文档介绍：轨道交通用空气弹簧的刚度特性试验

王进林达文彭立群冯文卿侯海彪高翔
(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲,412007)

摘要:空气弹簧是轨道车辆振动控制的关键部件之一,具有减振效果好,质量轻和刚度可调等优点,
已广泛应用于铁路客车、地铁、轻轨和动车组上。刚度是表征空气弹簧性能的重要参数,直接反映空气弹
簧在静态条件下,承受作用力的能力,所以刚度试验结果的准确性至关重要。随着我国铁路的大面积提速,
对车辆运行的稳定性和乘坐舒适性的要求越来越高,因此,如何通过试验来验证空气弹簧产品特性,保证
产品质量势在必行。
关键词:空气弹簧;弹性元件;刚度;减振
面积的变化率也比囊式弹簧小,因此,膜式空
一前言气弹簧在辅助气室较小的情况下,也可得到较
空气弹簧是轨道车辆振动控制的关键部件低的自振频率。根据橡胶气囊止口与接口的连
之一,尤其对高频振动有很好的隔振消声能力。接方式又可分为约束膜式和自由膜式。约束膜
具有质量轻,内摩擦小,刚度和承载能力可调式空气弹簧密封一般用螺栓夹紧密封;自由膜
等优点[1],因此,性能优于一般的隔振器。随式空气弹簧采用气囊内的压力自封。底座多为
着我国铁路的大面积提速,对车辆运行的稳定深拉钢板成型或轻质铸钢,并且表面镀铬处理,
性和乘坐舒适性要求的提高,我国铁道车辆用减小气囊与底座之间的摩擦。
空气弹簧的设计开发水平取得了巨大的突破,
结构设计日趋先进合理,种类也日益丰富,已
广泛应用于铁路客车、地铁、轻轨和动车组上。
刚度是表征空气弹簧性能的重要参数。静
刚度反映空气弹簧在静态条件下,承受作用力
的能力,在一定变形条件下静刚度值越大,其
承受载荷越大。位移、载荷和内压是影响空气图 1 Φ600A 型膜式空气弹簧
弹簧静刚度的主要试验因素[2]。因此,不同试
验方法得到的静刚度的试验结果不同。目前国试验环境
内空气弹簧产品性能试验的标准有性能试验要求的标准温度为(5~35)℃。由
GB/T13061-1991《汽车悬架用空气弹簧试验方于空气弹簧进行试验时,需充入一定压强的空
法》和 TB/T2841-2005《铁道车辆用空气弹簧气,室温变化气囊内压强会随着温度的变化而
试验方法》。本文通过参考和借鉴国内外空气弹变化,为保证气囊内压强变化尽量不受温度变
簧产品的各种试验方法,总结了目前铁道车辆化的影响及产品试验性能的稳定,建议空气弹
用空气弹簧静刚度的试验方法,并对各种试验簧试验过程中环境温度应保持在标准温度为
方法对静刚度的影响进行了探讨。(23±2)℃下进行。在不具备条件的实验室进
行实验,应记录试验过程中环境温度的变化,
二试验部分以便了解气囊内温度变化对性能的影响。为保
膜式空气弹簧的结构证橡胶气囊性能的稳定,产品试样应在硫化后
膜式空气弹簧的结构是在盖板和底座之间经过 24h 以上才能进行性能试验,产品试样试
放置一圆柱形橡胶气囊,通过气囊挠曲变形实验前应在试验室标准温度为(23±2)℃下停放
现整体伸缩,因此,在其正常工作范围内,弹 16h 以上。
簧刚度变化要比囊式小,同时也可通过改变底试验设备
座形状的方法,控制其有效面积变化率,以获 FCS5110 多通道协调试验机(北京佛力