復合結構板簧的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及復合結構板簧，屬于低內摩擦材料制成的板簧技術領域。
【背景技術】
[0002]目前的板簧按構成材料分為兩類，一類是傳統的板簧結構，全部由鋼板制成；另外一類則是全部由復合材料制成。如果板簧全部由鋼板制成，則總成質量大;如果全部由碳纖維片制成，與支架的連接部位，需要制成卷耳，或者仍然替換為鋼制卷耳，再與碳纖維板用螺栓連接，導致碳纖維板簧制造和裝配工藝復雜化，限制了碳纖維片的推廣應用。同時，碳纖維板簧與騎馬螺栓夾緊端需要鋼制金屬承擔騎馬螺栓的夾緊力。目前，尚缺少一種能綜合上述優點于一體的板簧結構。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有板簧總成存在的上述缺陷，提出了一種復合結構板簧，解決了現有鋼制板簧質量大和整體式碳纖維片板簧成本高、卷耳制造困難和中心螺栓孔容易發生低強度剪切損壞的問題。
[0004]本實用新型是通過如下方案實現的:一種復合結構板簧，包括本體、中心螺栓和騎馬螺栓，本體中部固定有中心螺栓和騎馬螺栓，本體包括鋼制主片和鋼制尾片，本體還包括至少一片碳纖維片，碳纖維片夾于鋼制主片和鋼制尾片之間。本實用新型提出了一種新的復合結構板簧構成方法，替換為兩種板簧材料，既降低了板簧總成的質量又保證制造成本與使用成本在一個可以接受的范圍內。與整體式碳纖維片板簧比較，本實用新型保留了部分鋼制板簧片，從結構上利用鋼制板簧片制作卷耳技術成熟、制造成本低的優點，其余各片替換為碳纖維片，充分利用碳纖維片強度高、彈性性能遠高于鋼制板簧的特點。
[0005]進一步地，碳纖維片可以用其他復合材料替換。碳纖維片替換為金屬復合材料、非金屬復合材料中的一種或幾種。充分利用碳纖維片強度高，彈性變形能遠高于鋼制板簧的特點。
[0006]進一步地，本體的中心處同軸設置有與中心螺栓相對應的中心螺栓孔。
[0007]進一步地，碳纖維片的中心螺栓孔直徑大于鋼制主片和鋼制尾片的中心螺栓孔直徑。鋼制板簧片的中心螺栓孔直徑小，碳纖維片的中心螺栓孔直徑大，螺栓剪切力全部由鋼制板簧片承受。
[0008]進一步地，騎馬螺栓位于中心螺栓的兩側。通過騎馬螺栓和中心螺栓配合對主體夾緊。
[0009]進一步地，鋼制主片替換為等厚度結構;碳纖維片替換為等應力梁變厚度結構，厚度沿長邊逐漸變化，中間厚、兩端薄;各碳纖維片厚度相同；鋼制尾片替換為等應力梁變厚度結構或者等厚度結構。
[0010]進一步地，主體相鄰板簧片之間僅兩端和中間相接觸。如果全部由碳纖維片制成，與支架的連接部位，需要制成卷耳，或者仍然替換為鋼制卷耳，再與碳纖維板用螺栓連接。碳纖維板簧與騎馬螺栓夾緊端需要鋼制金屬承擔騎馬螺栓的夾緊力。這樣導致碳纖維板簧制造和裝配工藝復雜化，限制了碳纖維片的推廣應用。
[0011]進一步地，板簧總成的剛度等于各片板簧剛度之和。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013](I)本實用新型的復合結構板簧，鋼制主片和鋼制尾片用鋼板制成，其余各片替換為碳纖維片，綜合利用兩種材料的特點，減輕了總成質量，避免了碳纖維在結構設計方面的缺陷，延長了使用壽命；
[0014](2)本實用新型的復合結構板簧，每片形狀可按等應力梁設計，各片之間只在兩端和中間部分接觸，進一步減輕各片質量；
[0015](3)本實用新型的復合結構板簧，鋼制板簧片的中心螺栓孔直徑小，碳纖維片的直徑大，螺栓剪切力全部由鋼制板簧片承受。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的總體結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型的中心螺栓孔示意圖。
[0018]圖3是本實用新型無卷耳的結構示意圖。
[0019]圖中:I鋼制主片;2碳纖維片;3鋼制尾片;4中心螺栓;5騎馬螺栓;6卷耳。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0021]實施例一:
[0022]本實用新型提出了板簧的一種新構成，具體結構見圖1所示。本實用新型替換為碳纖維片板替代部分鋼制板簧片;制作卷耳6的鋼制主片I和鋼制尾片3為鋼制板簧片，其余各片為碳纖維片2。替換為兩種板簧材料，既降低了板簧總成的質量，又保證制造成本和使用成本在一個可以接受的范圍內。與整體式碳纖維片板簧比較，本實用新型保留了部分鋼制板簧片，結構上利用鋼制板簧片制作卷耳6技術成熟、制造成本低的優點，其余各片替換為碳纖維片2，充分利用碳纖維片2強度高、彈性變形能遠高于鋼制板簧的特點。
[0023]鋼制主片I為等寬度等厚度設計，碳纖維片2各片等寬度，但片厚根據等應力計算，沿片長方向規律變化。替換為鋼制主片I與支架連接，卷耳6的制造工藝成熟，成本低。同時中間部位具有足夠的強度承受騎馬螺栓5的夾緊力。
[0024]中間部分替換為碳纖維片2。其厚度尺寸按照等應力梁結構設計，沿長度逐漸變化，中間厚，兩端薄。
[0025]鋼制尾片3替換為鋼制板簧，可以是等應力梁變厚度設計，也可以是等厚度設計。鋼制尾片3替換為鋼制的原因是避免碳纖維片2與中心螺栓4間發生剪切等低強度破壞。中心螺栓孔結構見圖2。碳纖維片2的中心螺栓孔直徑大于鋼制主片I和鋼制尾片3的中心螺栓孔直徑，保證螺栓的剪切力由鋼制板簧片承受。
[0026]片與片之間僅有兩端和中間需夾緊長度內與相鄰板簧片接觸，盡量減小板簧片之間的摩擦。板簧總成的剛度等于各片板簧剛度之和。
[0027]實施例二:
[0028]本實用新型的另外一種無卷耳的實施方式見圖3所示。鋼制主片I無卷耳6，呈現一種滑板式結構，但構成仍然是鋼制板簧片加碳纖維片2形式。
[0029]碳纖維片2可以是其他復合材料。復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀或者微觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
[0030]當然，上述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定對本實用新型的實施例范圍。本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的均等變化與改進等，均應歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍內。
【主權項】
1.一種復合結構板簧，包括本體、中心螺栓(4)和騎馬螺栓(5)，本體中部固定有中心螺栓(4)和騎馬螺栓(5)，本體包括鋼制主片(1)和鋼制尾片(3)，其特征在于:本體還包括至少一片碳纖維片(2)，碳纖維片(2)夾于鋼制主片(1)和鋼制尾片(3)之間。2.根據權利要求1所述的復合結構板簧，其特征在于:本體的中心處同軸設置有與中心螺栓(4)相對應的中心螺栓孔。3.根據權利要求2的復合結構板簧，其特征在于:碳纖維片(2)的中心螺栓孔直徑大于鋼制主片(I)和鋼制尾片(3)的中心螺栓孔直徑。4.根據權利要求1所述的復合結構板簧，其特征在于:騎馬螺栓(5)位于中心螺栓(4)的兩側。5.根據權利要求1所述的復合結構板簧，其特征在于:鋼制主片(I)替換為等厚度結構；碳纖維片(2)替換為等應力梁變厚度結構，厚度沿長邊逐漸變化，中間厚、兩端薄，各碳纖維片(2)厚度相同；鋼制尾片(3)替換為等應力梁變厚度結構或者等厚度結構。6.根據權利要求1或5所述的復合結構板簧，其特征在于:主體相鄰板簧片之間僅兩端和中間相接觸。7.根據權利要求1所述的復合結構板簧，其特征在于:鋼制主片(I)設置有卷耳(6)。
【專利摘要】本實用新型涉及復合結構板簧，屬于低內摩擦材料制成的板簧技術領域。其解決了現有鋼制板簧質量大和整體式碳纖維片板簧成本高、卷耳制造困難、中心螺栓孔易發生低強度剪切損壞的問題。該板簧的本體包括鋼制主片、鋼制尾片及不少于一片碳纖維片，碳纖維片夾于鋼制主片和鋼制尾片之間，減輕了總成質量，避免了碳纖維在結構設計方面的缺陷，延長了使用壽命；每片形狀可按等應力梁設計，各片之間只在兩端和中間部分接觸，進一步減輕各片質量；鋼制板簧片的中心螺栓孔直徑小，碳纖維片的中心螺栓孔直徑大，螺栓剪切力全部由鋼制板簧片承受，增強了抗剪切能力。本實用新型廣泛適用于板簧總成技術領域。
【IPC分類】F16F1/30, F16F1/20
【公開號】CN205298362
【申請號】
【發明人】劉薔, 楊勇, 廖凌衡, 閆慶軍
【申請人】濰柴動力股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年10月26日