CN2482609Y - 气压弹簧 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种气压弹簧,它有筒体和活塞杆,其活塞杆下端装有活塞头,活塞头的凹槽上装有密封圈,活塞杆的上端经上堵盖的内孔伸出筒体,上堵盖通过螺纹与筒体连接并使其筒体上端弯铆与上堵盖相固定;下堵盖的凹槽上装有密封圈和充气阀杆、充气阀口,下堵盖通过螺纹与筒体连接并使筒体下端弯铆,将下堵盖固紧,使其筒体内部由活塞头和下堵盖形成的空间充入所需压力的氮气形成气室。优点是应用范围广、结构简单、使用寿命长的气压弹簧。

Description

气压弹簧
本实用新型涉及弹性元件，具体为一种气压弹簧。
在现有技术中，金属螺旋圆柱形弹簧的设计与制造，受到金属丝材的性能、弹簧指数和弹簧安装空间等因素的影响，致使柱形螺旋弹簧的使用，只能限制在一定的范围内。参照国家标准GB2089-80常用的压缩弹簧性能表可以看出，对于一定的工作极限负荷和变形量的弹性元件，其相应的弹簧中径和钢丝直径所能选择的范围是很小的。例如：要设计一个工作极限负荷为1000N的弹簧，按附表查出，只能选用钢丝直径为5mm，弹簧中径为25mm或者钢丝直径为6mm，弹簧中径为30-45mm，范围内设计制造弹簧。而利用本技术发明，可以设计制造出直径小于30mm或直径大于45mm的弹性元件，所以说，气压弹簧是一种应用范围更广的弹性元件。
本实用新型的目的是提供一种应用范围广、结构简单、使用寿命长的气压弹簧。
本实用新型是通过以下技术方案实现的。
气压弹簧，它有筒体和活塞杆，其要点是活塞杆下端装有活塞头，活塞头的凹槽上装有密封圈，活塞杆的上端经上堵盖的内孔伸出筒体，上堵盖通过螺纹与筒体连接并使其筒体上端弯铆与上堵盖相固定；下堵盖的凹槽上装有密封圈和充气阀杆、充气阀口，下堵盖通过螺纹与筒体连接并使筒体下端弯铆，将下堵盖固紧，使其筒体内部由活塞头和下堵盖形成的空间充入所需压力的氮气形成气室。
本实用新型的优点是可以设计出各种不同的活塞直径和不同极限负荷的气压弹簧，用于汽车、摩托车和内燃机车等各种需要弹性元件的减震设备中，应用范围广。
下面结合附图和实施例对本使用新型详细说明。
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为工作状态时的结构示意图；
图3为图1另一个实施例的结构示意图。
气压弹簧，如图1所示：它有筒体7和活塞杆3，其特征在于；活塞杆3下端装有活塞头5，活塞头5的凹槽上装有密封圈6，活塞杆3的上端经上堵盖4的内孔伸出筒体7，上堵盖4通过螺纹与筒体7连接并使其筒体7上端弯铆与上堵盖4相固定；下堵盖8的凹槽上装有密封圈9和充气阀杆13、充气阀口16，下堵盖8通过螺纹与筒体7连接并使筒体7下端弯铆，将下堵盖8固紧，其筒体内部有活塞头5和下堵盖8围成的空间充入所需压力的氮气形成气室15。筒体7制造材料可选用高精度冷轧无缝钢管。
本实用新型的工作过程是当活塞杆3受力时，活塞杆3承力下移，筒体7内的气体被压缩，当外力消失则活塞杆3在气压的作用下复位。上堵盖4的内孔与活塞杆3保持滑配合，用以活塞杆3的向导，并承受一定的径向力。活塞杆3与活塞头5保持过盈配合。筒体7下端装有下堵盖8，并用螺纹连接、密封圈9密封，最后弯铆筒体7下端使其紧固成一体。下堵盖8的内部装有由阀杆13、阀口16及密封圈10组成的充气口。在筒体7内，下堵盖8和活塞头5之间形成的空腔15，空腔15内充入所需压力的氮气，充气压力由气压弹簧的初始负荷决定，空腔15气室的高度L1由极限负荷和弹簧的最大变形量来决定。
当设计一个初始负荷为300N、极限负荷3000N受力后变形量为60mm，其安装直径不大于35mm的弹性元件时，参照国标GB2089--80可以看出，以上要求的弹性元件是很难用金属螺旋弹簧来制造的，本实用新型可选用直径30×3的高精度冷轧无缝钢管作为筒体，其内孔直径24+0.05mm表面粗糙度为0.8。按照典型结构，充入所需压力的氮气，即可制造出符合要求的气压弹簧。
根据气压弹簧的典型结构，可以设计出各种不同的活塞直径和不同极限负荷的气压弹簧，例如用于汽车、摩托车和内燃机车的减震及各种需要弹性元件的设备中去，以满足用户厂家的各种不同的需要。
气压弹簧用于减震技术时，为了提高减震效果，可以在图1结构基础上增加阻尼系统，如图3所示的活塞杆3中部装有上堵盖4和活塞头5、密封圈6，并同时装入筒体7中，筒体端部弯铆，将上堵盖4固紧，上堵盖内孔与活塞杆保持滑配合，活塞杆3的下部与下堵盖8的内孔保持滑配合，用以导向。下堵盖上装有密封圈9，筒体7下端弯铆，将下堵盖固紧，下堵盖的内孔与活塞杆的下端面形成的空腔14，内部装满液压油的油室14。下堵盖下部装有密封圈10及充气阀杆13，在油室14的侧面开有小孔17，与气室15相通。由活塞头5和筒体7内孔、下堵盖上端面所形成的环状空间为气室15。气室15内充入所需压力的氮气，当活塞杆受力下移时，气室被压缩，同时，油室14内的液压油通过油室侧面小孔17，慢慢流入气室，以减缓活塞下降速度，起到阻尼作用，可以提高减震效果。如图3中的耳片1、垫片2、衬套11及耳片12等是用来连接被减震的零件，例如摩托车车架和后轮架之间的连接；图3中的结构适用于摩托车的减震，在现有技术中摩托车均用金属螺旋弹簧减震，其直径比较粗大，约50mm左右，而利用图3结构可以设计出直径较小的减震器，从而取代现有摩托车的粗老笨壮型的减震器；其减震器初负荷为200N，工作极限负荷为1000N，最大变形量为60mm，可用直径39×2.5的高精度冷轧无缝钢管作筒体，内径为34mm，其充气压力由初始负荷决定，气室工作高度由极限负荷和弹簧最大变形量决定。由此设计的摩托车减震器中的两耳片之间孔距为320mm。
气压弹簧的精度只要控制好气室的充气压力，即可以保证气压弹簧的负荷精度指标。因为作为弹性元件来说，对负荷的要求容差比较大。按GB2089-80制造的压缩弹簧其负荷容差一般均按负荷的±7.5％或±10％、±15％验收。由于弹性元件的负荷容差较大，所以对于气压弹簧的密封胶圈在筒体内的摩托阻力可以不计。
气压弹簧的工作温度，对弹簧的弹力即承受负荷的力也有一定的影响。可以通过理想气体的等容过程原理来计算，当温度升高40℃时，筒体内的压力升高约为原压力的13.5％，所以气压弹簧可根据实际情况决定对负荷的影响。气压弹簧的工作温度不宜超过橡胶圈的工作温度，否则将会导致气压弹簧失效。

Claims (3)

1、一种气压弹簧，它有筒体(7)和活塞杆(3)，其特征在于：活塞杆(3)下端装有活塞头(5)，活塞头(5)的凹槽上装有密封圈(6)，活塞杆(3)的上端经上堵盖(4)的内孔伸出筒体(7)，上堵盖(4)通过螺纹与筒体(7)连接并使其筒体(7)上端弯铆与上堵盖(4)相固定；下堵盖(8)的凹槽上装有密封圈(9)和充气阀杆(13)、充气阀口(16)，下堵盖(8)通过螺纹与筒体(7)连接并使筒体(7)下端弯铆，将下堵盖(8)固紧，使其筒体内部由活塞头(5)和下堵盖(8)围成的空间充入所需压力的氮气形成气室(15)。
2、按照权利要求1所述的气压弹簧，其特征在于：由活塞杆(3)下端面与下堵盖(8)内孔构成的油室(14)侧面开有小孔(17)，与气室(15)相通，气室(15)与油室(14)之间由小孔(17)连通构成阻尼结构。
3、按照权利要求1所述的气压弹簧，其特征在于：筒体(7)制造材料可选用高精度冷轧无缝钢管。
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