CN1776247A - 碟簧 - Google Patents

Abstract

本发明属于弹簧，它包括弹簧本体及对弹簧的运动产生阻尼作用的含有高阻尼材料的阻尼体。由于在弹簧上设置了阻尼体，当弹簧受力发生振动时，阻尼体随之产生变形，阻尼材料内会产生很大的内摩擦，使振动能量变为热能消耗掉。使得振动迅速地减弱甚至消失；由于噪声也是振动造成的，因此噪声也大大减轻。

Description

碟簧

                          技术领域

本发明属于弹簧。本申请是03112550.6号发明专利申请的分案申请，原申请日为2003年6月11日，发明名称为弹簧。

                          背景技术

普通的弹簧由纯弹性材料制作而成，其阻尼很小，尤其是金属弹簧。在实践中，为了增大其阻尼，有时采用将弹簧螺旋体的整体外面套一层橡胶管的做法，但是橡胶从根本上说是一种粘弹性材料，在高频作用条件下，如对声频范围的振动和噪声，会有一定的阻尼效果，对大多数机械振动来说，其阻尼比只有1-3％，与弹簧并联使用时阻尼比更小，在大多数情况下阻尼比远远不够，例如对于一般车辆、设备的减振和隔振，要求阻尼比在10％-30％之间，这时必须配合额外的阻尼装置使用，使得结构复杂。

                          发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种本身带有阻尼的碟簧。

为达到上述目的，本发明包括碟形的簧片，簧片至少部分地嵌入含有高阻尼材料的阻尼体中。

阻尼体为空心柱或环；阻尼体内外周面上设置使阻尼体变形时可对其产生约束和剪切的刚度较大的约束体，或者设置弹性约束体；簧片之间或簧片上下的阻尼体表面或内部设置环形空腔或高弹性体；若干个簧片本体串联或并联；沿簧片的环形表面至少部分附着约束阻尼层。

本发明所说的高阻尼材料，包括粘弹性高阻尼材料和粘塑性材料，如高阻尼橡胶、高阻尼聚氨酯、高阻尼改性沥青等，其材料阻尼比可达30-50％以上。而一段弹性材料的阻尼比在0.1-1％之间，普通橡胶约为1％-3％。本发明的阻尼材料还包括以上述阻尼材料为基体、添加有其它填充物的材料，包括可以增大阻尼材料变形内耗和阻尼的填充物，如碳纤维、玻璃纤维，云母粉等。

本发明由于在碟簧本体上设置了阻尼体，当碟簧受力发生振动或变形时，阻尼体随之产生变形，阻尼材料内会产生很大的内摩擦，会消耗部分能量。使得变形受到阻碍、振动得以衰减；由于噪声也是振动造成的，因此噪声也大大减轻。本发明由于采用了高阻尼材料，提供了较高的阻尼比，对多数机械设备及车辆结构的减振能够提供足够的阻尼比，即使在需要的阻尼比很高的场合，所需的额外阻尼也会小的多。在一般情况下就不再需要另外配合阻尼装置，从而简化了结构。另外，本发明还有效地消除了弹簧本身在固有频率下的共振。

                        附图说明

图1是本发明实施例1整体结构示意图；

图2是本发明实施例2整体结构示意图；

图3是本发明实施例3整体结构示意图；

图4是本发明实施例4整体结构示意图；

图5是本发明实施例5整体结构示意图；

图6是本发明实施例6整体结构示意图；

图7是本发明实施例7整体结构示意图。

                        具体实施方式

实施例1：

参见图1，多个碟簧构成的碟簧组5全部嵌入管状阻尼体2中，叠簧变形时，对阻尼体2形成剪切和挤压，由于阻尼体2的带有空心，使得其容易变形。

阻尼体为常温下呈固态(粘塑性)的高阻尼改性沥青。碟簧受力变形时，阻尼体同时受力变形，由于阻尼材料具有较大的内摩擦，会产生始终与运动方向相反的阻尼力，因此这种结构的弹簧具有较大阻尼比。

实施例2：

参见图2，多个碟簧构成的碟簧组5整体地嵌入管状阻尼体2中，且在其簧片之间有环形空腔6，因此阻尼体较之实施例1更容易受到剪切变形，具有更好的线性刚度和阻尼比。在阻尼体的内外表面还设有一层弹性材料作为约束保护层8，它可以帮助阻尼材料在卸载时更彻底地复位，并保护阻尼材料不受导向柱的摩擦和外力碰撞。

实施例3：

图3所示，碟簧5单片嵌入空心的阻尼体2中，其横截面形状与簧片的横截面形状大致同心相似，只是在碟簧片的接触区没有阻尼体，以免阻尼体被局部挤压破坏或挤压永久变形。本实施例对弹簧线性改变不大，适合阻尼要求不太高、但线性要求较高的场合，由于单片实施，可大批量生产。阻尼体宜选用适合高效、大批量生产，如可以喷涂、浸涂、涂覆或浇注的阻尼材料，如高阻尼聚氨酯。

实施例4：

参见图4，在实施例3的基础上，阻尼体2为空心圆柱体，在生产工艺上更容易制作，上下表面设有凹环，以减少挤压区的阻尼体，避免碟簧的非线性急剧增加。

实施例5：

参见图5，两片碟簧片5同向相叠(刚度为并联)嵌入同一阻尼体中，阻尼体2为空心圆柱体，两簧片5之间有高阻尼材料，然后两组串联。

实施例6：

参见图6，在实施例5的基础上，两组碟簧片5同向相叠(刚度为并联)嵌入同一阻尼体2中，阻尼体2截面与碟簧片5截面大体相似，两簧片5之间有高阻尼材料，然后两组串联。

实施例7：

参见图7，两片碟簧片5背向相叠(刚度为串联)嵌入同一阻尼体2中，阻尼体2为空心圆柱体，两簧片5之间有高阻尼材料，簧片5之间和上下设有空心6，然后串联。

实施例3～7中，列举了不同的方案，这是因为不同的碟簧布置方式有不同的力学性质。碟簧同向相叠，为刚度并联，总刚度增大一倍；碟簧背向相叠，为刚度串联，总刚度减半；实践中，可根据此特性采取不同的片与片组合和组与组的组合。

由于很多阻尼材料具有体积不可压缩性，在阻尼体的受压区如果积聚较多实心阻尼材料，阻尼体将被挤向作用力的垂直方向，弹簧变形曲线会呈较非线性，同时阻尼体有可能因变形过大而破坏。设置空心阻尼体或高弹性体，以及在阻尼体内外设置弹性约束体可以避免此种情况发生。

Claims (6)

1.一种碟簧，它包括碟形的簧片，其特征在于，簧片至少部分地嵌入含有高阻尼材料的阻尼体中。

2.根据权利要求1所述的碟簧，其特征在于，阻尼体为空心柱或环。

3.根据权利要求2所述的碟簧，其特征在于，阻尼体内外周面上设置使阻尼体变形时可对其产生约束和剪切的刚度较大的约束体，或者设置弹性约束体。

4.根据权利要求2所述的碟簧，其特征在于，簧片之间或簧片上下的阻尼体表面或内部设置环形空腔或高弹性体。

5.根据权利要求1所述的碟簧，其特征在于，若干个簧片本体串联或并联。

6.根据权利要求1所述的碟簧，其特征在于，沿簧片的环形表面至少部分附着约束阻尼层。

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