稳定性和可靠性。
5、改进后的扭转机构12除使结构实现绕轴旋转功能外，还能参与吸能减震，如液压阻尼器和磁流变减震器的参与使结构具有更强的减震能力。
6、本发明可以通过在顶板1的套筒4内部或套筒4和底板13之间安装螺旋弹簧，使上摩擦片2和下摩擦片3之间有一定间距，此时本发明装置具有分级式减震功能。

Claims (8)

1.一种车辆内旋式吸能缓冲减震装置，所述装置包括安装在底架主梁（8）下方的钢板弹簧（7）；其特征在于：
所述底架主梁（8）和钢板弹簧（7）之间安装内旋式减震支座；
所述内旋式减震支座包括顶板（1）、上摩擦片（2）、下摩擦片（3）、扭矩板（9）、螺旋弹簧（11）、底板（13）和滑槽（6）；
所述螺旋弹簧（11）至少为一个，如采用多个螺旋弹簧（11）时，多个螺旋弹簧（11）的外径不同，但均同心布置，其上下方分别为扭矩板（9）和底板（13）；在扭矩板（9）和底板（13）之间铰链接安装扭转机构（12）；扭矩板（9）和底板（13）之间能够产生相对旋转和相对垂直位移运动；
所述底板（13）面向扭矩板（9）的平面上，设置导杆（14），导杆（14）的外缘设置导向凸台（15）；
所述顶板（1）面向底板（13）的平面上设置套筒（4），套筒（4）内壁设置导槽（5）；
所述导槽（5）与导向凸台（15）啮合，两者之间只能够产生相对垂直运动；
所述顶板（1）面向扭矩板（9）的平面上安装上摩擦片（2）并刚性连接；
所述扭矩板（9）面向顶板（1）的平面上安装下摩擦片（3）并刚性连接；
底架主梁（8）面向顶板（1）的平面上安装滑槽（6），顶板（1）在滑槽（6）内能够相对滑动。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述扭矩板（9）和底板（13）上设置弹簧卡座（10）。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述内旋式减震支座不止一个，并分开布置于钢板弹簧（7）两端部，钢板弹簧（7）一端的内旋式减震支座与底架主梁（8）固定连接，钢板弹簧（7）另一端的内旋式减震支座通过滑槽（6）与底架主梁（8）连接；所述扭矩板（9）和底板（13）上设置螺旋弹簧（11）的端部固定装置。
4.根据权利要求2所述装置，其特征在于：所述内旋式减震支座不止一个，并分开布置于钢板弹簧（7）两端部，钢板弹簧（7）一端的内旋式减震支座与底架主梁（8）固定连接，钢板弹簧（7）另一端的内旋式减震支座通过滑槽（6）与底架主梁（8）连接；所述扭矩板（9）和底板（13）上设置螺旋弹簧（11）的端部固定装置。
5.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述顶板（1）的套筒（4）与导杆（14）之间，或者套筒（4）与底板（13）之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片（2）和下摩擦片（3）之间有一定间距。
6.根据权利要求2所述装置，其特征在于：所述顶板（1）的套筒（4）与导杆（14）之间，或者套筒（4）与底板（13）之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片（2）和下摩擦片（3）之间有一定间距。
7.根据权利要求3所述装置，其特征在于：所述顶板（1）的套筒（4）与导杆（14）之间，或者套筒（4）与底板（13）之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片（2）和下摩擦片（3）之间有一定间距。
8.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述顶板（1）的套筒（4）与导杆（14）之间，或者套筒（4）与底板（13）之间放置螺旋弹簧，在初始状态，上摩擦片（2）和下摩擦片（3）之间有一定间距。
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