帶有限位保護(hù)的車用減振板簧機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

饒俊良 黃瓊

摘? 要：為了避免礦用工程車懸架中的鋼板彈簧過(guò)載時(shí)易反向彎曲或者斷裂的弊端，設(shè)計(jì)了一種帶有限位保護(hù)的車用減振板簧機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要由固定端支座、板簧銷軸、鋼板彈簧、限位保護(hù)裝置、活動(dòng)端支座、半圓壓塊、板簧壓板、U形螺栓組件、驅(qū)動(dòng)橋組成。該機(jī)構(gòu)中的限位保護(hù)裝置可以限定鋼板彈簧的變形行程，經(jīng)過(guò)測(cè)試，該設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。車輛通過(guò)配置這套帶有限位保護(hù)的車用減振板簧機(jī)構(gòu)，可以大大提高懸架系統(tǒng)的安全性。

關(guān)鍵詞：工程車輛;限位保護(hù);減振機(jī)構(gòu);鋼板彈簧

中圖分類號(hào)：D402 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）30-0035-02

Abstract： In order to avoid the reverse bending or fracture of the leaf spring in the suspension of mining engineering vehicle when it is overloaded， a damping leaf spring mechanism with limit protection is designed in this paper. The mechanism is mainly composed of fixed end support， leaf spring pin shaft， leaf spring， limit protection device， movable end support， semicircle pressing block， leaf spring pressing plate， U-bolt assembly and drive axle. The limit protection device in the mechanism can limit the deformation stroke of leaf spring. The design has been tested and achieved the expected goal. The safety of vehicle suspension system can be greatly improved by the configuration of this set of damping leaf spring mechanism with limit protection.

Keywords： engineering vehicle; limit protection; damping mechanism; leaf spring

引言

車用鋼板彈簧又稱為葉片彈簧，它是汽車懸架中應(yīng)用廣泛的一種彈性元件。工程車也常有應(yīng)用。它由若干片長(zhǎng)度不等、曲率半徑不同、厚度相等或不等的彈簧鋼片疊合在一起，組成一根近似等強(qiáng)度的彈性梁。

鋼板彈簧在工程車懸架中非常重要，不僅起到減振的作用，還連接驅(qū)動(dòng)橋和車架，承載整個(gè)車輛的重量。鋼板彈簧承受的載荷主要在垂直方向上，當(dāng)所承受的垂直載荷為正向時(shí)，各彈簧鋼片都會(huì)發(fā)生應(yīng)力變化和變形，會(huì)有向上拱彎的趨勢(shì)，形狀逐漸由彎曲變向平直。

1 存在的問(wèn)題與設(shè)計(jì)思路

礦用工程車在運(yùn)載過(guò)程中，加速、減速、轉(zhuǎn)向都會(huì)給懸架施加作用力。礦用工程車的懸架形式為鋼板彈簧減振，這種類似于傳統(tǒng)彈簧形式的吸振式懸架設(shè)計(jì)，鋼板彈簧起到支撐整個(gè)車輛及吸收與減少輪胎受到路面顛簸起伏和沖擊時(shí)傳遞給車輛振動(dòng)的作用。

一般情況下，如果路面的顛簸起伏較大，礦用工程車懸架就需要仔細(xì)設(shè)計(jì)校核，如果用剛度較大的鋼板彈簧，雖然剛性足夠，能保證懸架的行程不容易用盡，但是剛度較大的鋼板彈簧往往也比較硬，減振效果稍差，帶給乘員不太好的乘坐體驗(yàn)。如果用剛度較小的鋼板彈簧，雖然減振性能較好，具有較好的舒適性，但在礦用路面行駛時(shí)，路面的坑洼起伏經(jīng)常使得彈簧變形到極限位置，在承受載荷過(guò)量時(shí)，鋼板彈簧很可能會(huì)反向彎曲或者斷裂，對(duì)行車安全造成極大的隱患。如果加大鋼板彈簧的減振行程，又可能造成懸架高度增加，使得車輛的整體高度增加，重心也有所增高，降低了車輛的通過(guò)性和穩(wěn)定性。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種帶有限位保護(hù)的車用減振板簧機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)在原有鋼板彈簧減振懸架上增加了限位保護(hù)，避免鋼板彈簧承載過(guò)量發(fā)生斷裂。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

限位保護(hù)板簧減震機(jī)構(gòu)主要由：固定端支座、板簧銷軸、鋼板彈簧、限位保護(hù)裝置、限位支座、限位塊安裝螺栓、限位墊片、限位塊、活動(dòng)端支座、半圓壓塊、板簧壓板、U形螺栓組件、驅(qū)動(dòng)橋組成。

驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)U形螺栓組件分別將板簧壓板、鋼板彈簧、驅(qū)動(dòng)橋安裝在一起。

目前鋼板彈簧的連接形式大多都是鉸接和吊耳將板簧兩端固定在車架上，鋼板彈簧一端通過(guò)板簧銷軸鉸接連接在固定端支座上，另外一端通過(guò)吊耳連接在活動(dòng)端支座上，在活動(dòng)端支座里，有一個(gè)半圓壓塊壓住鋼板彈簧的活動(dòng)端。

在鋼板彈簧的上部，還有一個(gè)限位保護(hù)裝置焊接在車架上。限位保護(hù)裝置由限位支座、限位塊安裝螺栓、限位墊片、限位塊組成，限位支座、限位塊中間有螺紋，限位塊安裝螺栓從中間穿過(guò)將上述兩者固定。在限位支座、限位塊之間還有限位墊片。

在活動(dòng)端支座的上端有螺紋孔，螺紋孔里安裝有半圓壓塊位置的調(diào)整螺栓，該螺栓一端固定在活動(dòng)端支座的螺紋孔中，前端抵住半圓壓塊。可以通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整半圓壓塊壓住板簧壓板的間隙和力度。

半圓壓塊中間開(kāi)有螺紋通孔，上端安裝一個(gè)黃油嘴，在活動(dòng)端支座頂部開(kāi)有一個(gè)圓孔，方便給黃油嘴添加潤(rùn)滑油脂。潤(rùn)滑油脂通過(guò)黃油嘴和半圓壓塊中間的通孔到達(dá)半圓壓塊和鋼板彈簧的接觸面，保證兩者之間的潤(rùn)滑。

2 設(shè)計(jì)原理

固定端支座和活動(dòng)端支座一般焊接在礦用工程車輛的車架上。當(dāng)鋼板彈簧承受載荷時(shí)，固定端沒(méi)有相對(duì)位移，活動(dòng)端的板簧吊耳會(huì)向前伸出，在載荷的作用下由彎變直，隨著載荷大小的不同程度不同。在這個(gè)過(guò)程中，板簧壓板和限位保護(hù)裝置的距離也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)載荷達(dá)到設(shè)定的極限時(shí)，板簧壓板靠上限位保護(hù)裝置，限定鋼板彈簧被限位不再變形，避免鋼板彈簧過(guò)載之后損壞。

半圓壓塊可以壓緊鋼板彈簧的活動(dòng)端，半圓壓塊與鋼板彈簧壓緊的一面為圓面，保證鋼板彈簧活動(dòng)端變形移動(dòng)時(shí)能一直與半圓壓塊相接觸。

限位墊片可以用來(lái)調(diào)整限位保護(hù)裝置和板簧壓板之間的距離間隙，起到調(diào)整限位行程的作用。可以通過(guò)調(diào)整限位墊片的厚度和數(shù)量來(lái)控制鋼板彈簧設(shè)定的承載極限限位位置。

限位塊設(shè)計(jì)成可拆卸的形式，保證了限位保護(hù)裝置在多次撞擊和擠壓之后發(fā)生變形時(shí)可以方便的更換限位塊。

3 結(jié)束語(yǔ)

文中針對(duì)礦用工程車鋼板彈簧懸架中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了一種帶有限位保護(hù)的車用減振板簧機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成之后，經(jīng)過(guò)試制，并在產(chǎn)品上進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，有效的避免了現(xiàn)有產(chǎn)品板簧很可能會(huì)反向彎曲或者斷裂的弊端，提高了車輛的舒適性和安全性。

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