[發明專利]一種大型帶附加氣室的空氣彈簧

在審

• 申請號: 201810429605.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108626291A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 秦亞明;張奎華;田振強;王冰;張巧壽
• 申請（專利權）人: 北京航天希爾測試技術有限公司;北京強度環境研究所
• 主分類號: F16F9/04
• 分類號: F16F9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種大型帶附加氣室的空氣彈簧，空氣彈簧帶中間束帶式橡膠囊，空氣彈簧兩端連接處均有錐面，上蓋與空氣彈簧的上錐面配合，附加氣室與空氣彈簧的下錐面配合，附加氣室通過連接管路及調節閥使空氣彈簧與附加氣室內空氣導通，空氣彈簧與附加氣室之間具有節流孔，附加氣室下部有排水孔，附加氣室安裝壓力表。其將空氣彈簧的固有頻率降低至0.9Hz以下，增加了空氣彈簧的氣體容積，減小空氣彈簧的剛度，以達到降低其固有頻率的作用。

技術領域

本發明涉及一種大型帶附加氣室的空氣彈簧，屬于空氣彈簧領域。

背景技術

空氣彈簧是在柔性密閉容器中加入壓力空氣，利用空氣的可壓縮性實現彈性作用的一種非金屬彈簧。它是典型的非線性系統，主要表現在材料非線性、幾何非線性和狀態非線性。而空氣彈簧作為一種較為常用的支撐隔振部件，其在地基設計上使用越來越廣泛。

目前，國內外減振地基大多采用砂石隔振型式，這種隔振形式在彈簧承載成熟前使用較為廣泛，地基直接沉于砂土之上。利用松軟的砂土吸收振動產生的能量。這種隔振方式一階隔振頻率約為15—30Hz，由于混凝土本體與建筑物仍是相連的，在共振時容易激起建筑物的振動，隔振效果較差。

對于運輸車輛或高鐵車廂等大型構件，其諧振頻率更低，要求其試驗頻率降低，為了提高隔振效果，降低隔振頻率，采用空氣彈簧減振的方式，用空氣彈簧將隔振基礎托起與建筑地面或設施脫離，從而達到減振目的，空氣彈簧一階諧振頻率多為1.3-1.5hz，因此采用此方式減振可以達到更低的使用頻率，而通過增加空氣彈簧內部容積即加裝附加氣室，增設相應的阻尼，可以將頻率限定為1hz以下，同時可以有效地減輕地基的擺動與振動，可應用于大型減振地基與大型產品的特殊試驗，但此種結構型式的建造與后期的維護成本太高。

國內外一般均采用德國CFM-Schiller GRB2480-1200ZV帶附加氣室空氣彈簧結構型式，將大型基礎與建筑周圍地基隔離，多采用壓力電磁閥與機械限位相結合的形式，控制地基氣浮高低位置，此方式在國內有多家軍工企業已經應用。但是，德國CFM-SchillerGRB2480-1200ZV帶附加氣室空氣彈簧價格昂貴。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對現有技術的上述不足，本發明提出一種大型帶附加氣室的空氣彈簧，將空氣彈簧的固有頻率降低至0.9Hz以下，增加了空氣彈簧的氣體容積，減小空氣彈簧的剛度，以達到降低其固有頻率的作用。

(二)技術方案

一種大型帶附加氣室的空氣彈簧，空氣彈簧帶中間束帶式橡膠囊，空氣彈簧兩端連接處均有錐面，上蓋與空氣彈簧的上錐面配合，附加氣室與空氣彈簧的下錐面配合，附加氣室通過連接管路及調節閥使空氣彈簧與附加氣室內空氣導通，空氣彈簧與附加氣室之間具有節流孔，附加氣室下部有排水孔，附加氣室安裝壓力表；所述大型帶附加氣室的空氣彈簧的剛度K滿足下式：

式中：p為空氣彈簧內壓力，p₀為當地大氣壓力，V為空氣彈簧的氣囊容積，A為空氣彈簧的有效面積，a為空氣彈簧的形狀系數，m為氣體的多變指數。

其中，空氣彈簧的形狀系數a為：

其中：R為系數；α多變系數取0，β為形狀系數取π。

其中，所述帶附加氣室的空氣彈簧的固有頻率為：

其中：N為空氣彈簧個數；K為空氣彈簧剛度；M為承載質量。

其中，在附加氣室4與空氣彈簧2相連通處設置球閥。

其中，等溫過程m＝1.0，絕熱過程m＝1.4，一般動態過程1<m<1.4。