基于形状记忆合金的板弹簧制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于形状记忆合金的板弹簧，主钢板弹簧组处于顶层钢板弹簧和副钢板弹簧之间，主钢板弹簧组由多个长度不同的主钢板弹簧组成，在顶层钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧之间、两个相邻的主钢板弹簧之间和副钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧之间均安装一个形状记忆合金薄板，所述多个主钢板弹簧均采用工字钢制成，在每个主钢板弹簧的中间支撑板左右两侧均贴合设置一个形状记忆合金绳索，两个形状记忆合金绳索的两端均通过紧固螺栓分别压紧固定在两个螺孔处，使两个形状记忆合金绳索在压紧固定后均处于张拉状态。本实用新型专利技术能在保证板弹簧的减振效果情况下，还能使得板弹簧变形后能快速恢复原结构。

Plate spring based on shape memory alloy

【技术实现步骤摘要】
基于形状记忆合金的板弹簧
本技术涉及一种板弹簧，具体是一种基于形状记忆合金的板弹簧。
技术介绍
板弹簧又称为叶片弹簧，它是由若干片等宽但不等长(厚度可以相等，也可以不相等)的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，是车辆悬架中应用最广泛的弹性悬架部件，在车架与车桥之间起到了弹性联系的作用，减少车辆在道路上带来的颠簸感，保证车辆在行驶过程中的稳定性及舒适性，除此之外，钢板弹簧还起到了导向机构的作用，控制车轮相对车身按规定轨迹行驶，从而保证良好的操作性以及稳定性。由此可见，性能良好的板弹簧，不但可以保证驾乘人员的舒适和运载货物的稳定，而且还可以提高车辆的运输速度，节约燃料，延长车辆的使用寿命和提高车辆的安全性。因此，板弹簧的作用对于车辆来说非常重要。作为板弹簧的重要性能，其刚度、强度和减振性三个关键指标一直是工程
中的三个难点，若其刚度太小，板弹簧减振性得以提高，但是板弹簧受到冲击时会产生较大的变形，并且变形后恢复原结构的速度较慢，从而影响车辆行驶的稳定性；若其强度过高，则使板弹簧减振性会降低，刚度过大，影响车辆的行驶舒适性。目前普遍使用的板弹簧主要分为多片簧、少片簧两种形式，这两种形式主要在薄厚以及结构上的存在差异，在其它的性能方面基本相同，这些形式在应用中均存在着一些缺陷或不足，即，一方面，它们的质量和体积比较大，相应的单位体积的储能能力较小，隔振减振效果差；另一方面，多板弹簧的板间摩擦力大，不仅减少了结构的弹性，而且使得板弹簧的振动噪声较大。因此，对于现有的板弹簧所采用的减振机理、材料和结构来说，都难以实现同时协调好刚度、强度和减振性之间的高效搭配关系。因此如何研发一种板弹簧在提高板弹簧的减振效果前提下，还能使得板弹簧变形后能快速恢复原结构是本行业的研究方向。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种基于形状记忆合金的板弹簧，能在保证板弹簧的减振效果情况下，还能使得板弹簧变形后能快速恢复原结构。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种基于形状记忆合金的板弹簧，包括顶层钢板弹簧、副钢板弹簧和主钢板弹簧组，主钢板弹簧组处于顶层钢板弹簧和副钢板弹簧之间，顶层钢板弹簧、主钢板弹簧组和副钢板弹簧叠合后通过中心螺栓和弹簧夹固定，所述顶层钢板弹簧前后端均设有卷耳，主钢板弹簧组由多个长度不同的主钢板弹簧组成，还包括多个形状记忆合金薄板和多个形状记忆合金绳索，在顶层钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧之间、两个相邻的主钢板弹簧之间和副钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧之间均安装一个形状记忆合金薄板，所述多个主钢板弹簧均采用工字钢制成，每个主钢板弹簧的中间支撑板前后端分别开设一个螺孔，在每个主钢板弹簧的中间支撑板左右两侧均贴合设置一个形状记忆合金绳索，两个形状记忆合金绳索的两端均通过紧固螺栓分别压紧固定在两个螺孔处，使两个形状记忆合金绳索在压紧固定后均处于张拉状态。进一步，所述形状记忆合金绳索由多个形状记忆合金丝捻股制成、且形状记忆合金丝处于奥氏体状态。采用这种材质使得形状记忆合金绳索在被拉伸形变时具有更好的吸收冲击能量的作用，同时在形状记忆合金绳索恢复原状时能具有更强的回复力。进一步，所述形状记忆合金薄板的形状为圆弧形、且其横截面为矩形，形状记忆合金薄板处于奥氏体状态。采用这种材质使得形状记忆合金薄板被冲击形变时具有更好的吸收冲击能量的作用，同时在形状记忆合金薄板恢复原状时能具有更强的回复力；另外在顶层钢板弹簧、副钢板弹簧和主钢板弹簧之间均设有形状记忆合金薄板，从而使得相邻的钢板弹簧之间摩擦阻力既能满足隔振减振的需要，又能满足降低车辆振动噪声的要求。进一步，所述中心螺栓由螺杆、螺母和形状记忆合金垫圈组成，螺杆和螺母配合连接后将形状记忆合金垫圈压紧在顶层钢板弹簧的表面。采用形状记忆合金垫圈在顶层钢板弹簧受到冲击变形时，形状记忆合金垫圈随着顶层钢板弹簧的变形而变形，由于形状记忆合金材料具有超弹性变形能力，使形状记忆合金垫圈可以发生较大的变形，而其应力基本保持不变，因此，保证中心螺栓工作中实现连接持久防松，进而提高了整个板弹簧的安全性。与现有技术相比，本技术采用顶层钢板弹簧、副钢板弹簧、主钢板弹簧组、形状记忆合金薄板和形状记忆合金绳索相结合方式，具有如下优点：1、安全可靠、隔振减振突出：本技术中主钢板弹簧为工字型截面，大大提高了主钢板弹簧的弯曲强度，而且在主钢板弹簧中又增设了形状记忆合金绳索，则提高了主钢板弹簧的隔振减振效果，同时在中心螺栓连接中也采用了减振防松的形状记忆合金垫圈，使得整个板弹簧的安全性和使用寿命得到了提高。另外，设计中又采用了形状记忆合金薄板，使得顶层钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧之间、两个相邻的主钢板弹簧之间和副钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧之间的摩擦阻力均既能满足隔振减振的需要，又能满足降低车辆振动噪声的要求。由此可见，本技术的板弹簧可以同时协调好结构的刚度、强度和减振性等之间的高效搭配关系，使板弹簧结构不仅具有较高的强度，而且还可以保证结构兼备较高的减振性和适宜的刚度；并且本技术的板弹簧在变形后由于吸收较多的震动能量，从而通过产生的回复力使得板弹簧能快速的恢复原形状。2、制作工艺简单、操作方便：利用形状记忆合金丝就可以加工成形状记忆合金绳索，把形状记忆合金绳索安装在主钢板弹簧中即可，这种形状记忆合金绳索和形状记忆合金薄板犹如弹性较好的弹簧一样，具有良好的隔振减振特性，以弥补普通板弹簧数量、尺寸和材料等的不足。3、整体结构耐久性高：由于记忆合金材料具有较高的阻尼、较大的回复变形、良好的耐腐蚀性、较好的塑性、较高的强度以及疲劳寿命长和环境因素影响小等优点，使得车辆隔振减振装置中的中心螺栓、整体的板弹簧耐久性较高。4、适用范围广：装有形状记忆合金绳索的主钢板弹簧，不仅可以用来作为高强度的梁使用，而且也可以作为抗振良好的结构使用，另外也可以作为抗弯和抗振兼具的装置来使用。附图说明图1为本技术的整体立体图；图2为图1中纵截面图；图3为图1的横截面图；图4为图1侧视图；图5为图1中装配形状记忆合金绳索后工字型板弹簧的示意图；图6为图5中横截面示意图；图7为图1中螺栓的侧视图；图8为图1中形状记忆合金绳索在万能试验机平台上获取的试验数据；图9为安装形状记忆合金绳索的板弹簧和普通板弹簧对同一振动波的隔振减振效果对比的实测数据。图中：1、主钢板弹簧，2、形状记忆合金绳索，3、形状记忆合金薄板，4、副钢板弹簧，5、中心螺栓，6、弹簧夹，7、卷耳，8、螺孔，9、螺杆，10、形状记忆合金垫圈，11、螺母。具体实施方式下面将对本技术做进一步说明。如图所示，以图2的左方为前方、右方为后方，图3的左方为左侧、右方为右侧进行专利描述；一种基于形状记忆合金的板弹簧，包括顶层钢板弹簧、副钢板弹簧4和主钢板弹簧组，主钢板弹簧组处于顶层钢板弹簧和副钢板弹簧4之间，顶层钢板弹簧、主钢板弹簧组和副钢板弹簧4叠合后通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形状记忆合金的板弹簧，包括顶层钢板弹簧、副钢板弹簧(4)和主钢板弹簧组，主钢板弹簧组处于顶层钢板弹簧和副钢板弹簧(4)之间，顶层钢板弹簧、主钢板弹簧组和副钢板弹簧(4)叠合后通过中心螺栓(5)和弹簧夹(6)固定，所述顶层钢板弹簧前后端均设有卷耳(7)，主钢板弹簧组由多个长度不同的主钢板弹簧(1)组成，其特征在于，还包括多个形状记忆合金薄板(3)和多个形状记忆合金绳索(2)，在顶层钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧(1)之间、两个相邻的主钢板弹簧(1)之间和副钢板弹簧(4)与相邻的主钢板弹簧(1)之间均安装一个形状记忆合金薄板(3)，所述多个主钢板弹簧(1)均采用工字钢制成，每个主钢板弹簧(1)的中间支撑板前后端分别开设一个螺孔(8)，在每个主钢板弹簧(1)的中间支撑板左右两侧均贴合设置一个形状记忆合金绳索(2)，两个形状记忆合金绳索(2)的两端均通过紧固螺栓分别压紧固定在两个螺孔(8)处，使两个形状记忆合金绳索(2)在压紧固定后均处于张拉状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆合金的板弹簧，包括顶层钢板弹簧、副钢板弹簧(4)和主钢板弹簧组，主钢板弹簧组处于顶层钢板弹簧和副钢板弹簧(4)之间，顶层钢板弹簧、主钢板弹簧组和副钢板弹簧(4)叠合后通过中心螺栓(5)和弹簧夹(6)固定，所述顶层钢板弹簧前后端均设有卷耳(7)，主钢板弹簧组由多个长度不同的主钢板弹簧(1)组成，其特征在于，还包括多个形状记忆合金薄板(3)和多个形状记忆合金绳索(2)，在顶层钢板弹簧与相邻的主钢板弹簧(1)之间、两个相邻的主钢板弹簧(1)之间和副钢板弹簧(4)与相邻的主钢板弹簧(1)之间均安装一个形状记忆合金薄板(3)，所述多个主钢板弹簧(1)均采用工字钢制成，每个主钢板弹簧(1)的中间支撑板前后端分别开设一个螺孔(8)，在每个主钢板弹簧(1)的中间支撑板左右两侧均贴合设置一个形状记忆合金绳索(2)，两个形状记忆...

【专利技术属性】
技术研发人员：智友海，史向平，窦建君，张连英，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32