[发明专利]一种大型带附加气室的空气弹簧

说明书

本发明涉及一种大型带附加气室的空气弹簧，空气弹簧带中间束带式橡胶囊，空气弹簧两端连接处均有锥面，上盖与空气弹簧的上锥面配合，附加气室与空气弹簧的下锥面配合，附加气室通过连接管路及调节阀使空气弹簧与附加气室内空气导通，空气弹簧与附加气室之间具有节流孔，附加气室下部有排水孔，附加气室安装压力表。其将空气弹簧的固有频率降低至0.9Hz以下，增加了空气弹簧的气体容积，减小空气弹簧的刚度，以达到降低其固有频率的作用。

技术领域

本发明涉及一种大型带附加气室的空气弹簧，属于空气弹簧领域。

背景技术

空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧。它是典型的非线性系统，主要表现在材料非线性、几何非线性和状态非线性。而空气弹簧作为一种较为常用的支撑隔振部件，其在地基设计上使用越来越广泛。

目前，国内外减振地基大多采用砂石隔振型式，这种隔振形式在弹簧承载成熟前使用较为广泛，地基直接沉于砂土之上。利用松软的砂土吸收振动产生的能量。这种隔振方式一阶隔振频率约为15—30Hz，由于混凝土本体与建筑物仍是相连的，在共振时容易激起建筑物的振动，隔振效果较差。

对于运输车辆或高铁车厢等大型构件，其谐振频率更低，要求其试验频率降低，为了提高隔振效果，降低隔振频率，采用空气弹簧减振的方式，用空气弹簧将隔振基础托起与建筑地面或设施脱离，从而达到减振目的，空气弹簧一阶谐振频率多为1.3-1.5hz，因此采用此方式减振可以达到更低的使用频率，而通过增加空气弹簧内部容积即加装附加气室，增设相应的阻尼，可以将频率限定为1hz以下，同时可以有效地减轻地基的摆动与振动，可应用于大型减振地基与大型产品的特殊试验，但此种结构型式的建造与后期的维护成本太高。

国内外一般均采用德国CFM-Schiller GRB2480-1200ZV带附加气室空气弹簧结构型式，将大型基础与建筑周围地基隔离，多采用压力电磁阀与机械限位相结合的形式，控制地基气浮高低位置，此方式在国内有多家军工企业已经应用。但是，德国CFM-SchillerGRB2480-1200ZV带附加气室空气弹簧价格昂贵。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的上述不足，本发明提出一种大型带附加气室的空气弹簧，将空气弹簧的固有频率降低至0.9Hz以下，增加了空气弹簧的气体容积，减小空气弹簧的刚度，以达到降低其固有频率的作用。

(二)技术方案

一种大型带附加气室的空气弹簧，空气弹簧带中间束带式橡胶囊，空气弹簧两端连接处均有锥面，上盖与空气弹簧的上锥面配合，附加气室与空气弹簧的下锥面配合，附加气室通过连接管路及调节阀使空气弹簧与附加气室内空气导通，空气弹簧与附加气室之间具有节流孔，附加气室下部有排水孔，附加气室安装压力表；所述大型带附加气室的空气弹簧的刚度K满足下式：

式中：p为空气弹簧内压力，p₀为当地大气压力，V为空气弹簧的气囊容积，A为空气弹簧的有效面积，a为空气弹簧的形状系数，m为气体的多变指数。

其中，空气弹簧的形状系数a为：

其中：R为系数；α多变系数取0，β为形状系数取π。

其中，所述带附加气室的空气弹簧的固有频率为：

其中：N为空气弹簧个数；K为空气弹簧刚度；M为承载质量。

其中，在附加气室4与空气弹簧2相连通处设置球阀。

其中，等温过程m＝1.0，绝热过程m＝1.4，一般动态过程1<m<1.4。