一种笼式复合材料组合弹簧制造技术

本发明专利技术涉及一种笼式复合材料组合弹簧，包括至少两节可变形模组，且相邻可变形模组之间设置约束框；其中，可变形模组包括多组弹簧片，每组弹簧片沿可变形模组的周向均匀分布；可变形模组的弹簧片装配时略微倾斜；相邻可变形模组的弹簧片的装配倾斜方向相反；沿弹簧片的长度方向设置至少一个约束框，约束框约束弹簧片的径向变形；端框分别设置在首节可变形模组和末节可变形模组的一侧；当端框受到压缩外力或者约束框受到扭转外作用力时，相邻可变形模组的扭转方向相反，组合弹簧长度缩短，外力释放后，可变形模组恢复原始形状。本发明专利技术结构效率高，适合应用于对结构重量敏感的使用场景。适合应用于对结构重量敏感的使用场景。适合应用于对结构重量敏感的使用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种笼式复合材料组合弹簧


[0001]本专利技术涉及弹簧结构
，尤其是指一种笼式复合材料组合弹簧。

技术介绍

[0002]弹簧是一种使用非常普遍的机械零件，现有的弹簧的工作部分采用以下两种材料制成：
[0003]1、采用金属丝制成时，金属丝密绕成螺旋形，且一般采用高密度钢铁材料。当采用高密度钢铁材料时，存在不足之处如下：导致重量比较大，且难于制造大型、超大型弹簧。
[0004]2、采用复合材料制作弹簧时，采用复合材料较金属材料具有更高的比刚度、比强度和疲劳性能，但受制造工艺限制，难以制造类似金属弹簧的整体螺旋形复合材料弹簧。
[0005]综上所述：现有的弹簧结构效率低，制作难度大，不适合应用于对结构重量敏感的使用场景。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种笼式复合材料组合弹簧。
[0007]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种笼式复合材料组合弹簧，包括
[0009]至少两节可变形模组，且相邻所述可变形模组之间设置连接框；其中，所述可变形模组包括多组弹簧片，每组所述弹簧片沿所述可变形模组的周向均匀分布；所述可变性模组的弹簧片装配时倾斜；相邻所述可变形模组的弹簧片的装配倾斜方向相反；沿所述弹簧片的长度方向设置至少一个约束框，所述约束框约束所述弹簧片的径向变形；
[0010]端框，分别设置在首节所述可变形模组和末节所述可变形模组的一侧；
[0011]当所述端框受到压缩外力或者所述约束框受到扭转外作用力时，相邻所述可变形模组的扭转方向相反，所述可变形模组的长度缩短；外力释放后，所述可变形模组恢复原始形状。
[0012]其进一步的技术特征在于：所述连接框和所述端框均由同心的内外框组成，所述弹簧片夹持在所述内外框之间，所述内外框及其之间的弹簧片通过径向紧固元件连接。
[0013]其进一步的技术特征在于：所述紧固元件为销钉，所述销钉约束所述弹簧片和所述连接框/所述端框除绕所述销钉的径向转动之外的平动和转动。
[0014]其进一步的技术特征在于：每组所述弹簧片有多个由复合材料或金属材料制成的弹簧片，其中一个或多个所述弹簧片的端部开设调整孔。
[0015]其进一步的技术特征在于：所述弹簧片为空心或者在所述弹簧片的空心内腔内填充泡沫或蜂窝体。
[0016]其进一步的技术特征在于：所述弹簧片的截面形状为矩形，其厚度方向位于所述可变形模组的径向，所述弹簧片的宽度大于所述弹簧片的厚度。
[0017]其进一步的技术特征在于：所述弹簧片的截面形状为工字型，其厚度方向位于所
述可变形模组的径向。
[0018]其进一步的技术特征在于：多个所述弹簧片的厚度和宽度均相同。
[0019]其进一步的技术特征在于：所述弹簧片的初始状态为直线型，组合弹簧受压。
[0020]其进一步的技术特征在于：所述弹簧片的初始状态为螺旋形且螺旋线为非闭合螺旋，组合弹簧既受压又受拉。
[0021]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0022]1、本专利技术通过组合使用若干弹簧片提高弹簧规模，降低了弹簧的制造难度，可以轻易制造出各种大规格弹簧，解决基于组合方式制造大型弹簧，基于复合材料制造高性能弹簧的难题。
[0023]2、本专利技术可以实现全复合材料弹簧设计和制造，由于组合弹簧中可避免使用大型螺旋线结构，即使是本专利技术提出的拉压弹簧，所采用的螺旋线一般也不到一整圈即＜360
°
，较常规金属弹簧的多圈螺旋线大大降低了复材弹簧片的制造难度。对于受压力所采用的长条形弹簧片，更是便于基于复合材料制造。
[0024]3、本专利技术可以充分发挥复合材料的优势，制成高刚度、高强度弹簧，较金属弹簧，基于本专利技术制造的复合材料弹簧可以在同等性能要求前提下减重80％甚至更高。
[0025]4、本专利技术的弹力更为稳定；基于本专利技术公开的方法制造的组合弹簧，其最低弹力并不为零，一般为最高推力的30％
‑
60％，在弹性段内推力与弹簧行程仍成正比。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]图1是本专利技术的实施例1提供的笼式复合材料组合弹簧的展开状态的示意图。
[0028]图2是本专利技术的实施例1提供的笼式复合材料组合弹簧的压缩状态的示意图。
[0029]图3是图1或图2中弹簧片的结构示意图。
[0030]图4是本专利技术的实施例1中基于有限元仿真计算反弹力
‑
行程曲线图。
[0031]图5是本专利技术的实施例2中可拉压笼式组合弹簧的初始状态的示意图。
[0032]图6是本专利技术的实施例3中小型笼式组合弹簧的展开状态的示意图。
[0033]图7是本专利技术的实施例3中小型笼式组合弹簧的压缩状态的示意图。
[0034]图8是图6或图7中上端框局部放大示意图。
[0035]说明书附图标记说明：1、第一端框；2、弹簧片；3、约束框；4、紧固元件；5、连接框；6、第二端框；7、调整孔。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0037]关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。
[0038]实施例1：
[0039]结合图1和图2，一种笼式复合材料组合弹簧，包括
[0040]至少两节可变形模组，且相邻可变形模组之间设置连接框5；其中，可变形模组包括多组弹簧片2，每组弹簧片2沿可变形模组的周向均匀分布；可变性模组的弹簧片2装配时略微倾斜；相邻可变形模组的弹簧片2的装配倾斜方向相反；沿弹簧片2的长度方向设置至少一个约束框3，约束框3约束弹簧片2的径向变形；
[0041]端框，分别设置在首节可变形模组和末节可变形模组的一侧；
[0042]当端框受到压缩外力或者约束框3受到扭转外作用力时，相邻可变形模组的扭转方向相反，可变形模组的长度缩短；外力释放后，可变形模组恢复原始形状。
[0043]上述提供了一种笼式复合材料组合弹簧，解决现有的弹簧结构效率低，制作难度大，不适合应用于对结构重量敏感的使用场景的问题。
[0044]在本实施例中，可变形模组的数量为两节，为方便描述，两节可变形模组分别定义为第一可变形模组和第二可变形模组，第一可变形模组和第二可变形模组设置在连接框5的两侧。
[0045]如图3所示，在本实施例中，弹簧片2的初始状态为直线型，组合弹簧受压。弹簧片2为空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种笼式复合材料组合弹簧，其特征在于：包括至少两节可变形模组，且相邻所述可变形模组之间设置连接框(5)；其中，所述可变形模组包括多组弹簧片(2)，每组所述弹簧片(2)沿所述可变形模组的周向均匀分布；所述可变性模组的弹簧片(2)装配时倾斜；相邻所述可变形模组的弹簧片(2)的装配倾斜方向相反；沿所述弹簧片(2)的长度方向设置至少一个约束框(3)，所述约束框(3)约束所述弹簧片(2)的径向变形；端框，分别设置在首节所述可变形模组和末节所述可变形模组的一侧；当所述端框受到压缩外力或者所述约束框(3)受到扭转外作用力时，相邻所述可变形模组的扭转方向相反，所述可变形模组的长度缩短；外力释放后，所述可变形模组恢复原始形状。2.根据权利要求1所述的笼式复合材料组合弹簧，其特征在于：所述连接框(5)和所述端框均由同心的内外框组成，所述弹簧片(2)夹持在所述内外框之间，所述内外框及其之间的弹簧片(2)通过径向紧固元件(4)连接。3.根据权利要求2所述的笼式复合材料组合弹簧，其特征在于：所述紧固元件(4)为销钉，所述销钉约束所述弹簧片(2)和所述连接框(5)/所述端框除绕所述销钉的径向转动之外的平动和转动。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立朋，
申请(专利权)人：光年探索江苏空间技术有限公司，
类型：发明
国别省市：