一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，包括空气弹簧气囊，空气弹簧气囊顶端设有上盖板、中间连接块；膜片碟簧通过对合组合与叠合组合相结合的形式组成膜片碟簧组与中间连接块相适配；本发明专利技术具有高静态刚度和低动态刚度的特点，膜片碟簧本身具有非线性的负载特性曲线，当选择不同高厚比时，可以实现膜片碟簧在压平时，呈现出负刚度特性，并且通过对膜片碟簧组的对合与叠合的调节来控制负刚度特性曲线的变化趋势，同时空气弹簧受压时产生正刚度，通过正负刚度元件的串联，可保留空气弹簧的高承载能力，并显著降低系统的刚度，进而减小起始隔振频率和扩大隔振频带宽，实现增强系统低频隔振性能与行驶平顺性的目的。平顺性的目的。平顺性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统


[0001]本专利技术涉及空气悬架
，具体涉及一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统。

技术介绍

[0002]振动现象会产生各种不良影响：不仅影响机械设备的寿命和使用性能，也影响人们日常生活，如车身底盘的振动会降低乘客的乘坐舒适性。为了抑制车身底盘的振动，研究人员设计了众多抑制振动的方法，空气悬架就是其中之一。
[0003]空气悬架具有变刚度，低振动频率的特性，为了使这种悬架可以提供给车辆更好的平顺性，需要降低空气弹簧的隔振频率，传统的方法是扩大空气弹簧腔室的体积，如技术专利CN212959638U、CN20924319U。但是这种设计方式需要额外增加附加腔室，从而使减震器体积过于庞大，占用较大空间，不便于使用。并且压缩空气受弹簧充放气时产生的气流波动的影响较为强烈，会降低系统的稳定性。
[0004]由单自由度线性结构系统的固有频率可知，系统刚度越小，固有频率就越低。对于质量为m，刚度为k的单自由度系统，根据线性隔振理论，当基础激励频率大于时，系统具有隔振效果。通过降低系统的刚度可以有效的降低系统的固有频率，扩大系统隔振频带宽，而系统的刚度过小会导致支撑弹簧静变形变大，会产生滞弹性效应。
[0005]因此，将高静低动刚度理论(一种将正负刚度弹性元器件串联在静平衡位置获得低刚度的组合隔振系统)引入刚度可调的空气悬架系统，通过正负刚度元件的串联，使空气悬架系统处于准零刚度的状态，可保留正刚度机构的高承载能力，并显著降低系统的刚度，可以减小空气弹簧体积及固有频率，同时提高稳定性，使系统同时满足高承载能力和低固有频率两方面的要求，实现增强系统低频隔振性能的目的。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中，本申请提出了一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，具有高静态刚度和低动态刚度的特点，能够隔离较大幅值的基础激励，通过控制调节空气弹簧气囊变化的正刚度与膜片碟簧组的负刚度相匹配，并且被隔振物体的质量可调节；具有安装方便，结构简单，承载可调等特点，并且具有较低的固有频率和较高的承载能力，可有效的解决低频振动传递率与高频振动衰减率之间的难题，能够广泛适用于车辆、飞机、船舶等领域。
[0007]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，包括：
[0009]空气弹簧气囊，所述空气弹簧气囊安装在车桥底座上；
[0010]设置在所述空气弹簧气囊上部的上盖板；
[0011]设置在上盖板上部的中间连接块；所述中间连接块、上盖板和空气弹簧气囊之间固定连接；
[0012]所述中间连接块上套装有膜片碟簧组；所述膜片碟簧组是由对合式膜片碟簧单元和叠合式膜片碟簧单元构成；对合式膜片碟簧单元和叠合式膜片碟簧单元均由单片膜片碟簧构成。
[0013]进一步，所述叠合式膜片碟簧组合是将n片单片膜片碟簧叠在一起，n为叠合个数；
[0014]进一步，所述对合式膜片碟簧组合是将两片单片膜片碟簧相对镜像设置为一对，
[0015]进一步，所述中间连接块包括底座，以及底座上竖直设置的简体；在简体的外壁沿周向阵列设置多个肋板；
[0016]进一步，单片膜片碟簧向上拱起，呈锥形；在膜片碟簧的中心开有圆形孔，且沿圆形孔设置多条分离指；分离指按照阵列分布；分离指与中间连接块上的肋板一一对应。
[0017]进一步，分别在空气弹簧气囊的顶端、底部装设有上压环和下压环。
[0018]进一步，在空气弹簧气囊的外壁中央安装有腰环。
[0019]进一步，车桥底座的上表面设置限位凸台，限位凸台外壁、空气弹簧气囊底部内壁上均沿周边设有下防滑槽，且两者的下防滑槽相互配合。
[0020]进一步，在上盖板与空气弹簧气囊内壁接触部位设置沿周边分布的上防滑槽；且在空气弹簧气囊与上防滑槽相对处设置同样的上防滑槽；通过上盖板的上防滑槽与空气弹簧气囊的上防滑槽之间的相互配合。
[0021]进一步，所述空气弹簧气囊的材料为氯丁橡胶，所述膜片碟簧组的材料为50C
r
VA。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]1)本专利技术的负刚度结构主要由膜片碟簧对合、叠合串联组成，无机械磨损、无需润滑保养、使用寿命久，并且具备较小的非线性特性，刚度调节便捷，能够较好的与正刚度机构进行适配。
[0024]2)本专利技术的膜片碟簧负刚度结构属于被动元件，相对于半主动和主动方法实现准零刚度原理负刚度原件相比具有稳定性强，体积小，能量消耗少的特点。
[0025]3)本专利技术将空气弹簧气囊和膜片碟簧组合在一起，集合了空气弹簧气囊的高频隔振性能、较高的承载能力与膜片碟簧的低频线谱隔振性能，使整个机构具备了较低的固有频率与较大的振动衰减率。
[0026]4)本专利技术的膜片碟簧负刚度结构承载能力与准零刚度范围仅受碟簧制造尺寸限制，性能稳定。
[0027]5)本专利技术具有安装方便、结构简单、承载能力强、结构紧凑、经济性好，适配性强等优点，对于较大振幅的外部激励和不同质量的物体具有良好的隔振性能，隔振频带宽，幅值衰减率高，能够根据不同的工况，自由调整系统的刚度特性，提升了系统的低频隔振性能。
附图说明
[0028]图1为膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统装配示意图
[0029]图2为膜片碟簧力位移特性随高厚比变化曲线
[0030]图3为单片膜片碟簧剖视图
[0031]图4为膜片碟簧对合组合与叠合组合特性
[0032]图5为中间连接块结构图
[0033]图6为本结构A处放大图
[0034]图7为膜片碟簧组三维结构示意图
[0035]其中，1、空气弹簧气囊，2、上防滑槽，3、中间连接块，4、第一螺栓，5、上压环，6、下压环，7、限位凸台，8、内螺纹孔，9、腰环，10、车桥底座，11、膜片碟簧组，12、下防滑槽，13、第二螺栓，14、上盖板。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]如图1所示，本专利技术一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，包括空气弹簧气囊1和膜片碟簧组11；空气弹簧气囊1的底部通过第二螺栓13与车桥底座10固定连接。车桥底座10的上表面设置限位凸台7，限位凸台7外壁、空气弹簧气囊1底部内壁上均沿周边设有下防滑槽12，且两者的下防滑槽12相互配合，能够起到密封的作用。同时，车桥底座10上的限位凸台7能够保证空气弹簧气囊1底部不产生径向位移。
[0038]如图6所示，空气弹簧气囊1的上部设有上盖板14，在上盖板14与空气弹簧气囊1内壁接触部位设置沿周边分布的上防滑槽2；且在空气弹簧气囊1与上防滑槽2相对处设置同样的上防滑槽2；通过上盖板14的上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，其特征在于，包括：空气弹簧气囊(1)，所述空气弹簧气囊(1)安装在车桥底座(10)上；设置在所述空气弹簧气囊(1)上部的上盖板14；设置在上盖板(14)上部的中间连接块(3)；所述中间连接块(3)、上盖板(14)和空气弹簧气囊(1)之间固定连接；所述中间连接块(3)上套装有膜片碟簧组(11)；所述膜片碟簧组(11)是由对合式膜片碟簧单元和叠合式膜片碟簧单元构成；对合式膜片碟簧单元和叠合式膜片碟簧单元均由单片膜片碟簧构成。2.根据权利要求1所述的一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，其特征在于，所述叠合式膜片碟簧组合是将n片单片膜片碟簧叠在一起，n为叠合个数。3.根据权利要求1所述的一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，其特征在于，所述对合式膜片碟簧组合是将两片单片膜片碟簧相对镜像设置为一对。4.根据权利要求1所述的一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，其特征在于，所述中间连接块(3)包括底座，以及底座上竖直设置的筒体；在筒体的外壁沿周向阵列设置多个肋板。5.根据权利要求4所述的一种采用膜片碟簧与空气悬架串联的准零刚度隔振系统，其特征在于，单片膜片碟簧向上拱起，呈锥形；在膜片碟簧的中心开有圆形孔，且沿圆形孔设置多条分离指；分离指按照阵列分布；分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽琴，吴海萌，徐亦航，郝守刚，方恩，张荣成，杨梁，徐兴，黄炯，耿国庆，李仲兴，梅旭，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：