[发明专利]一种双约束膜式低频空气弹簧

说明书

本发明涉及一种双约束膜式低频空气弹簧，由空气弹簧、辅助气室、限位机构组成，其中空气弹簧与辅助气室内部安装有气囊，空气弹簧内部的气囊通过空气弹簧内径限制圆柱、空气弹簧外筒来限制变形与控制空气弹簧有效工作截面积；辅助气室内部弹性气囊通过辅助气室气囊内径限制圆柱、辅助气室外筒来限制该弹性气囊变形；活塞与缸套限制空气弹簧侧翻；活塞上部椎体与中间压板内部锥孔配合使空气弹簧中心对准；上盖与空气弹簧外筒间隙限制空气弹簧最大位移；活塞上面多个阻尼孔来控制消除阻尼；利用橡胶高分子链摩擦产生的阻尼。它的固有频率小于0.3赫兹，能够对1赫兹左右的环境干扰频率实现有效隔振与减振。

技术领域

本发明属于空气弹簧技术领域，涉及一种双约束膜式低频空气弹簧。

背景技术

膜式空气弹簧固有频率比较低，在车辆、精密机械加工、精密测试等领域得到广泛运用，在低频隔振、减振领域，还无法满足对小于2赫兹的干扰频率实现有效压制，影响其固有频率的重要因素有：

（1）目前膜式空气弹簧基本上由内层橡胶、第一层帘线橡胶层、第二层帘线橡胶层、外层橡胶保护层组成，由于多层橡胶，空气弹簧厚度增加，使得膜式空气弹簧静态刚度比较大。

（2）空气弹簧位移使得空气弹簧体积减小，刚度增加，目前还没有有效方法来克服这一难题。

（3）空气弹簧位移变形使得有效工作截面积增加，空气弹簧刚度增加。

（4）阻尼孔使得空气弹簧产生附加压力，增加空气弹簧刚度。

（5）由于空气弹簧的非线性，设计分析空气弹簧往往依靠仿真与有限元计算进行，难以用简单数学方法进行设计分析。

这些因素，使得目前膜式空气弹簧固有频率基本上在一赫兹左右，难以对小于2赫兹的环境干扰频率进行有效减振与隔振，只有依靠复杂的技术方法来对低频干扰进行控制。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种双约束膜式低频空气弹簧，它的固有频率小于0.3赫兹，能够对1赫兹左右的环境干扰频率实现有效隔振与减振。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双约束膜式低频空气弹簧，由空气弹簧、辅助气室、限位机构组成，其中空气弹簧与辅助气室内部安装有气囊，空气弹簧内部的气囊通过空气弹簧内径限制圆柱、空气弹簧外筒来限制变形与控制空气弹簧有效工作截面积；辅助气室内部弹性气囊通过辅助气室气囊内径限制圆柱、辅助气室外筒来限制该弹性气囊变形；活塞与缸套限制空气弹簧侧翻；活塞上部椎体与中间压板内部锥孔配合使空气弹簧中心对准；上盖与空气弹簧外筒间隙限制空气弹簧最大位移；活塞上面多个阻尼孔来控制消除阻尼；利用橡胶高分子链摩擦产生的阻尼。

作为优选，所述气囊采用壁厚1-3毫米的单层弹性橡胶气囊，橡胶气囊外层安装一个两端具有固定圆环的弹性袖筒，弹性袖筒直接设置在橡胶气囊外层上，利用袖筒的有限伸长与断裂强度，来限制气囊的最大变形，保护气囊安全工作。

所述弹性袖筒能够以装配或胶压的方式设置在橡胶气囊外层。

作为优选，所述气囊一端开口或两端开口。

作为优选，所述空气弹簧包括有气囊、空气弹簧内径限制圆柱、空气弹簧外筒及上压板；空气弹簧内径限制圆柱悬浮安装在气囊中心上方，空气弹簧外筒安装在气囊外侧，空气弹簧外筒内径比空气弹簧内径限制圆柱直径大10-80毫米，空气弹簧弹性气囊变形被限制在空气弹簧内径限制圆柱与空气弹簧外筒组成的空间内部，空气弹簧外筒为圆柱形时空气弹簧有效工作截面积不变，空气弹簧外筒有倾角时，空气弹簧有效工作截面积与倾角成正比线性变化。

作为优选，所述辅助气室包括有气囊、辅助气室内径限制圆柱及辅助气室外筒；辅助气室外筒内径比辅助气室气囊内径限制圆柱外径大10毫米以上，辅助气室内部弹性气囊变形被限制在辅助气室外筒与辅助气室气囊内径限制圆柱组成的空间中。