專利名稱：一種高阻尼多股彈簧減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于彈簧減振器，特別是一種高阻尼多股彈簧減振器。
在工程實際應(yīng)用中，設(shè)計自振頻率低又有較理想阻尼性能的減振器是一個困難問題，國內(nèi)外廠家曾生產(chǎn)出金屬彈簧和油阻尼減振器(德國GERB公司)；金屬彈簧和橡膠組合減振器(又稱ZT型阻尼減振器)；阻尼可調(diào)空氣彈簧減振器(JQZ型空氣阻尼減振器)等。上述各類減振器均是利用液體油、空氣有孔或縫隙中往返流動產(chǎn)生摩擦阻力和橡膠自身內(nèi)耗來補償金屬彈簧阻尼很小(D＝0.006)的缺陷。但是采用液體、氣體阻尼器和橡膠自身內(nèi)耗阻尼組合成的減振器，存在密封要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適應(yīng)性差，使用范圍窄，制造成本高，承荷能力受限制等不足。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足進(jìn)行了改進(jìn)，提供一種承載力大，耐久性好，適應(yīng)性強，成本低的高阻尼多股彈簧減振器。
本實用新型是通過下列方式予以實現(xiàn)的一種高阻尼多股彈簧減振器，包括底盤及其上的墊塊、減振彈簧、墊圈及固定螺母和螺栓，其特征在于所說的減振彈簧設(shè)計采用至少兩股以上等徑圓形截面金屬線材卷繞而成的圓柱形，其截面內(nèi)各股的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓而其內(nèi)圓弧可以構(gòu)成一個內(nèi)切圓，上述所說的至少兩股以上等徑圓形截面金屬線材卷繞而成的圓柱形中，至少兩股以上，指的是可以兩股、3股或4股，也可以是5股或6股，還可以是7或8股，當(dāng)然還可以是9或10股，以及11或12股，或者12股以上，通過多股金屬絲的股數(shù)(或根數(shù))、卷繞方式、金屬絲(或稱金屬線材)、表面處理方式來調(diào)節(jié)阻尼大小，再經(jīng)不同卷繞組合(通常采用D2／d的關(guān)系，D－螺旋節(jié)徑，d－金屬絲或線材直徑)。構(gòu)成了不同承載能力的高阻尼減振彈簧。線徑粗、根數(shù)(股數(shù))多、承力亦大，采用冷拉金屬絲的線徑為0.025～5mm(也可以采用5～10mm)，根數(shù)為3～9股為宜，如果根數(shù)過多，使卷繞曲率半徑過小，剩余應(yīng)力大影響成型彈簧使用壽命。前述所說的內(nèi)切圓，在其內(nèi)可以設(shè)置與其相切的芯子，其可以是一個整體的圓形芯子，通常采用金屬材料，隨股數(shù)的增加，其多股彈簧的總的截面增大，因此其內(nèi)切圓增大，芯子的直徑將不斷增大。
所說的芯子可以是與前述的減振彈簧中各股的直徑相同的若干個金屬絲構(gòu)成，該芯子的若干個金屬絲的圓形截面的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓，其尺寸大小恰好與前述的減振彈簧中各股的內(nèi)圓弧構(gòu)成的內(nèi)切圓直徑相同。另外，說的芯子還可以是與前述的減振彈簧中各股的直徑不同的若干金屬絲構(gòu)成，該芯子若干個金屬絲的圓形截面的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓，其尺寸大小恰好與前述的減振彈簧中各股的內(nèi)圓弧構(gòu)成的內(nèi)切圓直徑相同。所說的若干個金屬絲根根股數(shù)不同而增減，股數(shù)多，則金屬絲個數(shù)也增多，對于2～12股范圍內(nèi)通常為1～3個，3、4、5股時(指外圈)，通常不需要與各股等徑的芯子(因放不進(jìn)去，見圖6、7、8和


圖16、17、18)，6股～12股以后才可加入與各股等徑的芯子，6、7、8股時為一個，9－12股時為2～4個。股數(shù)增加，其個數(shù)還將增加。
所說的減振彈簧可以單個或兩個以上及它們與普通彈簧組合裝配構(gòu)成一個減振單元安裝在減振器上(見圖2、圖4、圖5)。
本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有承載力大，耐久性好，適應(yīng)性強，成本低等特點。同時，其具有另一個重要特點，即可以克服普通金屬彈簧阻尼很小(阻尼比為0.006～0.008，本技術(shù)阻尼比為0.1～0.6)，克服了橡膠減振器易收溫度、油質(zhì)、臭氧等侵蝕老化的不足。
圖1是本實用新型的第一種結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型第二種結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為成形后多股的減振彈簧結(jié)構(gòu)圖。
圖4為兩個多股的減振彈簧組合在一起構(gòu)成的減振單元。
圖5為一個多股的減振彈簧與普通彈簧組合在一起構(gòu)成的減振單元。
圖6～
圖15為3～12股時的多股減振彈簧的芯子為整體的圓形芯子時的截面放大圖，隨股數(shù)增加，芯子的直徑也增大。
圖16～圖25為3～12股時的多股減振彈簧的芯子為與外圈各股的直徑相同的若干個金屬絲構(gòu)成的芯子的截面放大圖。
圖26～圖29為多股減振彈簧其它排列方式的截面圖，其中圖27為減振彈簧的股為兩圈排列時的情況，實際情況中像這樣類似的排列方式可以很多。
圖中1螺栓、2螺母、3彈簧墊圈、4斜墊圈、5定位板、6上罩、7減振彈簧、8下罩、9墊塊、10螺栓、11墊圈、12橡膠墊圈、13膠木、14底盤、15橡膠板、16普通彈簧、17股、18整體的圓形芯子、19與各股等徑的若干個金屬構(gòu)成的芯子、20多圈芯子。
本實用新型的最佳實施例，如
圖1－29所示。一種高阻尼多股彈簧減振器，包括底盤14及其上的墊塊9、減振彈簧7、墊圈及固定螺母和螺栓，其特征在于所說的減振彈簧7設(shè)計采用至少兩股以上等徑圓形截面金屬線材卷繞而成的圓柱形，其截面內(nèi)各股17的外圓弧可構(gòu)成一個外接圓而其內(nèi)圓弧可以構(gòu)成一個內(nèi)切圓，上述所說的至少兩股以上等徑圓形截面金屬線材卷繞而成的圓柱形中，至少兩股以上，指的是可以兩股、3股或4股，也可以是5股或6股，還可以是7或8股，當(dāng)然還可以是9或10股以及11或12股，或者12股以上，通過多股金屬絲的股7的個數(shù)(或根數(shù))、卷繞方式、金屬絲(或稱金屬線材)、表面處理方式來調(diào)節(jié)阻尼大小，再經(jīng)不同卷繞組合(通常采用D2／d的關(guān)系，D－螺旋節(jié)徑，d－金屬絲或線材直徑)。構(gòu)成了不同承載能力的高阻尼減振彈簧7。線徑粗、根數(shù)(股7的個數(shù))多、承力亦大，采用冷拉金屬絲的線徑為0.12～5mm(也可以采用5～10mm)根數(shù)為3～9股為宜，如果根數(shù)過多，使卷繞曲率半徑過小，剩余應(yīng)力大，影響成型彈簧使用壽命。前述所說的內(nèi)切圓，在其內(nèi)可以設(shè)置與其相切的芯子，其可以是一個整體的圓形芯子18，通常采用金屬材料，隨股7個數(shù)的增加，其多股彈簧的總的截面增大，因此其內(nèi)切增大，芯子18的直徑將不斷增大。
所說的芯子也可以是與前述的減振彈簧7中與各股17的等徑的若干個金屬絲的圓形截面的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓其尺寸大小恰好與前述的減振彈簧7中各股17的內(nèi)圓弧構(gòu)成的內(nèi)切圓直徑相同。另外，說的芯子還可以是與前述的減振彈簧7中各股17的直徑不同的若干個金屬絲構(gòu)成(見圖27)，該芯子20的若干個金屬絲的圓形截面的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓，其尺寸大小恰好與前述的減振彈簧7中各股17的內(nèi)圓弧構(gòu)成的內(nèi)切圓直徑相同。所說的若干個金屬絲根據(jù)股數(shù)17不同而增減，股17多，則金屬絲個數(shù)也增多，對于2～12股范圍內(nèi)通常為1～3個，3、4、5股時(指外圈)，通常不需要與各股17等徑的芯子(因放不進(jìn)去，見圖6、7、8和
圖16、17、18)，6股～12股以后才可加入與各股等徑的芯子18、6、7、8股時為一個(見
圖19、20、21)，9－12股為2～4個(見圖22、23、24、25)。股數(shù)增加，其個數(shù)還將增加。
所說的減振彈簧7可以單獨或兩個以上及它們與普通彈簧16組合裝配構(gòu)成一個減振單元，(見圖2、4、5)安裝在減振器上進(jìn)行使用。
圖4是采用(3－9)股，直徑d＝0.4～5.0mm，通過鋼絲繩編結(jié)機先制成彈簧鋼絲繩，按設(shè)計長度切斷，再經(jīng)焊接工藝固緊兩端頭，通過彈簧卷繞機繞制成要求圈數(shù)和高度的多股彈簧。另外，其還有一種是采用直徑d＝5～10mm，外盤繞(3－6)股直徑d＝0.2～1.5mm，也是先疊繞成多股鋼絲繩，然后按設(shè)計要求和彈簧卷繞工藝卷成需要高度，圈數(shù)的多股帶芯彈簧。
圖5則是用圖4和常規(guī)圓柱壓縮彈簧組成復(fù)合彈簧，目的是制成能承擔(dān)重型沖擊型負(fù)載(如壓力機、鍛錘等)的減振器部件。圖4、5的性能表如下
關(guān)于多股彈簧減振器的計算方式如下如果該減振器是用直徑d＝3m、5根線材和線徑d＝2mm、7根線材，分別卷繞成主付彈簧各四個并聯(lián)組合成的單只減振器。
計算公式高阻尼彈簧計算和常規(guī)(單股)彈簧不同，其計算式如下按壓縮彈簧計算KZ＝ (P)/(δ) ＝ (G(md)4)/(8nD32) ；τO＝ (8D2)/(π(md)3) P；
式中d－線材直徑；m－線材根數(shù)；D－螺旋節(jié)徑；KZ－彈簧剛度；n－有效圈數(shù)；G－單根線材切變模量；τO－未修正切應(yīng)力；τ＝kτO；τ－修正切應(yīng)力；P－軸向負(fù)荷；δ－變形量；K－修正系數(shù)( (d)/(d2) ，m函數(shù))按鈕轉(zhuǎn)彈簧計算KT＝ (M)/(φ) ＝ (ZT)/(L) ＝ (E(md)4)/(64D2n) ；σ＝ (M)/(Z) ＝ (32M)/(π(md)3) ＝ (Zmdφ)/(2πD2n)式中KT－鈕轉(zhuǎn)彈簧剛度，I－慣性矩，L－有效長度，σ－彎曲應(yīng)力，Z－斷面系數(shù)。
另外，還有許多多股的減振彈簧7的截面排列方式，如圖26、27、28、29，以及其它排列方式。這里就不一一列例舉了，就其應(yīng)用來講，不限于以上兩種情況(圖4、5)還可以應(yīng)用在其它各種類型及規(guī)格的減振器上，只是多股的減振彈簧7的尺寸小相應(yīng)有些變化。
總之本實用新型是采用數(shù)根園形(方形、矩形)截面線材卷繞而成的園柱形(蝸卷形)彈簧，制成阻尼可變的金屬彈簧減振器，是利用線材之間的干摩擦阻尼作用，吸收彈簧承載的振動能量，從而獲得最佳減振效果，該減振器通過不同根數(shù)、不同截面金屬線材，按順(逆)時針方向先繞成鋼絲繩，再經(jīng)卷繞彈簧機卷成螺旋彈簧，不同粗細(xì)和不同節(jié)徑的多股線繞制成的彈簧組合，制造出不同承載能力減振器。其綜合金屬彈簧和橡膠隔振器的諸優(yōu)點，克服單純金屬彈簧阻尼很小(阻尼比0.006～0.008)和橡膠減振器易受溫度、油質(zhì)、臭氧等侵蝕老化的缺點。設(shè)計和制造出阻尼比(0.1～0.6)可變的高阻尼多股金屬絲干摩擦減振器。是一種有推廣價值的新技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種高阻尼多股彈簧減振器，包括底盤及其上的墊塊、減振彈簧、墊圈及固定螺母和螺栓，其特征在于所說的減振彈簧設(shè)計采用至少兩股以上等徑圓形截面金屬線材卷繞而成的圓柱形，其截面內(nèi)各股的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓而其內(nèi)圓弧可以構(gòu)成一個內(nèi)切圓，該內(nèi)切圓內(nèi)可以設(shè)置與其相切的芯子，其可以是一個整體的圓形芯子，股數(shù)的增加其芯子的直徑也不斷增大。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高阻尼多股彈簧減振器，其特征在于所說的芯子也可以是與前述的減振彈簧中各股的直徑相同的若干個金屬絲構(gòu)成，該芯子的若干個金屬絲的圓形截面的外圓弧可以構(gòu)成一個外接圓，其尺寸大小恰好與前述的減振彈簧中各股的內(nèi)圓弧構(gòu)成的內(nèi)切圓直徑相同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種高阻尼多股彈簧減振器，其特征在于所說的減振彈簧可以單個或兩個以上及它們與普通彈簧組合裝配構(gòu)成一個減振單元安裝在減振器上。
專利摘要本實用新型屬于一種高阻尼多股彈簧減振器，它是在現(xiàn)有技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)，即采用至少兩股以上等徑圓形截面金屬材卷繞而成的圓柱形，截面內(nèi)各股的外圓弧可構(gòu)成一外接圓而內(nèi)圓弧可構(gòu)成一內(nèi)切圓，內(nèi)切圓可設(shè)置與其相切的芯子。其主要是利用線材之間的干摩擦阻尼作用吸收彈簧承載的振動動量，從而獲得最佳的減振效果，其具有高阻尼、耐用的特點，同時具有容易加工制造、成本低、適應(yīng)性強的特點。
文檔編號F16F7/00GK2135684SQ9121763
公開日1993年6月9日 申請日期1991年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月3日
發(fā)明者金仁端, 金亮 申請人:黑龍江省勞動保護(hù)科學(xué)技術(shù)研究所