用于汽车复合材料板弹簧的压板及安装方法与流程

本发明主要涉及汽车工程领域，尤其涉及一种用于汽车复合材料板弹簧的压板及安装方法。

背景技术：

纤维增强复合材料具有单向强度高、单位质量储能大、弹性模量小及耐腐蚀等优点，纤维增强树脂基复合材料用于汽车板弹簧不但能满足力学性能要求，具有良好的抗疲劳性能，还能达到减重的效果，应用前景广阔。近年来，随着汽车平顺性和节能环保要求的提高，对汽车轻量化的要求越来越高，复合材料板弹簧越来越被汽车行业关注。但是目前复合材料板弹簧在应用过程中还存在问题，比如复合材料板弹簧与中间压板的连接设计得不恰当，造成板弹簧应力集中，大幅降低复合材料板弹簧的使用寿命。

复合材料板弹簧的耐磨性能较差，连接在车体底盘中的复合材料板弹簧在车辆行驶过程中，会与周边金属部件产品摩擦撞击，尤其是复合材料板弹簧与中间金属压板连接部位，进而缩短复合材料板弹簧的使用寿命。为了避免复合材料板弹簧与金属压板连接部位的摩擦与冲击效应，目前主要有两种技术方案。

第一种方案采用金属压板，通过胶粘剂层与复合材料板弹簧粘接在一起，有效地避免了压板与板弹簧本体的摩擦与冲击。为了保证有效的胶接强度，通常胶粘剂的化学成分与复合材料板弹簧本体的树脂成分相一致，固化后胶粘剂的硬度通常与复合材料板弹簧本体相当。但是在复合材料板弹簧工作过程中，与金属压板粘接的部分无法释放应变，在金属压板两端靠近吊耳方向的边缘处会产生应力集中，从而大幅降低产品的使用寿命。

第二种方案（如专利号为CN 204674325 U和CN 204878480 U的专利文献）是通过在复合材料板弹簧和金属压板间增加柔性垫片，从而减少金属对复合材料的接触应力及磨损。由于柔性材料会老化并产生永久变形，使用一段时间后，U型螺栓的预紧力会减小，进而影响到复合材料板弹簧的使用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种连接强度高、能避免应力集中、可提高复合材料板弹簧使用寿命和安装效率的用于汽车复合材料板弹簧的压板及安装方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于汽车复合材料板弹簧的压板，包括金属板和高分子材料板，所述金属板上设有紧固面，金属板上还开设有位于紧固面两端的附着部，所述高分子材料板固装在附着部上，所述金属板通过紧固件与复合材料板弹簧紧固连接、且紧固面和高分子材料板均与复合材料板弹簧紧贴。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述高分子材料板的两端部于靠近复合材料板弹簧的一侧设有倒角或斜面。

所述高分子材料板固装在附着部上后与紧固面平齐。

所述高分子材料板与附着部硫化连接或粘接。

所述金属板上于紧固面的位置开设有与紧固件配合的安装孔。

所述附着部设置为倾斜面。

所述附着部设置为凹进的平槽。

所述金属板的两侧设有用于对复合材料板弹簧限位的凸台，所述凸台内侧壁固装有与复合材料板弹簧紧贴的高分子材料板。

一种如上述的用于汽车复合材料板弹簧的压板的安装方法，包括以下步骤：

S1：设置胶粘剂层：在复合材料板弹簧中部装配长度范围内的上下表面打磨形成粗糙面，在上下的粗糙面上涂敷一层胶粘剂层；

S2：装配：利用紧固件使压板与复合材料板弹簧形成紧固，保证金属板的紧固面与胶粘剂层紧贴，高分子材料板均与复合材料板弹簧紧贴；

S3：固化：将装配好的复合材料板弹簧整体放置在与胶粘剂相适应的固化条件下，进行胶粘剂层固化，使得胶接处的力学性能达到要求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的用于汽车复合材料板弹簧的压板，紧固面与复合材料板弹簧中间部分紧贴，在长时间运行后，紧固面也不会产生老化和永久变形，能够有效保证紧固件的预紧力，连接强度高；两端固定的高分子材料板在复合材料板弹簧工作过程中，与复合材料板弹簧产生摩擦，有效地释放了复合材料板弹簧的应力和应变，避免了复合材料板弹簧与压板固定后产生的应力集中；高分子材料板为橡胶、聚氨酯等柔性高分子材料，硬度比复合材料板弹簧低，在摩擦过程中不会对复合材料板弹簧产生破坏，提高了复合材料板弹簧的使用寿命。本发明的用于汽车复合材料板弹簧的压板的安装方法，复合材料板弹簧与压板之间，在通过紧固件连接的方式上增加了胶粘剂层，有效地保证了压板与复合材料板弹簧之间固定牢靠，不会产生错位。同时，有了胶粘剂层的填充，可以显著地减少复合材料板弹簧与压板之间的摩擦和冲击效应，进而提高复合材料板弹簧整体的使用寿命。另外，压板与复合材料板弹簧固定成为整体，降低了复合材料板弹簧的安装难度，提高了安装效率。

附图说明

图1是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例1的立体结构示意图。

图2是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例1的侧面剖视结构示意图。

图3是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例1的使用状态图。

图4是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例2的侧面剖视结构示意图。

图5是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例3的立体结构示意图。

图6是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例3的侧面剖视结构示意图。

图7是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板实施例3的使用状态图。

图8是本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板的安装方法流程图。

图中各标号表示：

1、复合材料板弹簧；2、金属板；21、紧固面；22、附着部；23、安装孔；24、凸台；3、高分子材料板；31、倒角；32、斜面。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

压板实施例1：

图1至图3示出了本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板的第一种实施例，该压板包括金属板2和高分子材料板3，金属板2上设有紧固面21，金属板2上还开设有位于紧固面21两端的附着部22，高分子材料板3固装在附着部22上，金属板2通过紧固件与复合材料板弹簧1紧固连接、且紧固面21和高分子材料板3均与复合材料板弹簧1紧贴。在整体装配后，紧固面21与复合材料板弹簧1中间部分紧贴，在长时间运行后，紧固面21也不会产生老化和永久变形，能够有效保证紧固件的预紧力，连接强度高；两端固定的高分子材料板3在复合材料板弹簧1工作过程中，与复合材料板弹簧1产生摩擦，有效地释放了复合材料板弹簧1的应力和应变，避免了复合材料板弹簧1与压板固定后产生的应力集中；高分子材料板3为橡胶、聚氨酯等柔性高分子材料，硬度比复合材料板弹簧1低，在摩擦过程中不会对复合材料板弹簧1产生破坏，提高了复合材料板弹簧1的使用寿命。

本实施例中，高分子材料板3的两端部于靠近复合材料板弹簧1的一侧设有倒角31。该倒角31能够避免高分子材料板3受压缩后鼓出严重，能大幅提高压板的使用寿命。

本实施例中，高分子材料板3固装在附着部22上后与紧固面21平齐。这样设置，能保证紧固面21和高分子材料板3均与复合材料板弹簧1紧贴，即确保了压板的受力平衡。

本实施例中，高分子材料板3与附着部22硫化连接或粘接。采用硫化连接或粘接的连接形式，能保证高分子材料板3与附着部22的连接强度。

本实施例中，金属板2上于紧固面21的位置开设有与紧固件配合的安装孔23。该安装孔23在复合材料板弹簧1和压板安装的时候起定位和固定作用。

本实施例中，附着部22设置为倾斜面。倾斜面的设置非常简单易行，制作成本低。

压板实施例2：

如图4所示，本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板的第二种实施例，该压板与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，附着部22设置为凹进的平槽，即附着部22与紧固面21之间形成阶梯状结构，其设置同样简单易行。

本实施例中，高分子材料板3的两端部于靠近复合材料板弹簧1的一侧设有斜面32。该斜面32同样能够避免高分子材料板3受压缩后鼓出严重，能大幅提高压板的使用寿命。

压板实施例3：

图5至图7示出了本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板的第二种实施例，该压板与实施例1基本相同，区别仅在于：本实施例中，金属板2的两侧设有用于对复合材料板弹簧1限位的凸台24，凸台24内侧壁固装有与复合材料板弹簧1紧贴的高分子材料板3。凸台24能够更好地实现压板与复合材料板弹簧1的定位；凸台24内表面同样固装有高分子材料板3，能够避免复合材料板弹簧1与凸台24的金属面摩擦。

方法实施例：

图1至图8示出了本发明用于汽车复合材料板弹簧的压板的安装方法的实施例，包括以下步骤：

S1：设置胶粘剂层：在复合材料板弹簧1中部装配长度范围内的上下表面打磨形成粗糙面，在上下的粗糙面上涂敷一层胶粘剂层；

S2：装配：利用紧固件使压板与复合材料板弹簧1形成紧固，保证金属板2的紧固面21与胶粘剂层紧贴，高分子材料板3均与复合材料板弹簧1紧贴；

S3：固化：将装配好的复合材料板弹簧1整体放置在与胶粘剂相适应的固化条件下，进行胶粘剂层固化，使得胶接处的力学性能达到要求。

该方法中，复合材料板弹簧1与压板之间，在通过紧固件连接的方式上增加了胶粘剂层，有效地保证了压板与复合材料板弹簧1之间固定牢靠，不会产生错位。同时，有了胶粘剂层的填充，可以显著地减少复合材料板弹簧1与压板之间的摩擦和冲击效应，进而提高复合材料板弹簧1整体的使用寿命。另外，压板与复合材料板弹簧1固定成为整体，降低了复合材料板弹簧1的安装难度，提高了安装效率。

本实施例中，涂敷好的的胶粘剂层的厚度为0.5mm~1mm。一般情况下对于胶粘剂而言，其厚度越小，所对应的粘接工艺要求就越高，工艺问题越多。而胶粘剂层厚度过大，胶粘剂的胶接作用就会变小，更多的成为一种材料的填充，而无法有效的承担胶接作用。胶粘剂层为聚氨酯类胶粘剂，固化后硬度为70~85 Shore A，撕裂强度≥35kg/cm，拉伸强度≥7MPa，剪切强度≥7MPa，伸长率≥300%，在保证胶接强度的同时，较低的硬度能有效施放复合材料板弹簧本体与金属压板粘接处的应力和应变。胶粘剂层的固化条件为常温固化，固化时间为5~20min，可保证胶粘剂发挥其最佳的作用，从而提高产品的整体性能。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。