CN110608259A - 一种可便捷检测辅助弹簧形变的空气弹簧系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种可便捷检测辅助弹簧形变的空气弹簧系统及检测方法，所述空气弹簧系统包括空气弹簧与辅助弹簧；所述空气弹簧的压板与辅助弹簧外套紧固连接；所述辅助弹簧的芯轴为空腔结构，轴内开有上小下大的阶梯孔；所述压板中部设有伸入芯轴阶梯孔内的导杆；所述导杆末端连接有定位板；所述定位板整体布置于芯轴阶梯孔的下段孔内；所述芯轴下部的圆周上设有开口槽；所述开口槽外侧标有检测对照用的刻度线。本发明在辅助弹簧芯轴内部开孔，通过压板的导杆连接定位板，并在芯轴底部一侧开一个观察孔，在观察孔的边线上刻上可供观察对比的加垫标记线和更换标记线，检修人员可方便地看出辅助弹簧高度的变化值，对辅助弹簧高度变化进行判断和处理。
Description
技术领域
本发明涉及空气弹簧技术领域，具体涉及一种可便捷检测辅助弹簧形变的空气弹簧系统及检测方法。
背景技术
现在空气弹簧需要承担的车辆载荷越来越大，空气弹簧运营中所处的环境对橡胶产品的影响越来越明显。空气弹簧高度的测量一直是各轨道交通车辆运营维护单位的检修项点。而空气弹簧中的辅助弹簧在大载荷、长时间的疲劳、老化、蠕变的影响下会出现高度下降的情况。根据橡胶特性及运营环境的不同，辅助弹簧在运营过程中高度下降量最高可达十几毫米，辅助弹簧高度下降后空气弹簧整体会下降，这时为了保持车辆底板面高度不变，就会通过充气抬高空气弹簧上盖板和辅助弹簧之间的间隙，这样空气弹簧气囊长时间在垂向拉伸状态下运营，对空气弹簧的使用寿命和可靠性都有影响，对车辆的运营带来了很大的不利影响。同时辅助弹簧高度的下降同样会增加部件之间干涉的风险。所以对空气弹簧辅助弹簧高度的变化监测是有必要且非常重要。
目前维护人员跟踪测量辅助弹簧高度变化量主要是通过专用尺子测量辅助弹簧的外套底部的高度间隙变化来获得此种测量方式费时费力，且测量精度不高；现在也存在在空气弹簧内设置传感器对高度间隙进行检查，但成本较高且对安装精度要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种观察直观、检测方便、省时省力、检测成本低廉的空气弹簧系统及检测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种可便捷检测辅助弹簧形变的空气弹簧系统，其特征在于，包括空气弹簧与辅助弹簧；所述空气弹簧的压板与辅助弹簧外套紧固连接；所述辅助弹簧的芯轴为镂空结构，轴内开有上小下大的阶梯孔；所述压板中部设有伸入芯轴上段圆孔内的导杆；所述导杆末端连接有定位板；所述定位板整体布置于芯轴下段圆孔内；所述芯轴下部的圆周上设有开口槽；所述开口槽外侧标有检测对照用的刻度线。
进一步地，所述定位板处于初始安装位置时，其顶面与芯轴内阶梯孔中大孔的顶面接触。
进一步地，所述刻度线共设有两条，包括更换标记线与加垫标记线。
进一步地，所述更换标记线与处在初始安装位置的定位板底部存在H值的间距；所述加垫标记线设置于更换标记线的上方。
进一步地，所述H值为辅助弹簧整个生命周期允许的蠕变、老化、疲劳因素造成的最大下降量。
进一步地，所述导杆工作过程中与芯轴内壁始终无接触。
进一步地，所述压板上方设置有磨耗板。
进一步地，所述压板与辅助弹簧外套之间设有O型圈。
根据以上技术方案所适用的检测方法如下
本发明在辅助弹簧芯轴内部开孔，通过压板的导杆连接定位板，并在芯轴底部一侧开一个观察孔，在观察孔的边线上刻上可供观察对比的加垫标记线和更换标记线，使得检修人员可以直观准确的检查辅助弹簧老化蠕变等造成的高度变化，且能够快速准确的确认空气弹簧系统是否需要加垫或是否需要更换辅助弹簧，可时刻掌握辅助弹簧高度变化量，无需人工用尺子逐一去测量、记录；可以节省人工测量辅助弹簧高度间隙变化的时间和成本；且本发明在现有的辅助弹簧芯轴结构上做改进，结构简单，利于生产和安装。
附图说明
图1为本发明所提出的空气弹簧系统结构示意图；
图2为本发明所提出的空气弹簧系统结构示意图；
图3为本发明所提出的空气弹簧系统开口槽处放大图；
图4为辅助弹簧自由状态与空载状态对比图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
如图1、2所示，本实施例提供一种可便捷检测辅助弹簧形变的空气弹簧系统，它包括空气弹簧与辅助弹簧两大部分组成，空气弹簧包括上盖板2、气囊10、O型圈1、压板5，上盖板2与气囊10通过扣环12与螺钉11固定实现密封；本实施例中辅助弹簧为橡胶锥形弹簧，它由外套9a、橡胶9b、隔板9c以及芯杆9d组成；空气弹簧的压板5与橡胶锥形弹簧的外套9a通过螺钉连接组成一个整体；压板5顶面通过螺钉固定有磨耗板4，空气弹簧受载时，上盖板2下压至磨耗板4，由此将载荷传递与橡胶锥形弹簧固定的压板5，促使橡胶锥形弹簧受压变形；橡胶锥形弹簧底部通过螺钉13与底板固定。
本实施例中，橡胶锥形弹簧的芯轴9d为镂空结构，轴内开有上小下大的阶梯孔，阶梯孔小孔内径为ΦC1，大孔内径为ΦC4；而压板5中部设有伸入芯轴9d阶梯孔内的导杆，在导杆的末端通过螺钉14与定位板连接；本实施例中压板往下伸出的导杆外径为ΦC2，一般而言橡胶锥形弹簧在正常运营过程中最大倾摆角θ不超过5°，综合整个压板导杆长度H1，可计算出阶梯孔小孔内径C1所需数值，以保证极限倾摆情况下压板导杆与芯轴内侧无接触受力，确保导杆不受除压板传递的载荷之外的其他外力的影响；
如图2、3、4所示，定位板8整体布置于芯轴9d阶梯孔的下段孔内，定位板处于初始安装位置时（即空气弹簧系统不受压时），其顶面与芯轴内阶梯孔中大孔的顶面接触，而在芯轴底部的外圆周上设有宽为C3，高为H3的开口槽，通过该槽可观察到定位板8的位置，开口槽外侧标有检测对照用的刻度线，本实施例中，刻度线共设有两条，包括更换标记线与加垫标记线。
本发明的具体工作原理如下：当空气弹簧系统装车，车辆处于空载状态时，定位板8下降H2；空气弹簧系统在正常运营过程中，由于载荷的变化会促使压板受载振动并下移，实际设计中，设定一个B值，该值为压板下移的最大值（即承载最大允许载荷时的下移值），本实施例中B值取空气弹簧系统1.3倍满载时的下移量；而同时辅助弹簧在整个生命周期中由于蠕变、老化、疲劳等因素也会造成其整体发生下移，实际设计中，设定一个H值作为辅助弹簧整个生命周期允许的最大下移量，故如图1所示，H2+B+H这段距离即为空气弹簧系统装车受载后所允许最大下移量；而B+H的间隙即可满足车辆正常运营时，空气弹簧振动下移的需要。
开口槽外侧的刻度线包括更换标记线与加垫标记线，其中更换标记线距辅助弹簧完整状态时的定位板底面的距离为H，这样当车辆入库检修时，检修人员只需要在空车状态下通过芯轴底部的开口槽观察定位板8底面所在的位置即可做出判断：如果空载静止时定位板8的底面处于更换标记线以下，则代表着辅助弹簧已超过整个生命周期中所允许的最大下移量，故需对其进行更换；而根据运营单位需要进行预警的标准，可在更换标记线上方某处标注一根加垫标记线，同样如果空载静止时定位板8的底面低于该加垫标记线时，检修人员可得出需要对空气弹簧进行加垫处理的结论，保证车辆与空气弹簧的正常运营高度，并对该空气弹簧系统进行预警标记，增加检查次数，缩短检查周期。
本申请成功解决了人工检测辅助弹簧高度的繁琐，且并不依靠对检测工具进行改进，而是从空气弹簧与辅助弹簧内部结构入手进行改进，在辅助弹簧芯轴内部开孔，通过压板的导杆连接定位板，并在芯轴底部一侧开一个观察孔，在观察孔的边线上刻上可供观察对比的加垫标记线和更换标记线，使得检修人员可以直观准确的检查辅助弹簧老化蠕变等造成的高度变化，且能够快速准确的确认空气弹簧系统是否需要加垫或是否需要更换辅助弹簧，可时刻掌握辅助弹簧高度变化量，无需人工用尺子逐一去测量、记录；可以节省人工测量辅助弹簧高度间隙变化的时间和成本；且本发明在现有的辅助弹簧芯轴结构上做改进，结构简单，利于生产和安装。
显然，上述实例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可便捷检测辅助弹簧形变的空气弹簧系统，其特征在于，包括空气弹簧与辅助弹簧；所述空气弹簧的压板与辅助弹簧外套紧固连接；所述辅助弹簧的芯轴为空腔结构，轴内开有上小下大的阶梯孔；所述压板上设有伸入芯轴阶梯孔内的导杆；所述导杆末端连接有定位板；所述定位板整体布置于芯轴阶梯孔的下段孔内；所述芯轴下部的圆周上设有开口槽；所述开口槽外侧标有检测对照用的刻度线。
2.根据权利要求1所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述定位板处于初始安装位置时，其顶面与芯轴内阶梯孔中大孔的顶面接触。
3.根据权利要求1所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述刻度线共设有两条，包括更换标记线与加垫标记线。
4.根据权利要求3所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述更换标记线与处在空载状态时的定位板底面存在H值的间距；所述加垫标记线设置于更换标记线的上方。
5.根据权利要求4所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述H值为辅助弹簧整个生命周期允许的蠕变、老化、疲劳因素造成的最大下降量。
6.根据权利要求1所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述导杆工作过程中与芯轴内壁始终无接触。
7.根据权利要求1所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述压板上方设置有磨耗板。
8.根据权利要求1所述的空气弹簧系统，其特征在于，所述压板与辅助弹簧外套之间设有O型圈。
9.一种空气弹簧系统的辅助弹簧形变检测方法，基于权利要求1-8所述的空气弹簧系统，其特征在于，具体步骤如下，检修人员车辆空载静止时通过芯轴底部的开口槽观察定位板底面所在的位置：空载静止时定位板的底面处于更换标记线以下，得出需辅助弹簧结论；空载静止时定位板的底面低于该加垫标记线时，检修人员可做出需加垫处理的预警。
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