空氣彈簧的優點

2022-05-24 13:51:05 字數 2547 閱讀 3326

目前國內、外對空氣彈簧的分類方法很不統一,大致有下列幾種:

(一) 按橡膠囊的曲數分類

空氣彈簧按橡膠囊的曲數分為單(一)曲,雙(二)曲,三曲,……,n曲,如圖1-3和圖1-4所示。隨著曲數的增加,剛度變小,空氣彈簧隔振系統的固有頻率也相應減小。但這不僅給製造上帶來了麻煩,而且還會引起橡膠囊的彈性不穩,因此一般只使用到4曲。

(二) 按結構型式分類

1. 日本《空氣彈簧》一書中的分類:

膠囊型空氣彈簧: 輪胎型 [ 圖1-3 (c) ]

平板型 [ 圖1-3 (a)、(b) ]

耳垂型 [ 圖1-4 (b) ]

2. 我國的分類:

空氣彈簧: 囊式空氣彈簧 [ 圖1-2、1-3 ]

約束膜式空氣彈簧 [ 圖1-4 (a) ]

自由膜式空氣彈簧 [ 圖1-4 (b) ]

其他囊式空氣彈簧囊式空氣彈簧是由橡膠膜製成的提燈(燈籠)形結構,可以是一段或由數段串接而成,分別稱為單曲、雙曲或多曲囊式空氣彈簧。在各段之間鑲有金屬輪緣,藉以承受內壓張力的作用。

膜式空氣彈簧膜式空氣彈簧的構造是在金屬外筒與內筒,或缸筒與活塞之間放置橡膠膜,通過膜的變形實現整體伸縮。在外筒的內壁與內筒的外壁上預先給出適當的傾斜或曲面,據此橡膠膜伸縮時可沿該壁面發生變形,受壓面積隨變形而變化。這就可以獲得在額定高度下很軟,而在大位移時變硬的特性,即合適的非線性彈性特性。

膜式空氣彈簧又分為約束膜式和自由膜式。

(三) 按角度是否變化分類

1.只有內角發生變化,外角不發生變化的空氣彈簧,稱為內角變型空氣彈簧;

2.只有外角發生變化,內角不發生變化的空氣彈簧,稱為外角變型空氣彈簧;

3.內角和外角都發生變化的空氣彈簧,稱為雙變角型空氣彈簧;

4.內角和外角都不發生變化的空氣彈簧,稱為不變角型空氣彈簧。

(ab)

(c)圖1-3 囊式空氣彈簧橡膠囊模型

(a) 雙曲 (b) 三曲 (c) 單曲

(ab)

圖1-4 膜式空氣彈簧橡膠囊模型

(a) 約束膜式 (b) 自由膜式

空氣彈簧由於其特殊的材料和獨特的結構,因而具有金屬彈簧和橡膠彈簧所沒有的特點:

1)空氣彈簧具有優良的非線性硬特性,能夠有效限制振幅,避開共振,防止衝擊。空氣彈簧的非線性特性曲線可按實際需要進行理想設計,使其表現為在額定載荷附近具有較低的剛度值。

2)由於空氣彈簧所採用的介質主要是空氣,因而容易實施主動控制。

3)空氣彈簧的剛度隨載荷而變,所以在不同載荷下,其隔振系統固有頻率幾乎不變,隔振效果也幾乎不變。

螺旋鋼彈簧的載荷—撓度特性曲線如圖1-5所示,它是一條直線,即剛度不變。在承受不同載荷時,螺旋鋼彈簧——質量系統的固有頻率相差很大,固有頻率計算公式為:

1-3)

式中:為系統的固有頻率(hz);為螺旋鋼彈簧的垂向剛度;為簧上載荷;為重力加速度。

載荷—頻率曲線如圖1-6所示,可以看出:系統固有頻率隨載荷的增加而降低。即:

過載時系統固有頻率低,輕載時固有頻率高。換言之,如果過載時隔振效能好,則輕載時隔振效能差,二者不可兼顧。

空氣彈簧的載荷—撓度特性曲線如圖1-7所示,它是非線性的,就是說垂向剛度是變化的,且垂向剛度隨著載荷的增加而變大。理論和實踐證明:空氣彈簧的工作高度不變時,無論輕載還是過載其固有頻率幾乎不變。

空氣彈簧的固有頻率計算公式為:

1-4)

式中:為空氣彈簧的垂向剛度。

由式(1-2)知,當載荷增加時,也變大,而固有頻率在數值上基本不變,如圖1-8所示。所以無論是過載還是輕載都能保證很好的隔振效果。

4)空氣彈簧的剛度具有可調性,可借助改變氣室的容積或內腔壓力來改變系統的剛度。不管載重量多少,都可以根據需要改變空氣壓力,來調節空氣彈簧剛度,也可以用增加輔助空氣室的辦法增加其內容積,以減小剛度。

5)對於同樣大小的空氣彈簧,當內壓力改變時,可以得到不同的承載能力。這使得同一種空氣彈簧可以適應多種載荷的要求,因此經濟性好。空氣彈簧在承受垂向載荷的同時,也能承受一定橫向載荷和傳遞扭矩。

6)增大空氣彈簧的總容積,能降低隔振系統的固有頻率,這是空氣彈簧獨特的優點。

空氣彈簧本體的容積,由於結構空間的大小受到一定的限制,不可能太大,為降低隔振系統的固有頻率,可以設輔助空氣室,輔助空氣室可以布置在遠離空氣彈簧的地方。輔助空氣室的容積增大,即增大了空氣彈簧的總容積,空氣彈簧隔振系統的固有頻率降低。

7)空氣彈簧可以利用高度控制閥系統,使空氣彈簧在不同載荷下,保持工作高度基本不變。同樣,也可以通過高度控制閥的作用,使空氣彈簧在一定的載荷下具有不同的高度,因而能適應多種結構上的要求。

8)空氣彈簧能吸收高頻振動,隔音性能極好。

空氣彈簧主要是由橡膠囊和空氣組成的。在振動過程中,橡膠囊由於伸縮、翹曲,有很小的內摩擦,所以很難傳遞高頻振動。空氣和橡膠不容易傳遞聲音,因此具有很好的隔音性能。

而鋼彈簧既容易傳遞高頻振動,又容易傳遞聲音。

9)若在空氣彈簧主氣室和輔助氣室之間設定節流孔,當空氣彈簧振動變形時,主、輔氣室之間將產生壓力差,空氣流過節流孔由於阻力而吸收一部分能量,因而具有阻尼作用。合適的節流孔徑能改善隔振系統的阻尼特性,有效地抑制共振振幅。

10)空氣彈簧重量輕。其本體除了橡膠囊和幾乎沒有重量的空氣以外,就是上蓋和下蓋,因此比鋼彈簧輕得多。

空氣彈簧行業報告

目錄 第一章行業發展狀況綜述 第一節行業簡介 一 行業的界定及分類 二 行業的特徵 三 行業產業鏈分析 第二節政策發展的影響展望 一 政策發展的影響展望 二 相關行業政策的影響展望 第二章中外發展狀況比較 第一節中國行業發展現狀 一 中國行業發展歷程 二 中國行業發展問題 第二節國際行業發展綜述 第...

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