单点悬挂装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了单点悬挂装置，包括用于安装轮胎的第一车轴总成及第二车轴总成，还包括与车架固定连接的中轴平台及一中轴；若干个设置在中轴平台的两侧板上且与中轴固定连接的剪切弹簧，以及，若干个设置在中轴平台的顶板下侧且与中轴固定连接的变刚度弹簧；与中轴两端连接的第一平衡梁结构及第二平衡梁结构；其中，第一平衡梁结构的两端分别与第一车轴总成及第二车轴总成固定连接，第二平衡梁结构的两端分别与第一车轴总成及第二车轴总成固定连接。本实用新型所提供的一种单点悬挂装置，改变了传统的钢板弹簧构成的单点悬挂装置，可使单点悬挂装置承受更多的载荷；增加单点悬挂装置减震效果和使用寿命，且使单点悬挂装置轻量化。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种悬挂装置，尤其涉及的是一种利用橡胶弹簧制作的用于挂车 或半挂车的车架及轮胎的单点悬挂装置。 单点悬挂装置
【背景技术】
[0002] 现有的用于挂车和半挂车的单点悬挂装置，如图1所示，采用钢板弹簧101作缓冲 件，水平安装在中轴总成的两端，连接着中轴总成和车轴总成，钢板弹簧是由多片金属板叠 加起来制造而成。
[0003] 然而，采用钢板弹簧作缓冲件存在着以下缺点：
[0004] 1、钢板弹簧制造工艺复杂，质量不能保证。
[0005] 2、钢板弹簧体积和重量较大，造成单点悬挂自身笨重，降低了车辆的有效承载，增 加油耗。
[0006] 3、当车辆空载时，钢板弹簧不易产生形变，减震效果有限，当车辆经过崎岖路面 时，车轴受到路面的冲击力较大，铜套磨损较快，影响使用寿命。同时，因冲击力产生的噪声 也较大。
[0007] 4、当车辆重载时，钢板弹簧受压弧高变小，车辆底盘降低，钢板之间摩擦力增大， 长期使用易产生位移，影响使用寿命。
[0008] 5、钢板弹簧经风化后容易生锈，从而影响使用性能，对润滑的要求较高。
[0009] 6、传统的单点悬挂只能对前后轮胎调节平衡，不能对左右轮胎调节平衡，降低了 车辆防侧倾的稳定性，影响行驶质量。
[0010] 因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0011] 鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种单点悬挂装置，旨在 解决单点悬挂装置笨重、减震效果不好及使用寿命短的问题。
[0012] 为达上述目的，本实用新型的技术方案如下：
[0013] 一种单点悬挂装置，包括用于安装轮胎的第一车轴总成及第二车轴总成，还包 括：
[0014] 与车架固定连接的中轴平台及一中轴；
[0015] 若干个设置在中轴平台的两侧板上且与中轴固定连接的剪切弹簧，以及，若干个 设置在中轴平台的顶板下侧且与中轴固定连接的变刚度弹簧；
[0016] 与中轴两端连接的第一平衡梁结构及第二平衡梁结构；
[0017] 其中，第一平衡梁结构的两端分别与第一车轴总成及第二车轴总成固定连接，第 二平衡梁结构的两端分别与第一车轴总成及第二车轴总成固定连接。
[0018] 所述的单点悬挂装置，其中，所述中轴两端通过U型螺栓固定连接在第一平衡梁 结构及第二平衡梁结构的梁中心位置。
[0019] 所述的单点悬挂装置，其中，所述第一平衡梁结构及所述第二平衡梁结构均与中 轴通过中轴承座固定连接，所述的中轴与中轴承座之间设置有中轴铜套，且中轴铜套两侧 分别依次设置油封圈及油封座，中轴承座的底座通过U型螺栓固定在平衡梁结构的垫板 上。
[0020] 所述的单点悬挂装置，其中，所述第一、第二平衡梁结构分别包括两端设置有定位 孔的方管及设置在方管中心位置用于安装U型螺栓的垫板。
[0021] 所述的单点悬挂装置，其中，所述方管，其材料为低碳合金钢，由空心圆管通过推 方机挤压成方形后，再经过热处理加工而成。
[0022] 所述的单点悬挂装置，其中，设置三个等高的变刚度弹簧，其中，第一变刚度弹簧、 第二变刚度弹簧及第三变刚度弹簧分别与中轴平台的第一顶板、第二顶板及第三顶板保持 一定距离，且第一变刚度弹簧与第一顶板间的距离等于第三变刚度弹簧与第二顶板间的距 离，小于第二变刚度弹簧与第二顶板的距离。
[0023] 所述的单点悬挂装置，其中，设置在所述中轴上的用于固定剪切弹簧或/和变刚 度弹簧的弹簧座，所述剪切弹簧设置在中轴平台侧板及弹簧座侧板之间，所述变刚度弹簧 设置在中轴平台顶板及弹簧座顶板之间。
[0024] 所述的单点悬挂装置，其中，所述中轴平台对称设置在经中轴中心且垂直于中轴 轴向的坚直面的两侧，在中轴平台的两侧板上分别设置两个剪切弹簧。
[0025] 所述的单点悬挂装置，其中，所述第一平衡梁结构与所述第二平衡梁结构平行设 置，且与第一车轴总成或第一车轴总成的轴心方向垂直。
[0026] 所述的单点悬挂装置，其中，所述变刚度弹簧包括由弹性材料制成的弹性体、设置 在弹性体底部且被弹性体包裹的钢板及设置在所述弹性体底部的至少一个用于安装紧固 件的安装孔。
[0027] 所述的单点悬挂装置，其中，所述剪切弹簧包括由弹性材料制成的弹性体、多个设 置在弹性体内且被弹性体包裹的钢板、设置在所述弹性体顶部的多个用于安装紧固件的安 装孔及设置在所述弹性体底部的多个用于安装紧固件的安装孔。
[0028] 所述的单点悬挂装置，其中，所述剪切弹簧和/或变刚度弹簧由紧固件直接或间 接的安装于中轴总成上。
[0029] 所述的单点悬挂装置，其中，还包括设置有1个中心孔及4个边孔的压板，其中，所 述中心孔，与设置在方管上的定位孔对应，用于将压板固定在平衡梁结构上；所述边孔，用 于安装U型螺栓，通过U型螺栓将平衡梁结构与车轴总成固定连接。
[0030] 与现有技术相比，本实用新型所提供的一种单点悬挂装置，改变了传统的钢板弹 簧构成的单点悬挂装置，采用了橡胶弹簧(变刚度弹簧和剪切弹簧）代替钢板弹簧，其好处 体现在以下几点：
[0031] 1)变刚度弹簧受到载荷时，其刚度随着载荷的增加也随之增加，可使单点悬挂装 置承受更多的载荷；变刚度弹簧的结构设计，使其有足够的弹性和刚度，可增加单点悬挂装 置减震效果和使用寿命。
[0032] 2)剪切弹簧由弹性材料和多个间隔的钢板的构成，使其长期承载后不易变形和破 损，增加了抗疲劳强度；剪切弹簧的耐冲击力强，当承受剪切力时，能很好地平衡和分散载 荷，保持平台的平稳性。
[0033] 3)由于单点悬挂装置采用变刚度弹簧和剪切弹簧，使单点悬挂装置的安装及拆卸 都简单易行。
[0034] 4)中轴总成由橡胶件连接的结构取替了传统的刚性结构，橡胶吸收冲击力的能力 优于钢铁，能有效地缓冲中轴承座以及中轴平台所受的冲击力，使得中轴承座更加耐用；中 轴总成可以把载荷自动调节后分配到各车轮上，实现行车的平稳。
[0035] 5)平衡梁在车轴之间提升了牵引力、稳定性和操作性。取代钢板弹簧，不仅避免了 钢板弹簧复杂的制造工艺，也减少了悬挂自重，以32T为例，悬挂重量可减少40%以上，降低 油耗，提高了有效载荷，同时，也避免了冲击力所产生的噪声。
【专利附图】
【附图说明】
[0036] 图1是采用钢板弹簧制作的单点悬挂装置的结构示意图。
[0037] 图2是本实用新型一较佳实施例所述的单点悬挂装置的结构示意图。
[0038] 图3是本实用新型所述的单点悬挂装置的局部侧面图。
[0039] 图4是图2所示的单点悬挂装置过中轴中点且与中轴轴线垂直的剖面示意图。
[0040] 图5是图2所示的单点悬挂装置过中轴轴线且坚直向上的剖面示意图。
[0041] 图6是图2所示的平衡梁结构的结构示意图。
[0042] 图7是本实用新型一实施例所述的剪切弹簧的剖面示意图。
[0043] 图8是本实用新型一实施例所述的变刚度弹簧的剖面示意图。
[0044] 图9是设置在平衡梁结构与中轴总成之间的连接结构的局部爆炸图。
【具体实施方式】
[0045] 本实用新型提供一种单点悬挂装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更 加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0046] 图2是本实用新型一较佳实施例所述的单点悬挂装置的结构示意图。如图2所示， 本实用新型所述的一种单点悬挂装置，包括用于安装轮胎的第一车轴总成206及第二车轴 总成203,还包括与车架固定连接的中轴平台208及一中轴205 ;若干个设置在中轴平台的 两侧板上且与中轴固定连接的剪切弹簧202,以及，若干个设置在中轴平台的顶板下侧且与 中轴固定连接的变刚度弹簧(未示出）；与中轴205两端连接的第一平衡梁结构204及第二 平衡梁结构207 ;其中，第一平衡梁结构204的两端分别与第一车轴总成206及第二车轴总 成203固定连接，第二平衡梁结构207的两端分别与第一车轴总成206及第二车轴总成固 定连接203。所述中轴平台对称设置在经中轴中心且垂直于中轴轴向的坚直面的两侧，在中 轴平台的两侧板上分别设置两个剪切弹簧，为便于安装，侧板的上边设计有倒角。
[0047] 所述的单点悬挂装置，中轴和中轴平台之间采用橡胶件连接结构，代替了传统的 钢板焊接刚性结构，橡胶具有很好的减震效果，最大限度地减少了车辆受到的冲击力，增加 了使用寿命，有效的平衡了行驶舒适性和操纵稳定性；中轴与车轴总成之间通过平衡梁结 构连接，取代了传统的钢板弹簧，免润滑，减少噪声，降低了悬挂的自重，提高了有效载荷。 [0048] 如上所述的单点悬挂装置，优选的，所述第一平衡梁结构与所述第二平衡梁结构 平行设置，且与第一车轴总成或第一车轴总成的轴心方向垂直。使单点悬挂装置连接的车 轮对称，受力时，可将受力平分到所连的车轮。
[0049] 请参见图3和图4,图3是本实用新型所述的单点悬挂装置的局部侧面图；图4是 图2所示的单点悬挂装置过中轴中点且与中轴轴线垂直的剖面示意图。如图3及图4所示， 平衡梁结构303通过U型螺栓302与中轴305固定连接；所述中轴305上设置有设用于固 定剪切弹簧404或/和变刚度弹簧407的弹簧座（由顶板403和侧板402组成)，所述剪切 弹簧404设置在中轴平台301侧板401及弹簧座侧板402之间，所述变刚度弹簧407设置 在中轴平台301顶板406及弹簧座顶板403之间。所述平衡梁结构303固定连接在车轴总 成304上。其中，所述中轴305两端通过U型螺栓302固定连接在平衡梁结构(包括第一平 衡梁结构及第二平衡梁结构）303的中心位置。
[0050] 图5是图2所示的单点悬挂装置过中轴轴线且坚直向上的剖面示意图。如图5所 示，所述的单点悬挂装置设置了三个变刚度弹簧504,变刚度弹簧504设置在钢垫板502上， 钢垫板502固定在中轴总成501上，变刚度弹簧504上表面顶持中轴平台503。设置的三个 变钢度弹簧，其中，设置三个等高的变刚度弹簧，其中，设置在两侧的第一变刚度弹簧及第 三变刚度弹簧分别顶持中轴平台的第一顶板及第三顶板，设置在中间的第二变刚度弹簧距 第二顶板一定距离。当然，还可以将第一变刚度弹簧、第二变刚度弹簧及第三变刚度弹簧分 别与中轴平台的第一顶板、第二顶板及第三顶板保持一定距离，且使第一变刚度弹簧与第 一顶板间的距离等于第三变刚度弹簧与第二顶板间的距离，小于第二变刚度弹簧与第二顶 板的距离。
[0051] 图6是图2所示的平衡梁结构的结构示意图。如图6所示，所述的平衡梁结构包括 两端设置有定位孔602的方管204及设置在方管中心位置用于安装U型螺栓的垫板601。所 述方管的材料为低碳合金钢，方管204的加工艺是由空心圆管通过推方机挤压成方形后， 再经过热处理加工而成。可通过定位孔602将平衡梁结构定位在车轴上，通过销钉将平衡 梁结构与车轴总成连接。所述平衡梁方管由低碳合金无缝钢管推方而成，避免了钢板焊接 结构的缺陷，简化了工艺，提高了性能和强度。
[0052] 图7是本实用新型一实施例所述的剪切弹簧的剖面示意图。如图7所示，所述的 剪切弹簧由弹性材料制成的弹性体702、多个设置在弹性体内且被弹性体包裹的钢板701、 设置在所述弹性体顶部的多个用于安装紧固件的安装孔以及设置在所述弹性体底部的多 个用于安装紧固件的安装孔构成，其中，所述的多个钢板与弹性体底面平行设置；所述的弹 性体底面为长方形或正方形，若为长方形，则长度和宽度的比为1:1. 8 ;所述弹性材料为氯 丁橡胶或天然橡胶，硬度介于50-80HA之间；所述弹性体顶面为长方形或正方形，平行设置 在所述弹性体底面正上方，且所述弹性体的顶面面积与所述弹性体的底面面积相等。所述 的剪切弹簧，优选的，所述弹性体底部和顶部分别设置六个安装孔，所述弹性体底部和顶部 的相对的两个边上分别设置有三个安装孔，且相邻的两个安装孔的中心轴间的距离相等， 三个安装孔的中心轴平行且处于一个面内。
[0053] 图8是本实用新型一实施例所述的变刚度弹簧的剖面示意图。如图8所示，所 述的变刚度弹簧由弹性材料制成的弹性体802、设置在弹性体底部且被弹性体包裹的钢 板801以及设置在所述弹性体底部的至少一个用于安装紧固件的安装孔构成。所述的变 刚度弹簧，其中，所述钢板与弹性体底面平行设置；所述的弹性体底面为长方形或正方形， 若为长方形，则长度和宽度的比为1:1. 8 ;所述弹性材料为氯丁橡胶或天然橡胶，硬度介于 50-80HA之间；所述弹性体顶面为长方形或正方形，平行设置在所述弹性体底面正上方，且 所述弹性体顶面面积小于所述弹性体底面面积；所述弹性体顶面的长方形中心或正方形中 心与所述弹性体底面的长方形中心或正方形中心位于同一条垂直于弹性体顶面的直线上。 所述的变刚度弹簧，优选的，在所述弹性体底部的长方形或正方形的四个角分别设置一安 装孔。
[0054] 需要说明的是，本实用新型所述剪切弹簧和/或变刚度弹簧由紧固件直接安装在 中轴总成上，无需其他连接件，使本实用新型所述的单点悬挂装置安装及拆卸都较为简单， 而且，通过剪切弹簧和变刚度弹簧使单点悬挂装置结构极其简单。
[0055] 请继续参加图2,所述的单点悬挂装置，还包括设置有1个中心孔及4个边孔的压 板201，其中，所述中心孔，与设置在方管上的定位孔对应，用于将压板固定在平衡梁结构 上；所述边孔，用于安装U型螺栓，通过U型螺栓将平衡梁结构与车轴总成固定连接。
[0056] 请参见图9,图9是设置在平衡梁结构与中轴总成之间的连接结构的局部爆炸图。 如图9所示，平衡梁结构907与中轴901通过中轴承座904固定连接，所述的中轴901与中 轴承座904之间设置有中轴铜套905,且中轴铜套两侧分别依次设置油封圈903及油封座 902(另一侧未示出）。中轴承座904的底座通过U型螺栓固定在平衡梁结构907的垫板906 上。
[0057] 需要强调的是，本实用新型所提供的单点悬挂装置，中轴在前后方向上有一定的 转动角度，在不考虑轮胎的情况下，转动角度约为〇°?45°。因平台和中轴之间的橡胶件 有足够的弹性和刚性，橡胶弹簧有很好的延伸率，平衡梁结构与车轴连接的部位，有软质橡 胶板簧座套。中轴总成不仅能调节前后轮胎的平衡，也能调节左右轮胎的平衡。
[0058] 综上所述，本实用新型所提供的一种单点悬挂装置，改变了传统的钢板弹簧构成 的单点悬挂装置，采用了橡胶弹簧(变刚度弹簧和剪切弹簧）代替钢板弹簧，其好处为：变刚 度弹簧受到载荷时，其刚度随着载荷的增加也随之增加，可使单点悬挂装置承受更多的载 荷；变刚度弹簧的结构设计，使其有足够的弹性和刚度，可增加单点悬挂装置减震效果和使 用寿命；剪切弹簧由弹性材料和多个间隔的钢板的构成，使其长期承载后不易变形和破损， 增加了抗疲劳强度；剪切弹簧的耐冲击力强，当承受剪切力时，能很好地平衡和分散载荷， 保持平台的平稳性；由于单点悬挂装置采用变刚度弹簧和剪切弹簧，使单点悬挂装置的安 装及拆卸都简单易行；中轴总成由橡胶件连接的结构取替了传统的刚性结构，橡胶吸收冲 击力的能力优于钢铁，能有效地缓冲中轴承座以及中轴平台所受的冲击力，使得中轴承座 更加耐用；中轴总成可以把载荷自动调节后分配到各车轮上，实现行车的平稳；平衡梁在 车轴之间提升了牵引力、稳定性和操作性。取代钢板弹簧，不仅避免了钢板弹簧复杂的制造 工艺，也减少了悬挂自重，以32T为例，悬挂重量可减少40%以上，降低油耗，提高了有效载 荷，同时，也避免了冲击力所产生的噪声。
[0059] 应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来 说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权 利要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种单点悬挂装置，包括用于安装轮胎的第一车轴总成及第二车轴总成，其特征在 于，还包括： 与车架固定连接的中轴平台及一中轴； 若干个设置在中轴平台的两侧板上且与中轴固定连接的剪切弹簧，以及，若干个设置 在中轴平台的顶板下侧且与中轴固定连接的变刚度弹簧； 与中轴两端连接的第一平衡梁结构及第二平衡梁结构； 其中，第一平衡梁结构的两端分别与第一车轴总成及第二车轴总成固定连接，第二平 衡梁结构的两端分别与第一车轴总成及第二车轴总成固定连接。
2. 根据权利要求1所述的单点悬挂装置，其特征在于， 所述第一平衡梁结构及所述第二平衡梁结构均与中轴通过中轴承座固定连接，所述的 中轴与中轴承座之间设置有中轴铜套，且中轴铜套两侧分别依次设置油封圈及油封座，中 轴承座的底座通过U型螺栓固定在平衡梁结构的垫板上。
3. 根据权利要求1或2所述的单点悬挂装置，其特征在于， 所述第一、第二平衡梁结构分别包括两端设置有定位孔的方管及设置在方管中心位置 用于安装U型螺栓的垫板。
4. 根据权利要求3所述的单点悬挂装置，其特征在于，所述方管，其材料为低碳合金 钢，由空心圆管通过推方机挤压成方形后，再经过热处理加工而成。
5. 根据权利要求1所述的单点悬挂装置，其特征在于，还包括： 设置在所述中轴上的用于固定剪切弹簧或/和变刚度弹簧的弹簧座，所述剪切弹簧设 置在中轴平台侧板及弹簧座侧板之间，所述变刚度弹簧设置在中轴平台顶板及弹簧座顶板 之间。
6. 根据权利要求1所述的单点悬挂装置，其特征在于，所述中轴平台对称设置在经中 轴中心且垂直于中轴轴向的坚直面的两侧，在中轴平台的两侧板上分别设置两个剪切弹 簧。
7. 根据权利要求1所述的单点悬挂装置，其特征在于，所述变刚度弹簧包括由弹性材 料制成的弹性体、设置在弹性体底部且被弹性体包裹的钢板及设置在所述弹性体底部的至 少一个用于安装紧固件的安装孔。
8. 根据权利要求1所述的单点悬挂装置，其特征在于，所述剪切弹簧包括由弹性材料 制成的弹性体、多个设置在弹性体内且被弹性体包裹的钢板、设置在所述弹性体顶部的多 个用于安装紧固件的安装孔及设置在所述弹性体底部的多个用于安装紧固件的安装孔。
9. 根据权利要求1、7及8任一所述的单点悬挂装置，其特征在于，所述剪切弹簧和/或 变刚度弹簧由紧固件直接或间接的安装在中轴总成上。
10. 根据权利要求1所述的单点悬挂装置，其特征在于，还包括， 设置有1个中心孔及4个边孔的压板，其中，所述中心孔，与设置在方管上的定位孔对 应，用于将压板固定在平衡梁结构上；所述边孔，用于安装U型螺栓，通过U型螺栓将平衡梁 结构与车轴总成固定连接。
【文档编号】B60G11/22GK203902194SQ201420290051
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】何炽峰, 麦志成 申请人:佛山市何氏协力机械制造有限公司