一种FRP复合材料主副簧总成制造技术

本发明专利技术涉及一种FRP复合材料主副簧总成，包括钢板主簧、FRP复合材料副簧、前外衬套、前内衬套、前轴管、上盖板、下垫板、后轴管、后外衬套及后内衬套。降低板簧悬架的重量，提高燃油效力；主簧和副簧之间通过面接触，刚度变化平稳，提高车辆行驶的平顺性；减小主簧和副簧支间的应力，提高板簧总成的寿命；使用上盖板和下垫板固定主簧和副簧，结构简单、方便、可靠；上盖板和下垫板和U形螺栓之间间隙小，有效防止后桥受力的摆动，提高车辆行驶的稳定性。

A main and auxiliary spring assembly of FRP composite

The invention relates to a FRP composite main and secondary spring assembly, which comprises a steel plate main spring, a FRP composite material secondary spring, a front outer bushing, a front inner bushing, a front axle pipe, an upper cover plate, a lower backing plate, a rear axle tube, a rear outer bushing and a rear inner bushing. To reduce the weight of the leaf spring suspension, improve fuel efficiency; through the contact between the main spring and the auxiliary spring stiffness changes smoothly, improve the ride comfort; reducing the main spring and the auxiliary spring support and the stress, improve the life of leaf spring assembly; use the cover plate and the fixed plate spring and spring. Has the advantages of simple structure, convenient and reliable; between the upper cover plate and the lower plate and U shaped bolt gap is small, effectively prevent the rear axle force swing, improve the stability of vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种FRP复合材料主副簧总成
本专利技术属于汽车板簧
，特别是指一种FRP复合材料主副簧总成。
技术介绍
钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂、质量加大，所以只在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，具有导向功能，并且结构简单，故在汽车上得到广泛应用。复合材料是两种以上的材料组合在一起、通过材料之间有效界面结合、性能优于原有的材料。复合材料种类很多，比如钢筋混泥土也是复合材料，混泥土是母材，钢筋是增强材料。但是现代工业所指的复合材料主要是玻璃纤维复合材料(GFRP)和碳纤维复合材料(CFRP)，母材是塑料(或叫树脂)，增强材料是玻璃纤维或碳纤维，现代复合材料板簧的增强材料主要是玻璃纤维，也有碳纤维，母材多为环氧树脂。随着科技发展，复合材料板簧逐步用于汽车悬架弹簧元件。现在汽车板簧使用的复合材料都是FRP复合材料。FRP是英文Fibre-ReinforcedPlastic简写，直译是纤维增强塑料。FRP复合材料比强度比模量高、具有良好的耐疲劳性能、阻尼减振性能和耐腐蚀性能，因此，使用FRP复合材料做板簧，可大幅提高车辆的平顺性和舒适性，而质量仅是钢板弹簧的1/4左右，不仅有效地提高了燃油效力，还降低了簧下质量，减小簧下振动，同时寿命是钢板弹簧的3倍左右，在整车寿命范围内无需更换弹性元件，整车使用和维修成本相对较低。FRP复合材料板簧本体成型方法，其中包括连续纤维缠绕工艺、模压工艺、拉挤工艺、树脂传递模塑成型工艺(RTM)等工艺方法。如果FRP复合材料板簧本体成型时压力低，使用一段时间FRP复合材料板簧本体容易脱丝，造成板簧失效。采用高压树脂传递模塑成型工艺(HP-RTM)，模腔压力高达160大气压，不仅保证本体的可靠性、性能，而且不会脱丝。现在国内外很多汽车厂家想用FRP复合材料板簧替代现有的纵置板簧，但是，纵置板簧两端卷耳要通过衬套固定到车身上，中部要通过U形螺栓固定在车身上，必须通过金属件的连接和固定，这些因素必然造成纵置FRP复合材料板簧局部应力大，在卷耳的连接处和U形螺栓外侧出现纤维断裂的现象，极大地影响FRP复合材料板簧的寿命。为了适应空载、满载两种不同状态，现有技术中载荷较小的商用车或乘用车的纵置板簧多采用副簧下置式结构，如图1所示为现有技术的副簧下置式板簧，包括前衬套01、卡箍02、板簧03、中心螺栓04、后衬套05、主簧06及副簧07。这种板簧结构的质量大，燃油效力低；寿命短；平顺性差；簧下质量大，簧下振动大；主簧和副簧接触处应力大，易断裂失效。如图2所示为一种用于卡车悬架的板簧总成，包括上板簧片08、下板簧片09、中间垫板010、卡箍011、卷耳012及橡胶垫013；上板簧片是用弹簧钢，下板簧片为复合材料；这一板簧结构只能形成一个刚度；上板簧片和下板簧片在板端相对运动较大，橡胶垫无法消除，易造成下板簧片断裂；结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种FRP复合材料主副簧总成，以解决现有技术的板簧质量大，燃油效力低；寿命短；平顺性差；簧下质量大，簧下振动大；主簧和副簧接触处应力大，易断裂失效及刚度单一及结构复杂的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种FRP复合材料主副簧总成，包括钢板主簧、FRP复合材料副簧、前外衬套、前内衬套、前轴管、上盖板、下垫板、后轴管、后外衬套及后内衬套；所述FRP复合材料副簧设置于所述钢板主簧的下方并通过所述上盖板及所述下垫板连接；所述钢板主簧为抛物线变截面钢板弹簧，包括前卷耳、前抛物线变截面段、等厚中段、后抛物线变截面段及后卷耳；所述前外衬套、所述前内衬套及所述前轴管均设置于所述前卷耳内；所述后外衬套、所述后内衬套及所述后轴管均设置于所述后卷耳内；所述前卷耳+所述前抛物线变截面段的长度大于所述后卷耳+所述后抛物线变截面段的长度。所述前抛物线变截面段、所述等厚中段及所述后抛物线变截面段组成板簧主体；所述板簧主体的中面各处到所述板簧主体上板面和下板面的距离相等；所述等厚中段为长方体，在所述等厚中段的中部设置有中心孔；所述前卷耳与所述板簧主体的上板面相切，所述后卷耳的中心线在所述中面上；所述前卷耳的内孔直径大于所述后卷耳的内孔直径。所述前抛物线变截面段与所述后抛物线变截面段均为等宽变截面结构，所述前抛物线变截面段与所述后抛物线变截面段的最厚处h2与最薄处h1满足公式：其中，l2为抛物线变截面段与所述等厚中段连接处到相邻卷耳中心的长度，l1为相邻的卷耳中心到所述卷耳与所述抛物线变截面段连接处的长度。所述FRP复合材料副簧为等宽度FRP复合材料板状结构，其相对所述钢板主簧向下反弓，包括副簧前抛物线变截面段、本体中段及副簧后抛物线变截面段；所述副簧前抛物线变截面段的长度大于所述副簧后抛物线变截面段的长度；在所述本体中段上设置有上沉孔，在所述本体中段的下方设置有支撑台，在所述支撑台上设置有下沉孔；所述下沉孔的直径大于所述上沉孔的直径。所述支撑台的两端通过斜面与所述本体中段过渡结合，并且在结合处设置有圆角。所述前外衬套与所述后外衬套的结构相同，均包括同筒及橡胶层，所述内筒位于所述橡胶层的内侧且与所述橡胶层内侧的圆柱主体相对。所述上盖板包括上板、在所述上板两侧弯折形成的上侧板及上定位销，在所述上板上设置有圆孔；在所述上侧板上设置有T形槽；所述上定位销由两个直径大小不同的圆柱体组成，其中直径大的圆柱体设置于所述上板的上面；两个所述T形槽以过所述上定位销中心线的平面对称并且垂直于所述上板。所述下垫板包括下垫板本体及下定位销；所述下垫板本体包括底板及所述底板两侧弯折形成的下侧板，在所述下侧板的顶部设置有T形凸板；在所述底板上设置有圆孔，所述下定位销穿过所述圆孔；两个所述T形凸板相对于过所述下定位销的中心线的平面对称，且所述T形凸板垂直于所述底板。还包括有垫板，在所述垫板的正中处设置有过孔，在所述垫板的两端的侧面设置有四个圆弧面，所述垫板的两端上翘。本专利技术的有益效果是：降低板簧悬架的重量，提高燃油效力；主簧和副簧之间通过面接触，刚度变化平稳，提高车辆行驶的平顺性；减小主簧和副簧支间的应力，提高板簧总成的寿命；使用上盖板和下垫板固定主簧和副簧，结构简单、方便、可靠；上盖板和下垫板和U形螺栓之间间隙小，有效防止后桥受力的摆动，提高车辆行驶的稳定性。附图说明图1为现有技术副簧下置式板簧结构示意图；图2为现有技术用于卡车悬架的板簧总成示意图；图3为纵置FRP复合材料主副簧总成的示意图；图4为图3的主视图；图5为图4的A-A剖视图；图6为钢板主簧的示意图；图7为FRP复合材料副簧本体的示意图；图8为上盖板的示意图；图9为下垫板的示意图；图10为前外衬套示意图；图11为前内衬套示意图；图12为前衬套压装示意图；图13为图4的B-B剖视图；图14为图4的C-C剖视图；图15为图4的D-D剖视图；图16为图5的I处放大图；图17为图5的II处放大图；图18为纵置FRP复合材料主副簧总成安装示意图；图19为垫板示意图；图20为图18的H-H剖视图；图21为抛物线变截面尺寸关系示意图；图22本专利技术的刚度特性示意图。附图标记说明01前衬套，02卡箍，03板簧，04中心螺栓，05后衬套，06主簧，07副簧，08上板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，包括钢板主簧、FRP复合材料副簧、前外衬套、前内衬套、前轴管、上盖板、下垫板、后轴管、后外衬套及后内衬套；所述FRP复合材料副簧设置于所述钢板主簧的下方并通过所述上盖板及所述下垫板连接；所述钢板主簧为抛物线变截面钢板弹簧，包括前卷耳、前抛物线变截面段、等厚中段、后抛物线变截面段及后卷耳；所述前外衬套、所述前内衬套及所述前轴管均设置于所述前卷耳内；所述后外衬套、所述后内衬套及所述后轴管均设置于所述后卷耳内；所述前卷耳+所述前抛物线变截面段的长度大于所述后卷耳+所述后抛物线变截面段的长度。

【技术特征摘要】
1.一种FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，包括钢板主簧、FRP复合材料副簧、前外衬套、前内衬套、前轴管、上盖板、下垫板、后轴管、后外衬套及后内衬套；所述FRP复合材料副簧设置于所述钢板主簧的下方并通过所述上盖板及所述下垫板连接；所述钢板主簧为抛物线变截面钢板弹簧，包括前卷耳、前抛物线变截面段、等厚中段、后抛物线变截面段及后卷耳；所述前外衬套、所述前内衬套及所述前轴管均设置于所述前卷耳内；所述后外衬套、所述后内衬套及所述后轴管均设置于所述后卷耳内；所述前卷耳+所述前抛物线变截面段的长度大于所述后卷耳+所述后抛物线变截面段的长度。2.根据权利要求1所述的FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，所述前抛物线变截面段、所述等厚中段及所述后抛物线变截面段组成板簧主体；所述板簧主体的中面各处到所述板簧主体上板面和下板面的距离相等；所述等厚中段为长方体，在所述等厚中段的中部设置有中心孔；所述前卷耳与所述板簧主体的上板面相切，所述后卷耳的中心线在所述中面上；所述前卷耳的内孔直径大于所述后卷耳的内孔直径。3.根据权利要求1或2所述的FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，所述前抛物线变截面段与所述后抛物线变截面段均为等宽变截面结构，所述前抛物线变截面段与所述后抛物线变截面段的最厚处h2与最薄处h1满足公式：其中，l2为抛物线变截面段与所述等厚中段连接处到相邻卷耳中心的长度，l1为相邻的卷耳中心到所述卷耳与所述抛物线变截面段连接处的长度。4.根据权利要求1所述的FRP复合材料主副簧总成，其特征在于，所述FRP复合材料副簧为等宽度FRP复合材料板状结构，其相对所述钢板主簧向下反弓，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守银，孙江平，陈云，任思义，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34