一種車用板簧的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種車用板簧，屬于交通設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)目前是世界第一大生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，2014年中國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破2300萬(wàn)輛，連續(xù)6年蟬聯(lián)世界第一。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，能源消耗、尾氣排放及環(huán)境污染等問(wèn)題日趨嚴(yán)重。據(jù)研究表明，石油的30%用于汽車的消耗，按這個(gè)速度，石油再過(guò)40年就枯竭了，全球0)2排放量的25%來(lái)自于汽車排放。而最新數(shù)據(jù)表示，我國(guó)在用機(jī)動(dòng)車的60~70%屬于高能耗、高污染物排放車輛，每年所消耗的燃油、機(jī)油的總量占我國(guó)成品油年產(chǎn)量的50%以上，給環(huán)境造成了很大的污染。因此，汽車節(jié)能減排對(duì)整個(gè)社會(huì)具有重要意義。當(dāng)前汽車節(jié)能減排的方法主要有:提高發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能、車身輕量化、制動(dòng)能量回收、新型燃料的開發(fā)利用及汽車尾氣凈化技術(shù)。而車身輕量化是其中較為直接和發(fā)展?jié)摿^大的方法。據(jù)研究表明，車身每減重10%，油耗就降低6~8%。
[0003]而現(xiàn)有的車用板簧中，雖然也有將復(fù)合材料應(yīng)用于板簧制造，從而減輕車重的，但由于復(fù)合材料簧體制造質(zhì)量不高、安裝不方便、連接不可靠和設(shè)計(jì)分析困難，無(wú)法與傳統(tǒng)的金屬板簧實(shí)現(xiàn)互換。
[0004]基于此，做出本申請(qǐng)案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有板簧所存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種裝拆方便、連接可靠和互換性好的汽車用復(fù)合材料板簧，與傳統(tǒng)的汽車用金屬板簧相比，在滿足使用條件的情況下，可以減重70%以上，疲勞性能也更優(yōu)越，還具有噪音小、耐腐蝕和“安全斷裂”的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0007]—種車用板簧，由簧體、加載盒與卷耳構(gòu)成，加載盒安裝于簧體中心處，卷耳位于簧體兩端，所述的簧體為單片式層合板結(jié)構(gòu)，其寬度在長(zhǎng)度方向上相同，而其厚度在長(zhǎng)度方向上則先增后減。
[0008]進(jìn)一步的，作為優(yōu)選:
[0009]所述的簧體在加載盒所在位置的厚度最大，由加載盒所在位置向簧體兩端逐漸遞減。
[0010]所述的加載盒上設(shè)置有螺孔，該螺孔安裝有定位銷，加載盒通過(guò)定位銷與螺孔固定于簧體中部。更為優(yōu)選的，所述的螺孔為U型螺栓孔。
[0011]所述的簧體與加載盒之間設(shè)置有用于保護(hù)簧體的墊片。
[0012]所述的簧體是由玻璃纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的單向預(yù)浸料制成的層狀結(jié)構(gòu)。
[0013]所述的簧體是由輔層疊加鋪疊形成的層狀結(jié)構(gòu)，鋪層沿簧體中面對(duì)稱鋪設(shè)有多層，且鋪層角度有0°、45。、-45。三種，每種角度所占比例分別約為60%、20%、20%。
[0014]所述的簧體上、下表面至少各有5層0°鋪層。
[0015]所述的鋪層包括完整鋪層和非完整鋪層，鋪層在簧體中面處最短，由簧體中面向簧體上表面、下表面逐漸遞增。更優(yōu)選的，所述的鋪層中，每3-4層非完整鋪層對(duì)應(yīng)設(shè)置有1層完整鋪層，用于隔開非完整鋪層。
[0016]所述的加載盒和卷耳材料為45鋼或40Cr合金鋼，墊片材料為尼龍66。
[0017]本實(shí)用新型的工作原理是:在復(fù)合材料簧體中部，采用螺栓預(yù)緊的方式將金屬加載盒與簧體固定連接，加載盒上安裝有定位銷，并開有U型螺栓孔，加載盒與簧體中間放置保護(hù)用的非金屬墊片；在復(fù)合材料簧體兩端，各采用兩個(gè)螺栓將金屬卷耳與簧體固定連接。裝車時(shí)，先將板簧放置到車橋的支架上，通過(guò)定位銷定好位置，再用U型螺栓固定，板簧兩端的卷耳分別與車架上的接頭連接；汽車行駛時(shí)，車架上的載荷先傳到卷耳上，然后通過(guò)板簧傳到加載盒上，再傳到車橋上，期間由于板簧的彈性變形而起到緩沖作用。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0019](1)復(fù)合材料板簧自身重量輕，相比金屬板簧可以減重70%以上，為汽車輕量化和節(jié)能減排提供了新的技術(shù)途徑；疲勞壽命大于30萬(wàn)次，遠(yuǎn)高于國(guó)標(biāo)要求金屬板簧的8萬(wàn)次；單片式層合板形式，沒(méi)有多片式的摩擦和噪音；具有“安全斷裂”的特點(diǎn)，安全性能高；制備方法成熟，材料成本較低，產(chǎn)品成型質(zhì)量好，適合批量生產(chǎn)。
[0020](2)本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N單片式的汽車用復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)，主要包括復(fù)合材料簧體、中部金屬加載盒和兩端金屬卷耳，與傳統(tǒng)的汽車用金屬板簧相比，在滿足使用條件的情況下，可以減重70%以上，疲勞性能也更優(yōu)越(疲勞壽命大于30萬(wàn)次)，噪音衰減效果明顯，耐腐蝕性能出色，裝拆方便，互換性好，還具有“安全斷裂”的優(yōu)點(diǎn)(所謂“安全斷裂”就是嚴(yán)重超載時(shí)，復(fù)合材料板簧將沿長(zhǎng)度方向分層開裂，此時(shí)它的剛度僅降低10%左右，但汽車還能安全行駛到修理廠)，可直接用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬板簧，為汽車輕量化和節(jié)能減排提供了新的技術(shù)途徑。
[0021](3)本申請(qǐng)中，管體是有復(fù)合材料形成的層狀結(jié)構(gòu)，而該復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同物質(zhì)組成，屬于各向異性的材料，即在各個(gè)方向上具有不同的力學(xué)性能，本申請(qǐng)中，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的鋪層，它可以發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，滿足各種不同的需求，比如0°鋪層是纖維方向平行于板簧長(zhǎng)度方向，拉伸和壓縮強(qiáng)度較高，主要用于承受板簧因彎曲變形而產(chǎn)生的拉壓的載荷，±45°鋪層是纖維方向與板簧長(zhǎng)度方向的夾角為±45°，剪切強(qiáng)度較高，主要用于承受板簧的側(cè)向載荷。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的主視圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型的加載盒所在位置的剖視圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型中簧體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中標(biāo)號(hào):1.簧體；11.上表面；12.中面；13.下表面；14.鋪層；141.完整鋪層；142.非完整鋪層；2.加載盒；3.卷耳；4.定位銷；5.墊片6.U型螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1
[0028]本實(shí)施例一種車用板簧，結(jié)合圖1和圖2所示，由簧體1、加載盒2與卷耳3構(gòu)成，加載盒2安裝于簧體1中心處，卷耳3位于簧體1兩端，簧體1為單片式層合板結(jié)構(gòu)，其寬度在長(zhǎng)度方向上相同，而其厚度在長(zhǎng)度方向上則先增后減。具體到本實(shí)施例中，簧體1在加載盒2所在位置的厚度最大，由加載盒2所在位置向簧體1兩端逐漸遞減；結(jié)合圖3，加載盒2上設(shè)置有U型螺栓孔6，該U型螺栓孔6安裝有定位銷4，加載盒2通過(guò)定位銷4與U型螺栓孔6固定于簧體1中部；簧體1與加載盒2之間設(shè)置有用于保護(hù)簧體的墊片5。
[0029]具體來(lái)講，本實(shí)施例車用復(fù)合材料的板簧1為單片式層合板結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料簧體1的中部，采用螺栓將金屬加載盒2與簧體1固定連接，加載盒2上安裝有定位銷4，并開有U型螺栓孔6，加載盒2與簧體1中間放置保護(hù)用的非金屬墊片5 ;在復(fù)合材料簧體1的兩端，各采用兩個(gè)螺栓將金屬卷耳3與簧體1固定連接。
[0030]中，結(jié)合圖4，簧體1是由玻璃纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的單向預(yù)浸料制成的層狀結(jié)構(gòu)，其中環(huán)氧樹脂的質(zhì)量含量為28%-32% ;玻璃纖維面密度400 g/m2-600g/m2，單層厚度
0.3mm-0.45mm ;該層狀結(jié)構(gòu)是由不同角度的輔層14疊加而成，鋪層14沿簧體中面對(duì)稱鋪設(shè)有多層，根據(jù)位置的不同，鋪層14角度有0°、45°、-45°三種，每種角度所占比例分別約為60%、20%、20%，且簧體上表面11、下表面13各有5層0°鋪層，鋪層14在簧體中面12處最短，由簧體中面12向簧體上表面11、下表面13逐漸遞增；每3-4層非完整鋪層142對(duì)應(yīng)設(shè)置有1層完整鋪層141，用于隔開非完整鋪層142。
[0031]其設(shè)計(jì)和制備的過(guò)程和方法如下:
[0032]根據(jù)板簧的載荷情況，確定復(fù)合材料簧體厚度、鋪層數(shù)目及角度，加載盒2、卷耳3厚度、螺栓的等級(jí)、數(shù)量和直徑等參數(shù)；采用模壓、纏繞或RTM工藝制備復(fù)合材料簧體1 ;機(jī)加制得金屬加載盒2和卷耳3 ;在簧體1兩端安裝卷耳3，并用螺栓固定；在簧體1中部放置非金屬墊片5，安裝金屬加載盒2，并用螺栓預(yù)緊固定；將定位銷4擰入到加載盒2的U型螺栓孔6中。
[0033]以上內(nèi)容是結(jié)合本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)所提供技術(shù)方案所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型具體實(shí)施只局限于上述這些說(shuō)明，對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車用板簧，其特征在于:由簧體、加載盒與卷耳構(gòu)成，加載盒安裝于簧體中心處，卷耳位于簧體兩端，所述的簧體為單片式層合板結(jié)構(gòu)，其寬度在長(zhǎng)度方向上相同，而其厚度在長(zhǎng)度方向上則先增后減。2.如權(quán)利要求1所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的簧體在加載盒所在位置最大，由加載盒所在位置向簧體兩端逐漸遞減。3.如權(quán)利要求1所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的加載盒上設(shè)置有螺孔，該螺孔安裝有定位銷，加載盒通過(guò)定位銷與螺孔固定于簧體中部。4.如權(quán)利要求3所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的螺孔為U型螺栓孔。5.如權(quán)利要求1所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的簧體與加載盒之間設(shè)置有用于保護(hù)簧體的墊片。6.如權(quán)利要求1所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的簧體是由玻璃纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的單向預(yù)浸料制成的層狀結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求1或6所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的簧體是由輔層疊加鋪疊形成的層狀結(jié)構(gòu)，鋪層沿簧體中面對(duì)稱鋪設(shè)有多層，且鋪層角度有0°、45°、-45°三種，每種角度所占比例分別約為60%、20%、20%ο8.如權(quán)利要求7所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的簧體上、下表面至少各有5層0°鋪層。9.如權(quán)利要求7所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的鋪層包括完整鋪層和非完整鋪層，鋪層在簧體中面處最短，由簧體中面向簧體上表面、下表面逐漸遞增。10.如權(quán)利要求9所述的一種車用板簧，其特征在于:所述的鋪層中，每3-4層非完整鋪層對(duì)應(yīng)設(shè)置有1層完整鋪層，用于隔開非完整鋪層。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種車用板簧，屬于交通設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。由簧體、加載盒與卷耳構(gòu)成，加載盒安裝于簧體中心處，卷耳位于簧體兩端，所述的簧體為單片式層合板結(jié)構(gòu)，其寬度在長(zhǎng)度方向上相同，而其厚度在長(zhǎng)度方向上則先增后減。將本實(shí)用新型應(yīng)用于客車組裝，具有減重率高、安全可靠、裝拆方便、連接可靠和互換性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F16F1/368
【公開號(hào)】CN205089870
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520827927
【發(fā)明人】戈家榮, 陳立峰, 胡紀(jì)根, 張卉梓, 沈偉
【申請(qǐng)人】精功（紹興）復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日