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空气弹簧工作原理结构分类刚度计算及应用《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:39:27 阅读: 来源:启闭机厂家

2018-05-21 13:16:34来源: 贤集网

什么是空气弹簧?

空气弹簧是在柔性密封容器中加入压缩空气,利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧。它具有优良的弹性特性,从而提高车辆的运行舒适度。并且不管车辆载重量是多少,都可以依靠改变空气压力加以选择。例如用增加附加空气室的办法增加其内容积,可以使刚度减小。

根据压缩空气所用容器不同,空气弹簧又有囊式和膜式两种形式,囊式空气弹簧是由夹有帘线的橡胶气囊和封闭在其中的压缩空气所组成。气囊的内层用气密性好的橡胶制成,而外层则用耐油橡胶制成。节与节之间围有钢制的腰环,使中间部分不会有径向扩张,并防止两节之间相互摩擦。而膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属制件组成,会产生径向扩张。在量产车上我们见到的大都是膜式空气弹簧,而在改装领域更多应用的是囊式空气弹簧。

橡胶空气弹簧的工作原理

空气弹簧(简称气囊)是在一个密封的容器中充入压缩气体(气压为0.5—1Mpa),利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这样气囊就具有理想的弹性特性。橡胶空气弹簧工作时,内腔充入压缩空气,形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加,弹簧的高度降低,内腔容积减小,橡胶弹簧的刚度增加,内腔空气柱的有效承载面积加大,此时橡胶弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时,橡胶弹簧的高度升高,内腔容积增大,橡胶弹簧的刚度减小,内腔空气柱的有效承载面积减小,此时橡胶弹簧的承载能力减小。这样,空气弹簧在有效的行程内,的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法,调整弹簧的刚度和承载力的大小,还可以附设辅助气室,实现自控调节。

空气弹簧基本参数

介质

空气弹簧内部可充入压缩空气、氮气或水。如果使用水充入空气弹簧,那么就要增加防锈层来保护端盖。

空气弹簧内部充液体的两种特点如下:

1.减小空气弹簧内部气体体积,从而增加空气弹簧固有频率。

2.由于水是不可压缩介质,所以可以做到准确定位。

温度

我们的标准工业用空气弹簧的使用温度范围为:-40℃~+60℃

压力

1.标准型空气弹簧根据我们的经验:最大使用压力为0.7 Mpa。

2.高强度(四层骨架层)空气弹簧最大压力1.25 Mpa。

我们推荐在最大内部空气压力和破裂压力之间有2.5倍的安全系数,所以,举个例子说,如果需要0.7 Mpa的压力,破裂压力应是1.75 Mpa或更大。曲囊形空气弹簧的破裂压力随高度增加而减小。因此,决定因素有两个方面,伸长最大高度,以及在这一点上的内压是多少?压力与高度的函数关系请参考充气压力图。附图2(14页)(适用于单曲、双曲和三曲囊空气弹簧)

空气弹簧刚度计算

1、空气弹簧强度计算的目的是确保空气弹簧不会在工作中出现塑性变形和疲劳损坏;空气弹簧刚度计算是确保空气弹簧具有所需的弹性。

2、空气弹簧载荷及其变形曲线之间的关系称为空气弹簧特性曲线。特征曲线的斜率反映了空气弹簧的刚度。刚性刚度空气弹簧的特性曲线为直线,可变刚度空气弹簧的特性曲线为曲线。

3、空气弹簧的强度与有效匝数n无关,空气弹簧的刚度和有效匝数n成反比。

4、在设计橡胶空气弹簧的刚度时,可以依靠改变弹簧内压而加以选择,刚度与内压大致成正比,因此,可以根据需要将刚度选得很低,对于一个尺寸既定的橡胶空气弹簧,刚度是可变的,它随载荷的改变而变化,因而在任何载荷下自振频率几乎不变,所以它能使被支承系统具有几乎不变的性能.

5、橡胶空气弹簧设计时,可彼此独立地,范围相当广泛地选择弹簧高度,承载能力和弹簧刚度,可获得极其柔软的弹簧特性.弹簧高度:使用高度控制阀,可根据使用要求适当控制空气弹簧的高度,在簧上载荷变化的情况下保持一定高度.

空气弹簧储运须知

1.运输、装卸过程禁止粗暴作业。

2.存放于干燥通风的库房内,避免日光直晒。

3.安装部位应有足够的安装空间,避免和油类、酸碱类物质及坚锐物质接触。

4.避免用坚锐工具触碰空气弹簧;与其配合的配套件应光滑无棱角。

橡胶空气弹簧的种类及应用

根据橡胶空气弹簧在使用中可以归分为两大类,一个是橡胶体的冲程调节器,还有就是橡胶空气隔震体,这两个是能够有不同的使用范围的。橡胶空气弹簧还有之前我们所说的囊式和膜式以及袖筒式的,依照密闭的环境会有更好的减震作用。

根据橡胶空气弹簧的结构连接可以划分为三大类,一个是固定式的法兰型,另外一个是活套,还有就是密封性的。在特点上面,橡胶空气弹簧通过装配以后想空气弹簧中加入压缩气体,利用空气的可压缩性实现弹性的作用,是有弹簧作用的非金属弹簧,同时橡胶空气弹簧有很多的优越性,有非常好的线性特点,可以根据需求将它的特性设计成为比较适合的曲线,橡胶空气弹簧的刚度会随着载荷的变化为产生一定的变化,这样弹簧能够更具有想要的特性,橡胶空气弹簧同时能够承受各种方向式的载荷,也能够传递扭转,同时还能够调整内部的压力,得到不同的承载能力,达到承受各种载荷的需求,而且在重量上,使用寿命也非常长,高频隔震以及隔音效果是非常好的,安装占用的空间也小,在更换的时候相对来说更方便。

在我们常见的举升设备上,气缸或者或者是一些液压上升的物体上面,安装的空间可能会比较大,制造的时候也会很困难,容易发生安全问题,如果能够使用橡胶空气弹簧进行举升就可以完全去化解这个问题的存在,而且不用经过长时间的保养,使用寿命长,操作更方便,因此在举升的时候能够代替气缸的使用。

橡胶空气弹簧因为它的高频隔震隔音还有就是能够自动的去降低频率的优点,能够比较好的去实现震动的隔离,保证震动设备的底座和控制系统的安全稳定性,在橡胶空气弹簧的使用范围内,更多的情况下会将其用在隔震上面,以及一些常见的运输途中,而在国家的导弹系统中也是经常被用到的。

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