[实用新型]一种框形弹簧

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种弹簧，特别是涉及一种框形弹簧。

技术背景

车辆在不平的路面上行驶会产生颠簸，为了提高舒适性，人们采用了弹性悬架和橡胶轮胎来吸收振动，其中弹性悬架的主要构件有弹簧，板簧、扭力杆或螺旋弹簧等。目前应用最广的车用弹簧是纵置板簧，它是一种两端铰接的简支梁，梁的中间部位受力和变形最大，所以实际应用中，汽车的钢板弹簧多采用多片弹簧，以改善受力；另外，无论是钢板弹簧还是螺旋弹簧，都有各种连杆、铰轴、球头、橡胶套等连接构件，存在结构复杂，承载能力小、体积大、重量大、减震效果差、噪声大、可靠性差等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种承载能力强、体积小、重量轻、减震效果好、噪声低、可靠性高的框形弹簧。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的框形弹簧，具有上下两片长条形弹性元件，所述的两片长条形弹性元件的两端各设有一个刚性元件，所述的刚性元件将所述的上下两片长条形弹性元件刚性固定组成为一个封闭框形整体。

在所述的由刚性元件和上下两片长条形弹性元件组成的封闭框形整体内填充有橡胶体。

所述的橡胶体和所述的长条形弹性元件硫化粘接成一体。

采用上述技术方案的框形弹簧，在不受力时是平直的，呈直线形状。当它受到垂直载荷后会向下变形，受力弯曲时，由于上下弹性元件变形的形态是一样的，减震框形弹簧的左右两端面将保持平行，这是它不同于其它结构的弹簧的关键。由于这种框形弹簧的左右两端面在各种载荷下将保持平行，因此它可同时作为车辆后悬架的连杆，即运动约束构件，代替五连杆悬架中的四根纵向拉杆。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的受力和变形示意图；

图3是本实用新型受力的弯矩图；

图4是本实用新型的一种应用实例图；

图5是本实用新型的另一种应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

参见图1，具有上下两片长条形弹性元件1，两片长条形弹性元件1的两端各设有一个刚性元件3，刚性元件3将上下两片长条形弹性元件1固定组成为一个封闭框形整体。

参见图5，具有上下两片长条形弹性元件1，两片长条形弹性元件1的两端各设有一个刚性元件3，刚性元件3将上下两片长条形弹性元件1固定组成为一个封闭框形整体，在两片长条形弹性元件1之间硫化粘接有橡胶支柱2。

图2是框形弹簧的受力和变形示意图，图3是本实用新型受力的弯矩图，变形特点是其末端没有常规悬臂梁那样的角位移，这是它变形小的主要原因。

悬架除了能满足刚度要求以外，还应满足人体舒适性要求。从舒适性角度，要求后悬架的偏频(固有频率)在1.17～1.58之间。对减震框形弹簧参数优化，可将悬架的偏频控制到1.54Hz，能够满足强度和偏频的要求。

图4是减震框形弹簧的应用实例之一，这是一种车型的后悬架系统，它有大梁和整体式车桥，弹簧钢板两端通过螺栓和压板分别固定在大梁和车桥上，两块钢板和中间填充的橡胶通过硫化粘接在一起。可以看出，减震框形弹簧的结构比较简单，零部件数量和常规的板簧结构要少很多。

图5是第二种应用实例，减震框形弹簧横向布置，它不仅起承载作用，而且还起车桥的作用，将两个车轮连接在一起。从物理模型可以看出，这种结构相当于两个实例一所示的钢板的串联，即那个固定端放在中间，两端为悬臂。

有限元分析，在加载前后，两端的角度变化很小，变形结果也和实验比较接近，能满足要求。

减震框形弹簧的刚度和常规板簧相比，是常规板簧刚度的4倍，所以在满足承载力的情况下，减震框形弹簧悬架系统的重量可以大大减轻。

特别值得一提的是，当用硫化橡胶把上下两块钢板连接在一起时，承载力可以得到提高。

特点分析

从上述分析可以看出，减震框形弹簧悬架和普通板簧悬架相比，主要具有下列优势：

承载能力强，重量轻。同样载荷，减震框形弹簧的变形仅为板簧的三分之一，其原因是减震框形弹簧的钢板的材料利用率高，这意味着，承担同样的载荷，减震框形弹簧需要更少的材料。特别是用硫化橡胶把上下两块钢板连接在一起后，悬架的承载能力有提高，这可以进一步降低系统重量。

结构简单，部件少，成本低。减震框形弹簧悬架可以省略传统的悬架(板簧悬架或者五连杆悬架)相关的球头，铰销、橡胶套等附件，简化系统结构，降低成本。