[发明专利]变节距螺旋金属橡胶复合弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及机械行业尤其是重型、车辆、矿山、振动机械中作为弹性元件的螺旋压缩金属弹簧(以下简称螺旋弹簧)，特别是一种变节距螺旋金属橡胶复合弹簧，属于振动利用工程技术领域。

背景技术

现有技术中，在重型、车辆、矿山机械等诸多行业普遍采用等节距螺旋压缩弹簧作为弹性元件，振动机械行业则普遍采用等节距螺旋弹簧作为主振弹簧或隔振弹簧。

等节距螺旋弹簧的载荷变形特性曲线是线性线，为等刚度螺旋弹簧，而在一些非线性的工程场合中，如振动输送机、振动给料机、振动筛机、振动磨机等，由于运动状态下系统载荷时刻都在变化，长期以来大量使用的等节距螺旋弹簧存在能耗高、效率低、噪声大、应用效果不佳等技术问题。

近年来，虽有非线性变节距螺旋弹簧的应用报道，但仍存在噪声大、并圈时噪声更大、使用寿命短、维修频次高等问题难以解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种变节距螺旋金属橡胶复合弹簧，具有结构简单、吸振性强、噪声小、承载能力大、变刚度特性、簧丝工作应力小、寿命长、耐腐蚀、耐磨损和防爆等特点，以解决现有技术存在的上述问题。

本发明变节距螺旋金属橡胶复合弹簧是采取以下技术方案实现：本发明变节距螺旋金属橡胶复合弹簧由变节距螺旋金属弹簧和橡胶包覆层两部分复合而成。变节距螺旋金属弹簧由一根钢丝卷绕成变节距螺旋金属弹簧，在变节距螺旋金属弹簧外部有包覆橡胶层构成变节距螺旋金属橡胶复合弹簧。所述的包覆橡胶层形成空心或实心柱状结构，可制成内外螺旋状或内外柱状。所述变节距螺旋金属弹簧至少有3圈以上的有效螺旋，且又至少有2圈以上的有效节距为不同节距的螺旋。

所述变节距螺旋金属弹簧的有效节距的螺旋中径相等，或所述的有效节距的中径沿所述的螺旋结构的轴向改变。

所述金属橡胶复合弹簧是以橡胶层包覆金属弹簧内外表面，形成一定的厚度。

所述变节距螺旋金属弹簧的载荷变形特性线是渐增型非线性线，且是连续或分段连续的：这将有利于防止其共振和颤振的发生；节距的大小可为各个圈之间取不同的节距，也可为几圈为一组取成几种不同的节距；节距可由小到大单向排列，也可按两端小中间大双向排列。

本发明是由变节距螺旋金属弹簧与橡胶包覆弹簧复合而成，橡胶包覆层采用百分之八十以上的天然胶的合成胶制作而成。

所述变节距螺旋金属橡胶复合弹簧两端可装有金属端板，以增加变节距螺旋金属橡胶复合弹簧端面接触刚度。

由于构成弹簧的螺旋结构的节距变化，再加上具有一定厚度的橡胶包覆层，使本发明具有明显的非线性和所需的变刚度特点，即构成系统刚度具有随载荷增减而增减的变刚度特点，达到使系统有效节能、稳定运转的目的。

本发明与橡胶弹簧相比有较大的刚性，与金属弹簧相比有较大的阻尼性，故其效果是积极、明显和独特的：同时具有结构简单、吸振性强、噪声小、承载能力大、变刚度特性、簧丝工作应力小、寿命长、耐腐蚀、耐磨损和防爆等特点，特别适应于矿山机械、重型车辆的悬架结构、特大型振动机械如特大型振动磨、振动筛、振动给料机等载荷较大且载荷变化范围较宽的场合使用，更适应用于隔振状态。

附图说明

本发明所提出的具体结构及实施例见附图1-8。

图1是本发明的内外螺旋型的结构示意图。

图2是本发明的外螺旋内直型的结构示意图。

图3是本发明的内外直筒型的结构示意图。

图4是本发明的外直内螺旋型的结构示意图。

图5是本发明的带金属端板内外螺旋型的结构示意图。

图6是本发明的带金属端板外螺旋内直型的结构示意图。

图7是本发明的带金属端板内外直筒型的结构示意图。

图8是本发明的带金属端板外直内螺旋型的结构示意图。

图1-4分别为本发明的内外螺旋型、外螺旋内直型、内外直筒型、外直内螺旋型的结构形式，图5-8分别为本发明带钢板的内外螺旋型、外螺旋内直型、内外直筒型、外直内螺旋型的结构形式，可根据承受的载荷和空间尺寸选用。

具体实施方式

图1-4分别为本发明的各型结构，分别由金属螺旋弹簧1、橡胶包覆层2所构成。金属螺旋弹簧1起支承骨架作用，橡胶包覆层2将增加弹簧的非线性特性和阻尼性，工作时起到提高承载能力、增减系统刚度及降噪减振的作用。

图5-8分别为本发明的各型结构，除上下两端或一端硫化有金属件3外，其余结构相同；其承载均匀度较好，故更适合于重载、变载工作情况。