[发明专利]一种开口胀环式耗能弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于车辆、机械、建筑等领域的缓冲装置，尤其涉及一种开口胀 环式耗能弹簧。

背景技术

环形弹簧是一种常用的缓冲器，由多个带内锥面的外圆环和带有同样锥角之外锥面 的内圆环配合而成。当环形弹簧承受轴向载荷时，内外圆环相互挤压，沿着圆锥面相对 滑动，产生轴向位移，起到弹簧作用，同时内、外环间产生巨大的摩擦力，可以在变形 过程中耗散大量能量，常用于空间受限而又需要强力缓冲的场合。虽然环形弹簧缓冲效 率很高，但因为普通金属材料弹性应变非常有限，因而缓冲行程相对较小。

为改变这一状况，本申请人曾经向国家知识产权局申请并获批了一项专利“一种大 行程高耗能的形状记忆合金缓冲器”，ZL201420256333.6。利用形状记忆合金材料和弹 簧钢配合组成环形弹簧，其中内圆环由弹簧钢材料制成，外圆环由形状记忆合金材料制 成。选择恰当的内、外环厚度保证内环刚度明显大于外环刚度，内圆环始终处于弹性状 态，不会发生塑性变形，也不会发生结构屈曲，变形主要集中在形状记忆合金材料制成 的外环。因为形状记忆合金材料的可恢复应变远大于普通金属材料，因此相比传统的环 形弹簧缓冲器，该缓冲器的缓冲行程有了显著提高。除此以外，形状记忆合金的相变耗 能特性和相变时的应力平台特性也有助于进一步的改善其缓冲性能。

但上述方案的局限性在于，所用形状记忆合金材料较为昂贵，不适合在一般领域大 规模应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓冲行程大，耗能比例高的开口胀环式耗能弹簧。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的开口胀环式耗能弹簧，包括布置在两端的单锥面内圆环和布置在中部的零 个、一个或若干个双锥面内圆环，相邻的单锥面内圆环之间，或者相邻的单锥面内圆环 与双锥面内圆环之间以及相邻的双锥面内圆环之间的外部设有开口式外圆环。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的开口胀环式耗能弹 簧，由于采用开口式外圆环，具有缓冲行程大、耗能比例高的特点。所有部件均处于弹 性状态，耐久性及可靠性佳，部分元件损坏时可以单独更换，便于维修。尤其是采用简 单重复结构，便于标准化、系列化的生产，而使用时亦可自由、灵活选用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的开口胀环式耗能弹簧的初始结构示意图。

图2为本发明实施例提供的开口胀环式耗能弹簧经一定压缩变形后的构形示意图。

图3为两本发明实施例中两个开口环组成的组合式外圆环的结构示意图。

图中：1-单锥面内圆环，2-开口式外圆环，3-双锥面内圆环，21-内层开口环，22-外 层开口环

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的开口胀环式耗能弹簧，其较佳的具体实施方式是：

包括布置在两端的单锥面内圆环和布置在中部的零个、一个或若干个双锥面内圆 环，相邻的单锥面内圆环之间，或者相邻的单锥面内圆环与双锥面内圆环之间以及相邻 的双锥面内圆环之间的外部设有开口式外圆环。

所述单锥面内圆环和双锥面内圆环为闭口结构，其外侧分别有一个和两个锥面，所 述开口式外圆环在环向有一个切口，其内侧两端各有一个锥面，所述单锥面内圆环和双 锥面内圆环的锥面与所述开口式外圆环锥面相吻合。

所述锥面的锥度为12度～30度。

所述开口式圆环为单层结构或多层套叠的组合式结构。

所述组合式结构例的开口式圆环中，包含内层开口环和外层开口环，内层开口环的 内侧两端有两个锥面，内层开口环的外径与外层开口环的内径相等，在径向形成配合。

所述单锥面内圆环、双锥面内圆环、开口式外圆环的材料采用弹簧钢或者高强度铝 合金。

所述单锥面内圆环和双锥面内圆环的径向刚度大于所述开口式外圆环的径向刚度。

本发明的开口胀环式耗能弹簧，针对现有的环形弹簧在缓冲行程上的不足，通过结 构上的改进，采用常规金属材料，结构简单、缓冲行程大，并且造价低廉、具有通用 性。