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橡胶空气弹簧工作原理

1. 基本概念和原理

空气弹簧(简称气囊)是在一个密封的容器中充入压缩气体(气压为 0.5—1Mpa) ,利用气体的可压缩 性实现其弹簧作用的。 这样气囊就具 有理想的弹性特性。橡胶空气弹簧工作时,内腔充入压缩空气,形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加,弹簧的高度降低,内腔容积减小,橡胶弹簧的刚度增加,内腔空气柱的有效承载面积加大,此时橡胶弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时,橡胶弹簧的高度升高,内腔容积增大,橡胶弹簧的刚度减小,内腔空气柱的有效承载面积减小,此时橡胶弹簧的承载能力减小。这样,空气弹簧在有效的行程内,的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法,调整弹簧的刚度和承载力的大小,还可以附设辅助气室,实现自控调节。

2. 分类

空气弹簧按工作时的变形方式分为囊式 膜式 混合式 囊式、膜式 混合式三种。 囊式空气弹簧主要依靠橡胶气囊的挠屈获得弹性变形;膜式空气弹簧主要依靠 橡胶气囊的卷曲获得弹性变形;混合式空气弹簧则兼有以上两种变形方式。囊式空 气弹簧根据橡胶气囊曲数的不同分为单曲、双曲和多曲囊式空气弹簧。膜式空气弹 簧的结构是在盖板和底座之间放置一圆柱形橡胶气囊,通过气囊挠曲变形实现整体 伸缩。膜式空气弹簧在其正常工作范围内,弹簧刚度变化要比囊式小,同时也可通过膜式空气弹簧在其正常工作范围内。

3.气囊的锁定系统与未锁定系统

. 1. 气囊锁定系统 气囊若没与气源连接来控制高度或没有气阀装置,称其为锁定系统。该系统采用固定量的气体作为弹 性媒体。一定量气体封闭在系统内,受压和反弹时气体量保持不变。 2. 气囊的未锁定系统

2. 气囊通过高度控制或其它气阀装置与气源连接,称之为未锁定系统。无论是静止或受压时,气囊可在 设计操作高度保持相对同样的体积。现在这种系统最常用。在高度阀固定条件下,负载力和弹性系数是随 着固定气体的压力的改变而变化的。这种系统,额外的受压气体可以保持气囊的高度,即使气囊的负荷在 改变。这样,负荷的变化情况下,由于该系统的可保持气囊体积不变,所以自然震动比锁定系统固定。 总之,该系统在负荷变化时,自然震动频率不会随之变化。

4.气囊的优点

1. 可控制弹簧伸缩弹性系数;

2. 可调节负荷承载能力;

3. 容易实现的高度控制;

4. 减小摩擦;

5. 符合变化,但自然频率基本不变。


 

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