復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，屬于低內(nèi)摩擦材料制成的板簧技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的板簧按構(gòu)成材料分為兩類，一類是傳統(tǒng)的板簧結(jié)構(gòu)，全部由鋼板制成；另外一類則是全部由復(fù)合材料制成。如果板簧全部由鋼板制成，則總成質(zhì)量大;如果全部由碳纖維片制成，與支架的連接部位，需要制成卷耳，或者仍然替換為鋼制卷耳，再與碳纖維板用螺栓連接，導(dǎo)致碳纖維板簧制造和裝配工藝復(fù)雜化，限制了碳纖維片的推廣應(yīng)用。同時(shí)，碳纖維板簧與騎馬螺栓夾緊端需要鋼制金屬承擔(dān)騎馬螺栓的夾緊力。目前，尚缺少一種能綜合上述優(yōu)點(diǎn)于一體的板簧結(jié)構(gòu)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有板簧總成存在的上述缺陷，提出了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，解決了現(xiàn)有鋼制板簧質(zhì)量大和整體式碳纖維片板簧成本高、卷耳制造困難和中心螺栓孔容易發(fā)生低強(qiáng)度剪切損壞的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)的:一種復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，包括本體、中心螺栓和騎馬螺栓，本體中部固定有中心螺栓和騎馬螺栓，本體包括鋼制主片和鋼制尾片，本體還包括至少一片碳纖維片，碳纖維片夾于鋼制主片和鋼制尾片之間。本實(shí)用新型提出了一種新的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧構(gòu)成方法，替換為兩種板簧材料，既降低了板簧總成的質(zhì)量又保證制造成本與使用成本在一個(gè)可以接受的范圍內(nèi)。與整體式碳纖維片板簧比較，本實(shí)用新型保留了部分鋼制板簧片，從結(jié)構(gòu)上利用鋼制板簧片制作卷耳技術(shù)成熟、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，其余各片替換為碳纖維片，充分利用碳纖維片強(qiáng)度高、彈性性能遠(yuǎn)高于鋼制板簧的特點(diǎn)。
[0005]進(jìn)一步地，碳纖維片可以用其他復(fù)合材料替換。碳纖維片替換為金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬?gòu)?fù)合材料中的一種或幾種。充分利用碳纖維片強(qiáng)度高，彈性變形能遠(yuǎn)高于鋼制板簧的特點(diǎn)。
[0006]進(jìn)一步地，本體的中心處同軸設(shè)置有與中心螺栓相對(duì)應(yīng)的中心螺栓孔。
[0007]進(jìn)一步地，碳纖維片的中心螺栓孔直徑大于鋼制主片和鋼制尾片的中心螺栓孔直徑。鋼制板簧片的中心螺栓孔直徑小，碳纖維片的中心螺栓孔直徑大，螺栓剪切力全部由鋼制板簧片承受。
[0008]進(jìn)一步地，騎馬螺栓位于中心螺栓的兩側(cè)。通過(guò)騎馬螺栓和中心螺栓配合對(duì)主體夾緊。
[0009]進(jìn)一步地，鋼制主片替換為等厚度結(jié)構(gòu);碳纖維片替換為等應(yīng)力梁變厚度結(jié)構(gòu)，厚度沿長(zhǎng)邊逐漸變化，中間厚、兩端薄;各碳纖維片厚度相同；鋼制尾片替換為等應(yīng)力梁變厚度結(jié)構(gòu)或者等厚度結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，主體相鄰板簧片之間僅兩端和中間相接觸。如果全部由碳纖維片制成，與支架的連接部位，需要制成卷耳，或者仍然替換為鋼制卷耳，再與碳纖維板用螺栓連接。碳纖維板簧與騎馬螺栓夾緊端需要鋼制金屬承擔(dān)騎馬螺栓的夾緊力。這樣導(dǎo)致碳纖維板簧制造和裝配工藝復(fù)雜化，限制了碳纖維片的推廣應(yīng)用。
[0011]進(jìn)一步地，板簧總成的剛度等于各片板簧剛度之和。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013](I)本實(shí)用新型的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，鋼制主片和鋼制尾片用鋼板制成，其余各片替換為碳纖維片，綜合利用兩種材料的特點(diǎn)，減輕了總成質(zhì)量，避免了碳纖維在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的缺陷，延長(zhǎng)了使用壽命；
[0014](2)本實(shí)用新型的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，每片形狀可按等應(yīng)力梁設(shè)計(jì)，各片之間只在兩端和中間部分接觸，進(jìn)一步減輕各片質(zhì)量；
[0015](3)本實(shí)用新型的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，鋼制板簧片的中心螺栓孔直徑小，碳纖維片的直徑大，螺栓剪切力全部由鋼制板簧片承受。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型的中心螺栓孔示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型無(wú)卷耳的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:I鋼制主片;2碳纖維片;3鋼制尾片;4中心螺栓;5騎馬螺栓;6卷耳。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例一:
[0022]本實(shí)用新型提出了板簧的一種新構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。本實(shí)用新型替換為碳纖維片板替代部分鋼制板簧片;制作卷耳6的鋼制主片I和鋼制尾片3為鋼制板簧片，其余各片為碳纖維片2。替換為兩種板簧材料，既降低了板簧總成的質(zhì)量，又保證制造成本和使用成本在一個(gè)可以接受的范圍內(nèi)。與整體式碳纖維片板簧比較，本實(shí)用新型保留了部分鋼制板簧片，結(jié)構(gòu)上利用鋼制板簧片制作卷耳6技術(shù)成熟、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，其余各片替換為碳纖維片2，充分利用碳纖維片2強(qiáng)度高、彈性變形能遠(yuǎn)高于鋼制板簧的特點(diǎn)。
[0023]鋼制主片I為等寬度等厚度設(shè)計(jì)，碳纖維片2各片等寬度，但片厚根據(jù)等應(yīng)力計(jì)算，沿片長(zhǎng)方向規(guī)律變化。替換為鋼制主片I與支架連接，卷耳6的制造工藝成熟，成本低。同時(shí)中間部位具有足夠的強(qiáng)度承受騎馬螺栓5的夾緊力。
[0024]中間部分替換為碳纖維片2。其厚度尺寸按照等應(yīng)力梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，沿長(zhǎng)度逐漸變化，中間厚，兩端薄。
[0025]鋼制尾片3替換為鋼制板簧，可以是等應(yīng)力梁變厚度設(shè)計(jì)，也可以是等厚度設(shè)計(jì)。鋼制尾片3替換為鋼制的原因是避免碳纖維片2與中心螺栓4間發(fā)生剪切等低強(qiáng)度破壞。中心螺栓孔結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。碳纖維片2的中心螺栓孔直徑大于鋼制主片I和鋼制尾片3的中心螺栓孔直徑，保證螺栓的剪切力由鋼制板簧片承受。
[0026]片與片之間僅有兩端和中間需夾緊長(zhǎng)度內(nèi)與相鄰板簧片接觸，盡量減小板簧片之間的摩擦。板簧總成的剛度等于各片板簧剛度之和。
[0027]實(shí)施例二:
[0028]本實(shí)用新型的另外一種無(wú)卷耳的實(shí)施方式見(jiàn)圖3所示。鋼制主片I無(wú)卷耳6，呈現(xiàn)一種滑板式結(jié)構(gòu)，但構(gòu)成仍然是鋼制板簧片加碳纖維片2形式。
[0029]碳纖維片2可以是其他復(fù)合材料。復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀或者微觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。
[0030]當(dāng)然，上述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例范圍。本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，包括本體、中心螺栓(4)和騎馬螺栓(5)，本體中部固定有中心螺栓(4)和騎馬螺栓(5)，本體包括鋼制主片(1)和鋼制尾片(3)，其特征在于:本體還包括至少一片碳纖維片(2)，碳纖維片(2)夾于鋼制主片(1)和鋼制尾片(3)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，其特征在于:本體的中心處同軸設(shè)置有與中心螺栓(4)相對(duì)應(yīng)的中心螺栓孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，其特征在于:碳纖維片(2)的中心螺栓孔直徑大于鋼制主片(I)和鋼制尾片(3)的中心螺栓孔直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，其特征在于:騎馬螺栓(5)位于中心螺栓(4)的兩側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，其特征在于:鋼制主片(I)替換為等厚度結(jié)構(gòu)；碳纖維片(2)替換為等應(yīng)力梁變厚度結(jié)構(gòu)，厚度沿長(zhǎng)邊逐漸變化，中間厚、兩端薄，各碳纖維片(2)厚度相同；鋼制尾片(3)替換為等應(yīng)力梁變厚度結(jié)構(gòu)或者等厚度結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，其特征在于:主體相鄰板簧片之間僅兩端和中間相接觸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，其特征在于:鋼制主片(I)設(shè)置有卷耳(6)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)板簧，屬于低內(nèi)摩擦材料制成的板簧技術(shù)領(lǐng)域。其解決了現(xiàn)有鋼制板簧質(zhì)量大和整體式碳纖維片板簧成本高、卷耳制造困難、中心螺栓孔易發(fā)生低強(qiáng)度剪切損壞的問(wèn)題。該板簧的本體包括鋼制主片、鋼制尾片及不少于一片碳纖維片，碳纖維片夾于鋼制主片和鋼制尾片之間，減輕了總成質(zhì)量，避免了碳纖維在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的缺陷，延長(zhǎng)了使用壽命；每片形狀可按等應(yīng)力梁設(shè)計(jì)，各片之間只在兩端和中間部分接觸，進(jìn)一步減輕各片質(zhì)量；鋼制板簧片的中心螺栓孔直徑小，碳纖維片的中心螺栓孔直徑大，螺栓剪切力全部由鋼制板簧片承受，增強(qiáng)了抗剪切能力。本實(shí)用新型廣泛適用于板簧總成技術(shù)領(lǐng)域。
【IPC分類】F16F1/30, F16F1/20
【公開(kāi)號(hào)】CN205298362
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】劉薔, 楊勇, 廖凌衡, 閆慶軍
【申請(qǐng)人】濰柴動(dòng)力股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年10月26日