Page 117 - 《橡塑技术与装备》2025年7期
P. 117
工程设计
ENGINEERING DESIGN
橡胶空气弹簧扭摆性能试验装置
设计与研究
林达文 1,2 ,彭立群 1,2 ,黄涛 1,2 ,王进 1,2*
(1. 株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南 株洲 412007 ;
2. 湖南省轨道交通高分子材料及制品质量监督检验中心,湖南 株洲 412007)
摘要 : 针对橡胶空气弹簧扭摆刚度和疲劳试验。分析了空气弹簧结构及标准,设计了一种新型的空气弹簧扭摆试验装置,并
与现有空气弹簧扭摆试验装置进行分析比对,重点应用新型试验装置研究了不同水平剪切位移、不同垂向载荷对扭摆性能的影响、
不同加载次数对疲劳性能的影响。结果表明 :新型试验设计结构合理,满足空气弹簧扭摆试验要求,水平剪切位移增加,扭摆刚
度变小,垂向载荷对扭摆刚度影响不明显,研究成果为空气弹簧的研发和试验起指导作用。
关键词 : 空气弹簧 ;扭摆性能 ;试验研究
中图分类号 : TQ330.73 文章编号 : 1009-797X(2025)07-0069-07
文献标识码 : B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.07.014
空气弹簧是在橡胶胶囊所围成的密封容器中加 供理论依据。
入压缩空气,利用空气的可压缩性实现隔振效果的一
种非金属减振器。由于其具有重量轻,内摩擦小,可 1 空气弹簧
调非线性动、静刚度和阻尼特性等特点,广泛应用于 空气弹簧主要由胶囊和辅助弹簧构成,利用胶囊
轨道车辆、汽车、工程机械及船舶等领域。随着我国 内压缩空气反力作为弹性恢复力,安装在转向架与车
高铁技术的快速发展,高速动车最快运营已达到 380 体之间,起缓冲、减振、隔振及自动调整车体承载面
km/h,如此高的车速无疑对车辆减振悬挂装置提出了 高度的作用,详见图 1。
更高的要求,目前高速动车组的二系悬挂普遍采用橡
胶空气弹簧系统,这种气动悬挂装置不但具有高度恒
定、固有频率恒定、自振频率低等优异的垂向性能,
而且可取消转向架的摇动台结构,提高车辆的横向动
力学特性。
在我国 30% 的线路为曲线,其中曲线半径≤ 600
m 的占 50%,空气弹簧作为动车组转向架关键的部件,
为提高车辆的舒适性和安全性发挥了重要的作用,空
气弹簧通过曲线轨道时,除承受来自垂向车体的静载, 图 1 空气弹簧安装
横向会同时承受水平和扭转位移 [1~7] 。而现有空气弹
空气弹簧主要由上盖板、橡胶气囊、辅橡胶弹簧
簧二维加载试验机、扭转刚度试验机、机械式扭摆试
组成,按橡胶堆结构分为锥形簧、圆柱橡胶堆和内置
验机只能对其进行剪切、扭转或定位移的扭摆疲劳试
橡胶堆 3 种,详见图 2。
验,无法进行复合承载条件下的扭剪刚度试验。文章
通过研制一种空气弹簧扭剪试验方案,不仅对空气弹
作者简介 :林达文(1974-),硕士,教授级高工,长期从
簧进行了扭剪刚度试验,而且研究了不同加载工况对
事轨道交通减振降噪高分子材料及制品的测试技术工作。
空气弹簧扭摆性能的影响,为改善车辆动力学性能提 * 为通讯作者
2025 第 51 卷 ·69·
年