專利名稱：復合氣墊式氣缸緩沖消能器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種緩沖消能器，尤其是涉及一種復合氣墊式氣缸緩沖消能器。
背景技術：
在人們的社會生活中，有著許許多多難以避免的機械碰撞現象發生，每年給社會 和人類造成了巨大的經濟損失。為了減小碰撞帶來的傷害，現有各種設備上一般都自帶有 緩沖器。但是，現有緩沖器大多采用彈簧、彈簧矩陣或橡膠構件。這類緩沖器的緩沖能力是 在設計生產時就已經確定了的一個參量，消能性能差。然而，現實生活中所發生的機械碰 撞力量具有不確定性的特點，若緩沖器的能力參量取值較大，則對于碰撞力量較小的機械 碰撞，就可近似于剛性碰撞。若緩沖器的能力參量取值較小，則對于碰撞力量較大的機械碰 撞，超出能力參量后的剛性碰撞部分仍可造成較大的損害。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種消能性能更好的 復合氣墊式氣缸緩沖消能器。本實用新型的技術方案是其包括氣缸、一級緩沖活塞體、萬向傳導碰撞鋼球，所 述氣缸固定于碰撞受力支座上，一級緩沖活塞體后端置于氣缸中，前端伸出氣缸外，萬向傳 導碰撞鋼球設于一級緩沖活塞體前端端部，一級緩沖活塞體兩側設有一級活塞復位彈簧， 氣缸底部設有復位氣門；所述一級緩沖活塞體、萬向傳導碰撞鋼球、一級活塞復位彈簧組成 受力部，設有復位氣門的氣缸、碰撞受力支座構成緩沖部。以下為進一步改進的優選方案所述氣缸內還設有二級緩沖活塞體，二級緩沖活 塞體與氣缸底部之間設有固定于氣缸內壁上的二級活塞復位彈簧。當萬向傳導碰撞鋼球受到迎面不同角度的碰撞后，萬向傳導碰撞鋼球在一級緩沖 活塞體端頭內轉動，以此來消除側向的剪切力，同時，將碰撞動量直接傳導到一級緩沖活塞 體上；此時，一級緩沖活塞體開始向氣缸內運動，壓縮氣缸內氣體，氣缸內氣體體積逐漸減 小，壓強逐漸增加，即對抗碰撞動量的后作用力逐漸增大，以此完成一次以氣體為碰撞界面 的消能減速運動。當氣缸的氣體被壓縮時，氣缸底部的活塞復位氣門在氣壓的作用下被封堵，當機 械碰撞完成后，氣缸缸體內呈現負壓狀態，復位氣門開啟，外界空氣進入氣缸內，在一級活 塞復位彈簧的作用下，一級緩沖活塞體與氣缸完成相對位置的復原。本實用新型的工作原理是在兩個剛體的機械碰撞過程中，剛體的彈性模量越 大，則兩剛體在碰撞時的彈性變形越小，碰撞接觸的時間就越短，由運動平衡方程式(Vt— V。=FXt，其中V。為運動初速度，Vt為運動末速度，F為運動力，t為運動時間)可知，接觸時 間越短，所受到的碰撞力就越大。相反，當兩物體的彈性模量越小，在機械碰撞時的彈性變 形就越大，碰撞接觸時間就越長，則所受到的碰撞力就越小。本實用新型就是根據上述原理，采用了體積壓縮比較大的空氣，作為剛性機械碰撞的受力界面，由平衡方程式F t=PXS(其中，S為氣缸截面積，P為氣缸內氣體壓強)可知，氣體的壓強P隨碰撞沖量的變化而變化，碰撞力F隨碰撞接觸的時間t增大而減小；另外， 氣缸的氣體增壓的過程是氣體壓縮變形的過程，也是一個消能減速的過程。綜上所述，將剛體的機械碰撞轉變成以氣體為碰撞接觸的受力界面的消能減速運 動的復合氣墊式氣缸緩沖消能器完全符合力學原理，并適用于任何的機械運動的剛性碰撞 的緩沖消能之用。本實用新型通過延長剛體機械碰撞的接觸時間，將剛性機械碰撞變成以氣體為碰 撞界面的柔性減速消能碰撞，從而減小對機械碰撞事故的損害程度。并且由于一級緩沖活 塞體前端設有萬向傳導碰撞鋼球，對迎面不同角度的碰撞都可以起到緩沖消能的作用，避 免被撞物體側滑、側翻。
圖1為本實用新型實施例結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實施例包括氣缸3、一級緩沖活塞體2、萬向傳導碰撞鋼球1，所述氣缸3固定于 碰撞受力支座6上，一級緩沖活塞體2后端置于氣缸3中，前端伸出氣缸3外，萬向傳導碰 撞鋼球1設于一級緩沖活塞體2前端端部，一級緩沖活塞體2兩側設有一級活塞復位彈簧 5，氣缸3底部設有復位氣門7 ；所述一級緩沖活塞體2、萬向傳導碰撞鋼球1、一級活塞復位 彈簧5組成受力部，設有復位氣門7的氣缸3、碰撞受力支座6構成緩沖部。所述氣缸3內還設有二級緩沖活塞體4，二級緩沖活塞體4與氣缸3底部之間設有 固定于氣缸3內壁上的二級活塞復位彈簧8。應用實施例1 將本實用新型復合氣墊式氣缸緩沖消能器安裝在汽車的兩根縱向 大梁與前橫梁的交接部，其中的碰撞受力支座6固定在縱向大梁上，一級緩沖活塞體2伸出 橫梁與汽車的保險杠無連接接觸。當發生機械碰撞時，保險杠將碰撞力傳導給萬向傳導碰 撞鋼球1，萬向傳導鋼球1在一級緩沖活塞體2端頭內轉動，將橫向受力轉化為保險杠的橫 向位移，縱向受力傳導至一級緩沖活塞體2，一級緩沖活塞體2迅速向氣缸3內運動，壓縮氣 缸3內氣體，氣體體積逐漸減小，氣體壓強逐漸增大，對抗碰撞動量的反作用力也就逐漸增 大，同時，將氣體壓力傳導到碰撞受力支座6，在空氣被壓縮的過程中，延長了碰撞的接觸時 間，削弱了原有的碰撞沖量，最終變成一次減速消能的制動。應用實施例2 將本實用新型復合氣墊式氣缸緩沖消能器垂直安裝于電梯井底部 對稱于轎箱骨架四角的受力架上。倘若電梯發生墜落事故，轎箱接觸萬向傳導碰撞鋼球1 的同時，一級緩沖活塞體2壓縮氣缸體內氣體，氣體體積逐漸減小，氣體壓強逐漸增大，對 抗碰撞動量的反作用力也就逐漸增大，最終減小接觸沖量對轎箱和人員的傷害。
權利要求一種復合氣墊式氣缸緩沖消能器，其特征在于，包括氣缸、一級緩沖活塞體、萬向傳導碰撞鋼球，所述氣缸固定于碰撞受力支座上，一級緩沖活塞體后端置于氣缸中，前端伸出氣缸外，萬向傳導碰撞鋼球設于一級緩沖活塞體前端端部，一級緩沖活塞體兩側設有一級活塞復位彈簧，氣缸底部設有復位氣門；所述一級緩沖活塞體、萬向傳導碰撞鋼球、一級活塞復位彈簧組成受力部，設有復位氣門的氣缸、碰撞受力支座構成緩沖部。
2.根據權利要求1所述的復合氣墊式氣缸緩沖消能器，其特征在于，所述氣缸內還設 有二級緩沖活塞體，二級緩沖活塞體與氣缸底部之間設有固定于氣缸內壁上的二級活塞復 位彈簧。
專利摘要復合氣墊式氣缸緩沖消能器，其包括氣缸、一級緩沖活塞體、萬向傳導碰撞鋼球，所述氣缸固定于碰撞受力支座上，一級緩沖活塞體后端置于氣缸中，前端伸出氣缸外，萬向傳導碰撞鋼球設于一級緩沖活塞體前端端部，一級緩沖活塞體兩側設有一級活塞復位彈簧，氣缸底部設有復位氣門；所述一級緩沖活塞體、萬向傳導碰撞鋼球、一級活塞復位彈簧組成受力部，設有復位氣門的氣缸、碰撞受力支座構成緩沖部。本實用新型通過延長剛體機械碰撞的接觸時間，將剛性機械碰撞變成以氣體為碰撞界面的柔性減速消能碰撞，從而減小對機械碰撞事故的損害程度。
文檔編號F16F9/14GK201651149SQ20102019587
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月19日 優先權日2010年5月19日
發明者王悅 申請人:王悅