[发明专利]叠层弹簧及其设计方法

说明书

叠层弹簧，包括橡胶体和硫化在橡胶体中的隔板，多层的隔板均匀间隔分布，且各层隔板的外端沿垂向对齐，其特征在于相邻的所述隔板的宽度不相等使相邻隔板内端在橡胶体中错开分布，且相邻隔板的外端之间形成扩口形状，橡胶体位于相邻隔板外端之间的橡胶型面为从内向外的“人”字型型面，橡胶型面随橡胶体的压缩而从内向外逐渐贴合。本发明提供的叠层弹簧，通过对现有叠层弹簧结构的改进，克服现有叠层弹簧的缺陷，使叠层弹簧的使用寿命延长，使用可靠性更高，本发明还提供一种叠层弹簧的设计方法。

技术领域

本发明涉及一种叠层弹簧，用于风机齿轮箱与主机架的连接，起减振支承作用，属于减隔振技术领域，本发明还涉及一种叠层弹簧的设计方法 。

背景技术

风力发电是世界各国重点开发的能源之一。风机在运转时，会产生噪音和振动，导致风机损坏和报废。为减少风机齿轮箱传到到机架和塔架上的噪音，在齿轮箱和机架之间设置弹性隔振组件。齿轮箱隔振元件通常采用叠层簧结构。现有的叠层簧存在以下缺点：

1、现有的叠层簧通常为多层隔板多层橡胶粘合的结构，如图1所示，其隔板为宽度一致的圆板或方板，当齿轮箱叠层簧在承受垂向载荷时，各层隔板的内端为应力集中点，隔板的应力集中点对齐，应力大的隔板在长时间运行下易发生断裂，导致叠层簧失效。

2、如图1中A图所示，现有技术中为了防止相邻隔板端部间的橡胶鼓出，大多采用将相邻隔板端部间的橡胶型面设计成U字型型面，在叠层弹簧压缩时，如图1中的B图所示，U字型的橡胶型面，容易产生褶皱，运行一段时间后，打褶的部位易出现疲劳裂纹，导致叠层弹簧失效。

3、现有叠层仅通过将相邻隔板外端间的橡胶型面挖成向外开口的U字型型面，来增大橡胶的变形空间，当叠层簧承载压缩时，如图1中的B图所示U字型橡胶型面褶皱后形成向外鼓出的形状，如变形空间有限，则褶皱形成的鼓出形状极易从隔板外端鼓出，造成隔板外端对橡胶体的磨损，缩短叠层簧的使用寿命。

四点支撑结构的风力发电机组，要求其设计寿命长达20年。上述缺陷使现有的叠层簧结构在承载时，易出现疲劳破坏，很能满足设计寿命要求。

发明内容

本发明提供的叠层弹簧，通过对现有叠层弹簧结构的改进，克服现有叠层弹簧的缺陷，使叠层弹簧的使用寿命延长，使用可靠性更高，本发明还提供一种叠层弹簧的设计方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：叠层弹簧，包括橡胶体和硫化在橡胶体中的隔板，多层的隔板均匀间隔分布，且各层隔板的外端沿垂向对齐，其特征在于相邻的所述隔板的宽度不相等使相邻隔板内端在橡胶体中错开分布，且相邻隔板的外端之间形成扩口形状，橡胶体位于相邻隔板外端之间的橡胶型面为从内向外的“人”字型型面，橡胶型面随橡胶体的压缩而从内向外逐渐贴合。

优选的，从底层隔板到顶层隔板的宽度依次增加使底层隔板的内端到顶层隔板的内端依次向内伸进，相邻隔板的宽度相差不小于5毫米。

优选的，隔层隔板的宽度相等且相邻隔板的宽度不相等，奇数层隔板的宽度为偶数层隔板的宽度的1/2~2/3。

优选的，所述的橡胶型面由靠近上层隔板的上型面和靠近下层隔板的下型面组成，所述的上型面和下型面随橡胶体的压缩从由向外逐渐贴合。

优选的，所述的隔板外端的底部边缘为倒角边缘，在隔板外端的底面形成倾斜倒角面，使相邻隔板的外端之间形成扩口形状。

优选的，所述的倾斜倒角面的倾斜角度不大于10°，且宽度为隔板宽度的1/3~1/2。

优选的，所述的上型面和下型面通过小圆弧面过渡，上型面为由内向外逐渐靠近倾斜倒角面的斜面，下型面为向上凸起的上凸型面。

优选的，所述的上型面与倾斜倒角面之间的橡胶厚度小于1毫米，且上型面的外边缘与倾斜倒角面的外边缘重合。