一种变刚度复合材料板簧的制作方法

本实用新型涉及汽车悬架系统元件技术领域，具体是一种适用于轻型客车、轻型卡车、MPV、皮卡等汽车的变刚度复合材料板簧。

背景技术：

随着汽车工业中新材料、新技术、新工艺的不断发展，树脂基复合材料板簧具有重量轻、比强度大、耐腐蚀、减振性能好、疲劳寿命长等优点在汽车领域得到越来越广泛的应用。汽车在制动过程中板簧卷耳处所承受的瞬态剪切力很大，而复合材料的许用剪切应力只有50MPa左右，是弹簧钢（弹簧钢为许用剪切应力350MPa左右）的1/7。

现有技术是在复合材料板簧本体端部安装金属卷耳来解决复合材料板簧的剪切问题，由于金属与非金属的材料性质不同，这就造成了复合材料板簧和金属件的连接方式以及结构工艺设计特别困难，连接不可靠、结构不合理、制造成本高。汽车在行驶过程中，复合材料板簧会被金属卷耳件剪切断裂，从而影响整车的安全性能。同时，高昂的制造成本，也是复合材料板簧的广泛推广应用的最大困惑。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、安全稳定、舒适性和承载性能强，性价比高的变刚度复合材料板簧。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种变刚度复合材料板簧，包括从上至下依次层叠设置的主簧片、中间垫片和副簧片，所述主簧片的一端设有平卷耳，且另一端设有上卷耳，位于两端的平卷耳和上卷耳的耳孔内装有衬套；所述主簧片、中间垫片和副簧片的中部设有中心孔，中心螺栓通过主簧片、副簧片和中间垫片的中心孔与中心螺母连接固定。

作为本实用新型进一步的方案：所述主簧片、副簧片的中部通过中间垫片隔开。

作为本实用新型再进一步的方案：所述主簧片的材料为高强度弹簧钢60Si2CrVA，副簧片的材料为E玻璃纤维增强树脂基复合材料，中间垫片的材料为尼龙66。

作为本实用新型再进一步的方案：所述主簧片为沿长度方向中间平直段最厚，平直段长度与中间垫片等长，平直段两端为抛物线型变截面簧片；副簧片为等厚度等截面复合材料簧片。

作为本实用新型再进一步的方案，所述平卷耳和上卷耳中安装有减振复合弹性衬套或减噪复合弹性衬套。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用两片制的主、副复合结构，使整车轻载时更舒适，重载时更能承载；主簧片采用弹簧钢材料，利用金属各项同性的特点承受各个方向的载荷，两端卷耳抗冲击、剪切能力强，可靠性高；副簧片采用树脂基复合材料，利用复合材料各项异性的特点让其只承受垂直方向的载荷，疲劳寿命高，同时复合材料具有重量轻的特点，能显著减轻汽车自重、降低油耗，减少环境污染。

本实用新型的变刚度复合板簧，总成疲劳寿命由主簧片决定，因为采用HP-RTM工艺生产的复合材料板簧台架疲劳寿命高达50～100万次，而高强度钢板弹簧台架疲劳寿命在30万次左右，完全满足整车使用寿命要求；

本实用新型的变刚度复合板簧总成重量，比玻璃纤维复合材料板簧高10%左右。但制造成本要比玻璃纤维复合材料板簧低30%以上，性价比优势明显。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实例获得其它技术方案。

图1为一种变刚度复合材料板簧的结构示意图；

图2为变刚度复合材料板簧的端部卷耳剖示图；

图3为变刚度复合材料板簧的中部剖示图。

图例说明：

1、主簧片；11、平卷耳；12、上卷耳；2、副簧片；3、中间垫片；4、复合衬套；5、中心螺栓；6、中心螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见图1-3，本实用新型提供的一种变刚度复合材料板簧，包括从上至下依次层叠设置的主簧片1、中间垫片3和副簧片2，所述主簧片1的一端设有平卷耳11，另一端设有上卷耳12，位于两端的平卷耳11和上卷耳12的耳孔内装有衬套4；所述主簧片1、中间垫片3和副簧片2的中部设有中心孔，中心螺栓5通过主簧片1、中间垫片3、副簧片2的中心孔与中心螺母6连接固定；

本实用新型较之普通的钢板弹簧，减少了簧片的数量，从而减少了簧片间存在的摩擦力，能够更好地吸收冲击力，搞高汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性。另外，由于采用两片制的主、副复合结构，使整车轻载时更舒适，重载时更能承载；主簧片1采用弹簧钢材料，利用金属各项同性的特点承受各个方向的载荷，可靠性高；副簧片2采用树脂基复合材料，利用复合材料各项异性的特点让其只承受垂直方向的载荷，安全性高，同时复合材料具有重量轻的特点，能显著减轻汽车自重、降低油耗，减少环境污染。

本实施例中，主簧片1、副簧片2的中部之间通过中间垫片3隔开。目的在于，防止簧片之间的磨损，确保其使用寿命。

本实施例中，主簧片1沿长度方向中间厚，向两端逐渐变薄，采用轧制工艺来实现，目的在于，减轻簧片的自重，同时可调节产品的根部设计应力使簧片应力分布均匀，延长簧片的使用寿命。

本实施例中，副簧片2等厚度等截面，目的在于，简化复合材料板簧的制造工艺和降低制造成本。

本实施例中，主簧片1的一端设置平卷耳11，目的在于让纵向力作用方向和板簧主片1断面的中心线重合，这样可以减少卷耳的应力。

本实施例中，平卷耳11及上卷耳12中安装有复合衬套。目的在于，减少板簧卷耳与板簧销之间摩擦摩损，降低震动和噪声，提高整车平顺性和操纵稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。