帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于鐵路列車的空氣彈簧，具體的說，涉及一種帶束式膠囊及 使用該膠囊的空氣彈簧。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣彈簧安裝在車體和轉(zhuǎn)向架之間，作為減振部件，可減少車體承受來自軌道不 平順的沖擊。
[0003] 為了縮小空氣彈簧的最大直徑和有效直徑之間的比例（獲得大的承載力的同時 限制空氣彈簧的工作空間），通常使用腰帶式膠囊，腰帶式膠囊包括一豎直的腰帶部。當(dāng)受 到?jīng)_擊時，空氣彈簧壓縮，腰帶約束空氣彈簧的徑向擴(kuò)張。
[0004] 傳統(tǒng)的腰帶式膠囊使用鋼絲腰帶（鋼絲圈）約束膠囊的最大直徑，主要存在以下 缺點(diǎn)：
[0005] (1)如圖5所示，在膠囊囊體簾布層11上加裝腰帶層13,結(jié)構(gòu)相對其它形式的空 氣彈簧復(fù)雜，從而導(dǎo)致工藝復(fù)雜，制造難度較大；
[0006] (2)如圖6所示，鋼絲腰帶區(qū)域剛性很大，而囊體其它區(qū)域剛性小，導(dǎo)致鋼絲腰帶 的兩端出現(xiàn)應(yīng)力集中，為應(yīng)力集中區(qū)14,在使用過程中容易出現(xiàn)裂紋；
[0007] (3)鋼絲腰帶重量較大，從而導(dǎo)致整個膠囊比其它同尺寸的膠囊重量大，不利于輕 量化；
[0008] (4)如圖4和圖6所示，腰帶式空氣彈簧上蓋12與膠囊之間的連接使用自密封式 上子口 15,使用過程中膠囊囊體與空氣彈簧上蓋之間接觸面積大，當(dāng)空氣彈簧頻繁的產(chǎn)生 較大的水平變位時，不利于恢復(fù)對中狀態(tài)，且容易產(chǎn)生膠囊的磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在針對現(xiàn)有腰帶式空氣彈簧結(jié)構(gòu)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、重量 輕的空氣彈黃。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，包括上蓋和膠囊體， 膠囊體安裝在上蓋下方，膠囊體中段豎直部位為腰帶部，膠囊體為中空結(jié)構(gòu)，其頂部為環(huán)形 開口，還包括一連接膠囊體和上蓋的連接件；所述膠囊體的頂部與連接件相接，連接件與上 蓋相連；所述膠囊體上包含一段帶束結(jié)構(gòu)。
[0011] 優(yōu)選的是：沿膠囊體頂部環(huán)形開口的邊緣具有朝向開口內(nèi)側(cè)或外側(cè)的鉤狀結(jié)構(gòu)； 連接件包括一與膠囊體頂部鉤狀結(jié)構(gòu)相勾的鉤狀部位，還包括一與上蓋緊密接觸的連接 部，連接部與上蓋之間通過緊固件固連。連接件的結(jié)構(gòu)視膠囊體的鉤狀結(jié)構(gòu)的不同而不同， 當(dāng)膠囊體頂部的鉤狀結(jié)構(gòu)朝向開口內(nèi)側(cè)時，連接件上鉤狀結(jié)構(gòu)朝向外側(cè)；當(dāng)膠囊體頂部的 鉤狀結(jié)構(gòu)朝向開口外側(cè)時，連接件上的鉤狀結(jié)構(gòu)朝向內(nèi)側(cè)。
[0012] 優(yōu)選的是：帶束結(jié)構(gòu)位于膠囊體的腰帶部。
[0013] 優(yōu)選的是：帶束結(jié)構(gòu)包括上端部、中間部和下端部，中間部的寬度較上端部和下端 部寬，由上到下寬度平滑過渡。
[0014] 優(yōu)選的是：帶束結(jié)構(gòu)由多層具有高強(qiáng)度骨架的帶束層構(gòu)成。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] (1)采用帶束結(jié)構(gòu)替代了鋼絲腰帶的結(jié)構(gòu)，降低了空氣彈簧的總質(zhì)量，有利于空氣 彈簧的輕量化；同時降低了制造難度。
[0017] (2)使用與囊體簾布層相同（或相似）的材質(zhì)作為帶束層，帶束層的寬度逐漸過 渡，有效解決了腰帶式空氣彈簧鋼絲腰帶兩端應(yīng)力集中的問題。
[0018] (3)設(shè)計(jì)了連接件，采用緊固件緊固式上子口，減少了膠囊與其它部件的接觸面 積，大大降低了水平滯回，當(dāng)空氣彈簧發(fā)生較大的水平變位后，有利于恢復(fù)對中狀態(tài)。同時 也減少了膠囊與其它部件的接觸面積，當(dāng)空氣彈簧頻繁的產(chǎn)生較大的水平變位時不易產(chǎn)生 膠囊的磨損。
【附圖說明】
[0019] 圖1為膠囊體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明空氣彈簧安裝剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖3為帶束結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4為鋼絲腰帶膠囊空氣彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖5為鋼絲腰帶結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖6為鋼絲腰帶膠囊與上蓋子口安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖7為腰帶式空氣彈簧及帶束式空氣彈簧滯回圖。
[0026] 其中，1-上蓋，2-膠囊體，3-腰帶部，4-連接件，5-鉤狀結(jié)構(gòu)，6-連接件的鉤狀部 位，7-連接部，8-緊固件，9-帶束結(jié)構(gòu)，10-帶束層，11-膠囊簾布層，12-腰帶式膠囊上蓋， 13-腰帶層，14-應(yīng)力集中區(qū)，15-自密封式上子口，16-腰帶式空氣彈簧滯回曲線，17-帶束 式空氣彈簧滯回曲線，A-腰帶式空氣彈簧與X軸交點(diǎn)1，B-腰帶式空氣彈簧與X軸交點(diǎn)2， C-帶束式空氣彈簧與X軸交點(diǎn)1，D-帶束式空氣彈簧與X軸交點(diǎn)2
【具體實(shí)施方式】 [0027] 實(shí)施例1
[0028] 如圖1所示，帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，包括上蓋1和膠囊體2,膠囊體 2安裝在上蓋1下方，膠囊體2中段豎直部位為腰帶部3。
[0029] 如圖2所示，膠囊體2和上蓋通過連接件4相連。膠囊體2為中空結(jié)構(gòu)，其頂部為 環(huán)形開口?？諝鈴椈蛇€包括一連接膠囊體2和上蓋1的連接件4 ;膠囊體2的頂部與連接 件4相接，連接件4與上蓋1相連。
[0030] 沿膠囊體2頂部環(huán)形開口的邊緣具有朝向開口外側(cè)的鉤狀結(jié)構(gòu)5。連接件4包括 一鉤狀部位6,鉤狀部位6朝向內(nèi)側(cè)，保證可以與膠囊體2頂部鉤狀結(jié)構(gòu)5相勾；連接件4還 包括一與上蓋1緊密接觸的連接部7,連接部7與上蓋1之間通過緊固件8固連。
[0031] 膠囊體2上包含一段帶束結(jié)構(gòu)9,位于膠囊體2的腰帶部3,根據(jù)工況需求，設(shè)計(jì)時 可對膠囊體2具體設(shè)計(jì)位置上下調(diào)整。
[0032] 如圖3所示，帶束結(jié)構(gòu)9由多層具有高強(qiáng)度骨架的帶束層10構(gòu)成，包括上端部、中 間部和下端部，中間部的寬度較上端部和下端部寬，由上到下寬度平滑過渡。采用這種結(jié) 構(gòu)，空氣彈簧工作時，力主要集中在帶束結(jié)構(gòu)9的中部。帶束層各層的寬度可根據(jù)空氣彈簧 的應(yīng)用場合不同而設(shè)計(jì)。
[0033] 帶束結(jié)構(gòu)9采用的是與膠囊體2相同（或相似）的材質(zhì)，加工時，可直接將帶束結(jié) 構(gòu)9與膠囊體2加工為一體。
[0034] 采用腰帶式空氣彈簧和帶束式空氣彈簧進(jìn)行以下試驗(yàn)驗(yàn)證。
[0035] 試驗(yàn)1 :取相同有效直徑的腰帶式膠囊和帶束式膠囊，相同工況下進(jìn)行壓力試驗(yàn)。 腰帶式膠囊在腰帶兩端的最大應(yīng)力達(dá)到2. 2Mpa，而帶束式膠囊的最大應(yīng)力為0. 9Mpa。可以 看出，束帶式膠囊比腰帶式膠囊的兩端應(yīng)力大大減小，安全性提高。
[0036] 試驗(yàn)2 :對腰帶式膠囊和帶束式膠囊進(jìn)行載荷內(nèi)壓試驗(yàn)，獲得相同的有效直徑 (0530mm)，腰帶式空氣彈簧重量達(dá)到10. 5Kg，而帶束式膠囊的重量為6. 8Kg。
[0037] 試驗(yàn)3 :取相同有效直徑的腰帶式膠囊和帶束式膠囊均與相同的輔助彈簧配合組 成空氣彈簧，同時進(jìn)行相同工況（內(nèi)壓500kPa，水平振幅+/-60mm)的疲勞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)腰帶式 膠囊30萬次后膠囊與上蓋接觸區(qū)域開始出現(xiàn)磨損，60萬次后磨損嚴(yán)重。而帶束式膠囊60 萬次后未出現(xiàn)磨損。
[0038] 試驗(yàn)4 :取相同有效直徑的腰帶式膠囊和帶束式膠囊均與相同的輔助彈簧配合組 成空氣彈簧，同時進(jìn)行相同工況（內(nèi)壓500kPa，水平振幅+/-60mm)的水平載荷位移關(guān)系實(shí) 驗(yàn)，得到二者的滯回曲線，如圖7所示。其中，曲線16為腰帶式空氣彈簧滯回曲線，圖中，點(diǎn) A和點(diǎn)B分別為腰帶式空氣彈簧滯回曲線與X軸的兩個交點(diǎn)，從圖中可以看出，A和B之間 的間距約為20mm。曲線17位帶束式空氣彈簧滯回曲線，圖中，點(diǎn)C和點(diǎn)D分別為帶束式空 氣彈簧滯回曲線與X軸的兩個交點(diǎn)，從圖中可以看出，C和D之間的間距約為14mm.
[0039] 試驗(yàn)4可以看出，腰帶式空氣彈簧的水平滯回明顯大于帶束式膠囊的水平滯回， 腰帶式空氣彈簧的恢復(fù)性能較帶束式空氣彈簧的恢復(fù)性差。
[0040] 實(shí)施例2
[0041] 與實(shí)施例1不同的是，帶束結(jié)構(gòu)9由多層具有高強(qiáng)度骨架的帶束層10構(gòu)成，為上 下寬度均勻的結(jié)構(gòu)。
[0042] 實(shí)施例3
[0043] 與實(shí)施例1和實(shí)施例2不同的是，沿膠囊體2頂部環(huán)形開口的邊緣具有朝向開口 內(nèi)側(cè)的鉤狀結(jié)構(gòu)5 ;連接件4的鉤狀部位6朝向外側(cè)，保證可以與膠囊體2頂部鉤狀結(jié)構(gòu)5 相勾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，包括上蓋和膠囊體，膠囊體安裝在上蓋下方， 膠囊體中段豎直部位為腰帶部，膠囊體為中空結(jié)構(gòu)，其頂部為環(huán)形開口，其特征在于：還包 括一連接膠囊體和上蓋的連接件；所述膠囊體的頂部與連接件相接，連接件與上蓋相連； 所述膠囊體上包含一段帶束結(jié)構(gòu)。2. 如權(quán)利要求1所述的帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，其特征在于：沿膠囊體 頂部環(huán)形開口的邊緣具有朝向開口內(nèi)側(cè)或外側(cè)的鉤狀結(jié)構(gòu)；所述連接件包括一與膠囊體頂 部鉤狀結(jié)構(gòu)相勾的鉤狀部位，還包括一與上蓋緊密接觸的連接部，連接部與上蓋之間通過 緊固件固連。3. 如權(quán)利要求1所述的帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，其特征在于：所述帶束 結(jié)構(gòu)位于膠囊體的腰帶部。4. 如權(quán)利要求1所述的帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，其特征在于：所述帶束 結(jié)構(gòu)包括上端部、中間部和下端部，中間部的寬度較上端部和下端部寬，由上到下寬度平滑 過渡。5. 如權(quán)利要求1所述的帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，其特征在于：所述帶束 結(jié)構(gòu)由多層具有高強(qiáng)度骨架的帶束層構(gòu)成。
【專利摘要】帶束式膠囊及使用該膠囊的空氣彈簧，包括上蓋和膠囊體，膠囊體安裝在上蓋下方，膠囊體中段豎直部位為腰帶部，膠囊體為中空結(jié)構(gòu)，其頂部為環(huán)形開口，還包括一連接膠囊體和上蓋的連接件；膠囊體的頂部與連接件相接，連接件與上蓋相連；所述膠囊體上包含一段帶束結(jié)構(gòu)。采用帶束結(jié)構(gòu)替代了鋼絲腰帶的結(jié)構(gòu)，降低了空氣彈簧的總質(zhì)量，帶束層的寬度逐漸過渡，有效解決了腰帶式空氣彈簧鋼絲腰帶兩端應(yīng)力集中的問題。設(shè)計(jì)了連接件，改變了膠囊上子口的連接形式，使膠囊易回復(fù)，抗磨損。
【IPC分類】B61G11/12
【公開號】CN105000030
【申請?zhí)枴緾N201510471197
【發(fā)明人】李雪冰, 仉素君, 劉萬強(qiáng), 張波, 宋紅光
【申請人】青島四方車輛研究所有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月4日