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07
2023
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03
空氣彈簧的特點
空氣彈簧的應(yīng)用
1、空氣彈簧在汽車上的應(yīng)用
1947年,美國首先在普爾曼車上使用空氣彈簧,到1964年,德國生產(chǎn)的55種大中型公共汽車,有38種使用了空氣彈簧。目前,空氣彈簧在國外高速客車和豪華城市客車上的使用率已達(dá)到100%,在中、重型貨車以及掛車上也超過80%,如美國的Ford,德國的Man等。有些高級轎車上也選裝了空氣彈簧,如美國的林肯,德國的奔馳600等。在一些特種車輛如對防振要求高的儀表車、救護車及要求帶高度調(diào)節(jié)的集裝箱運輸車上,空氣彈簧的應(yīng)用更為廣泛。近年來空氣彈簧在商用汽車上使用發(fā)展較快,常用的空氣彈簧有筒狀空氣彈簧,變載而活塞型筒狀空氣彈簧,直筒式活塞邊緣壓緊式筒狀空氣彈簧,雙環(huán)型空氣彈簧四種。
我國在于20世紀(jì)50年代就對空氣彈簧進行了研究。1957年,長春汽車研究所與化工部橡膠工業(yè)研究所合作制造出了我國第一輛裝有空氣彈簧的的載重汽車,相繼又設(shè)計制造了公共汽車用空氣彈簧。近年來,隨著汽車技術(shù)的發(fā)展及國外空氣懸架的引進,小部分國產(chǎn)高級旅游車開始采用進口空氣彈簧,如沈陽飛機制造廠、北方汽車制造廠、廈門金龍聯(lián)合汽車公司、亞星客車集團公司、丹東汽車制造廠等生產(chǎn)的客車。
近年來,隨著空氣彈簧應(yīng)用的推廣,對空氣彈簧的研究和開發(fā)越來越得到重視。四方所研制了豪華客車用SYS330型空氣彈簧。該空氣彈簧為自由膜式空氣彈簧,由上蓋板、膠囊、應(yīng)急橡膠擋和底座(兼作附加氣室),采用壓力自密封方式密封。
貴州前進橡膠股份有限公司對南斯拉夫桑諾斯,德國沃爾沃、凱斯抱爾等客車的橡膠空氣彈簧進行了研究。交通部重慶公路科研所研制D52603260膜式空氣彈簧在實際使用中性能良好,使用壽命達(dá)10萬公里以上,已在進口和國產(chǎn)車上大量裝用。
河南尉氏縣橡膠廠研制的空氣彈簧用于匈牙利的依卡露斯256型大型豪華客車上,運行10萬公里無質(zhì)量問題。株洲時代新材研制了EQ6111汽車空氣彈簧,已通過了1萬公里裝車運行試驗,還開發(fā)了用于廈門金龍客車的29S35000汽車空簧,并通過了500萬次疲勞試驗。
2、空氣彈簧在軌道交通上的應(yīng)用
空氣彈簧廣泛應(yīng)用于快速列車、地鐵、輕軌和磁懸浮列車等軌道車輛上。在快速列車上的應(yīng)用20世紀(jì)70年代初,法國試驗型高速列車TGV001的Y225型轉(zhuǎn)向架上,二系懸掛采用了日本住友生產(chǎn)的約束膜式空氣彈簧。80年代初在TGVPSE上采用了康迪泰克公司生產(chǎn)的高柔性684N4.10B空氣彈簧,保證了TGV于1990年在創(chuàng)造世界紀(jì)錄的515km/h速度時仍具有優(yōu)良的運行平穩(wěn)性。由于這種大曲囊式空氣彈簧在TGVPSE上的成功應(yīng)用,TGV的所有其他系列如TGVA、TGV2N、E UROSTAR(歐洲之星)、T HALYS(歐洲國際聯(lián)運用)、西班牙AVE、韓國TGV等都采用了該空氣彈簧。德國試驗型高速列車ICE使用了康迪泰克生產(chǎn)的高柔性7050N.10型空氣彈簧,曾于1987年創(chuàng)下了當(dāng)時的世界紀(jì)錄406km/h。瑞典X2000型擺式列車上,其拖車轉(zhuǎn)向架二系懸掛由空氣彈簧、上下?lián)u枕和橡膠堆組成??諝鈴椈芍糜谲圀w與上搖枕之間。其動車轉(zhuǎn)向架二系懸掛為無搖枕結(jié)構(gòu),空氣彈簧直接座落在構(gòu)架上。日本300系、400系、500系、500系、700系客車均采用了空氣彈簧。300系客車轉(zhuǎn)向架上采用大橫向變位、小橫向剛度自由膜式空氣彈簧??諝鈴椈蓸?biāo)準(zhǔn)工作高度為201mm,工作壓力為0.37Mpa,有效直徑為500mm,蕞大橫向變位可達(dá)100 mm。400系客車采用無搖枕轉(zhuǎn)向架形式,也采用自由膜式空氣彈簧作二系懸掛??諝鈴椈蓸?biāo)準(zhǔn)工作高度為190 mm,工作壓力為0.46Mpa,氣囊小半徑為60 mm,裝有板式可變節(jié)流閥,蕞大橫向變位可達(dá)100 mm。500系列試驗車空氣彈簧采用自由膜式結(jié)構(gòu),兩空氣彈簧間距2600 mm,有效直徑為500mm,空氣彈簧標(biāo)準(zhǔn)工作高度為200 mm,工作壓力為0.39 Mpa,附加氣室容積70L。7 00系主要采用了非線性空氣彈簧,使空氣彈簧在直線行車時較軟,在曲線行車時較硬,從整體上改善了乘坐舒適性。
早在1958年我國試制的雙層客車的轉(zhuǎn)向架上就開始使用空氣彈簧,這期間所應(yīng)用的空氣彈簧基本上都是囊式空氣彈簧。在60年代研制的KZ2型客車轉(zhuǎn)向架上也采用了空氣彈簧懸掛,采用的是約束膜式空氣彈簧。經(jīng)過不斷的研制和運用,近年來新型空氣彈簧越來越多地應(yīng)用于我國準(zhǔn)高速、高速列車轉(zhuǎn)向架上。在我國的準(zhǔn)高速車輛CW2型轉(zhuǎn)向架上采用的空氣彈簧安裝在搖枕與托架之間,其橫向間距為1956 mm,利用搖枕內(nèi)腔作為附加氣室,空氣彈簧與附加氣室之間設(shè)可調(diào)節(jié)流閥。具有代表性的是SYS600A型空氣彈簧。209HS轉(zhuǎn)向架的二系懸掛采用膜式空氣彈簧,其搖枕兼作附加氣室用。2 06KP型轉(zhuǎn)向架采用無搖枕動臺結(jié)構(gòu),并采取了橡膠堆彈性支承空氣彈簧系統(tǒng),也設(shè)置了可變節(jié)流孔。具有代表性的是SYS550C型空氣彈簧。此外,SW200型和SW160型轉(zhuǎn)向架采用SYS550D型和SYS600A型空氣彈簧,其結(jié)構(gòu)特點與SYS550C和SYS600A型基本相同。在此基礎(chǔ)上,我國鄭武線200km/h以上線正在試驗中,浦廠研制的PW200型轉(zhuǎn)向架上采用了新研制的大柔度的空氣彈簧及縱向牽引拉桿,提高了車輛的平穩(wěn)性。
在地鐵上的應(yīng)用
上海地鐵無搖枕轉(zhuǎn)向架采用了高柔性自由膜式空氣彈簧,其密封方式為螺釘密封和壓力自封相結(jié)合的方式。該空氣彈簧具有如下特點:⑴橫向剛度小并能適應(yīng)大的橫向變形;⑵曲線通過時,空氣彈簧本身具有良好的橫向復(fù)原力特性;⑶具有良好的扭轉(zhuǎn)特性和扭轉(zhuǎn)耐久性。
在輕軌列車上的應(yīng)用
城市輕軌電車行駛于城市地面、地下或高架線路上,要求其噪聲低、減振性能好,并且有適應(yīng)車輛載重變化較大的能力,為此,空氣彈簧獲得了廣泛應(yīng)用。四方廠研制了用于有軌電車的SYS450型空氣彈簧。該空氣彈簧采用全壓力空氣自封密封方式,簡化了空簧結(jié)構(gòu);使用橡膠堆支承,改善了車輛的橫向振動性能;采用可調(diào)阻尼節(jié)流閥,使車輛在各種線路狀態(tài)和運行速度下均具有良好的振動性能。
在磁懸浮列上的應(yīng)用
磁懸浮列車是一種新型的非地面接觸式交通方式,具有超高速、低噪音、節(jié)能等優(yōu)點,越來越受到重視,當(dāng)然,空氣彈簧的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的技術(shù)。20世紀(jì)80年代,日本、德國等國家的磁懸浮列車技術(shù)已達(dá)到實用水平。而在國,該技術(shù)起步于80年代,90年代進行了具有實用價值的試驗型磁懸浮列車的研制。四方所研制了SYS130A型、SYS130B型磁懸浮列車轉(zhuǎn)向架用膜式與囊式2種空氣彈簧(圖15)。該空氣彈簧中央懸掛的采用改善了磁浮列車的乘坐舒適性,為推動我國磁浮列車的實際應(yīng)用研究起到了積極作用。我國八達(dá)嶺旅游示范線磁懸浮列車選用了美國NEWAY公司生產(chǎn)的空氣彈簧。該產(chǎn)品使用液體減振器,無附加氣室,減少了體積和重量??諝鈴椈傻膽?yīng)用改善了車輛的二系懸掛品質(zhì),提高了舒適性和平穩(wěn)性。
3、空氣彈簧在工業(yè)機械上的應(yīng)用
空氣彈簧在工業(yè)機械上廣泛應(yīng)用于設(shè)備隔振,如在壓力機、空氣壓縮機、離心機、振動運輸機、控制錘、鑄造機械和紡織機械、光學(xué)和激光儀器、集成電路、超精密機床等精密機械設(shè)備和精密測試設(shè)備上,在國外都得到了應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展,人們對生活的要求(包括對降低振動和噪聲的干擾)越來越高,因此空氣彈簧隔振技術(shù)會越來越多,其前景十分廣闊。在機械隔振中,空氣彈簧一般采用約束膜式和自由膜式結(jié)構(gòu)??諝鈴椈煽蓱?yīng)用于各種機械裝置中起緩沖吸振、控制運動或增壓作用。與具有同樣功能的氣缸或其他彈性元件相比,空氣彈簧結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠,不需復(fù)雜的參數(shù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計,無密封泄漏問題,使用維護方便,且壽命較長。沖壓加工中,如沖壓汽車車蓋、車門等,均需采用必要的緩沖裝置。緩沖器在加工中要承受較大的、周期性的沖擊負(fù)荷。其性能直接影響產(chǎn)品的加工精度。若采用空氣彈簧作為緩沖器,可降低加工成本并保證加工精度。物料傳送中,料箱由振動器驅(qū)動以使物料混合均勻,或使物料流動以進入料箱中。振動會引起料箱支承部件疲勞乃至破壞,因此必須采用隔振裝置。若使用空氣彈簧則可提供較大的靈活性,調(diào)節(jié)彈簧的充氣量就可適應(yīng)不同的工作負(fù)荷和高度要求,而不會影響隔振效果。在造紙、紡織等行業(yè)中,紙張或布匹在卷繞過程中需要以較高的速度繞過很多傳送輥,因此傳送過程中需要恒定的張緊力,以免紙張或布匹松馳、扭曲或破裂。在這種情況下應(yīng)用空心卷輥—空氣彈簧組合結(jié)構(gòu),可提供恒定的張力。而且具有較強的承受沖擊負(fù)荷的能力,保護傳送裝置和傳送件不受損壞??諝鈴椈煞浅_m用于高壓力、小行程工況。在粘接工藝中,采用空氣彈簧可提供均勻的壓力,保證粘接質(zhì)量??諝鈴椈傻男阅軆?yōu)于一般隔振器,自問世以來,在防微振領(lǐng)域的應(yīng)用等到很快發(fā)展,在發(fā)達(dá)國家已普遍采用,并有系列化產(chǎn)品供應(yīng)。我國發(fā)展空氣彈簧隔振技術(shù)起步早但發(fā)展慢,到八十年代初期,還沒有用于防微振的技術(shù)成熟的空氣彈簧隔振裝置。
1982年起,中國電子工程設(shè)計院與遼寧減振器廠合作研制防微隔振用空氣彈簧隔振裝置。到1995年,已開發(fā)出JYKT系列8個型號的產(chǎn)品,承載能力為6—200kN,廣泛用于冶金、機械、電子、光學(xué)、航天等領(lǐng)域的精密設(shè)備、儀器儀表隔振,取得良好效果。同時,哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的超精密加工機床空氣彈簧隔振系統(tǒng)也取得了較好的隔振效果。青島橡膠工業(yè)研究所研制成功的φ113空氣彈簧廣泛應(yīng)用于精密儀器的隔震領(lǐng)域。