铁道车辆机械装置检修第三章弹簧及减振装置授课郭顺美44课件.pptx

铁道车辆机械装置检修

第三章弹簧及减振装置

授课教师:郭顺美

河北轨道运输职业技术学院铁道机车车辆系

弹簧的作用、分类及主要特性

一、弹簧的作用

铁道车辆弹簧装置的作用主要体现在两个方面:

1.使车辆的质量及载荷比较均衡地传递给各轮轴，并使车辆在静载状况下（包括空、重车），两端的车钩距轨面高度应满足“铁路技术管理规程”规定的要求，以保证车辆的正常连挂；

2.缓和因线路的不平顺、轨缝、道岔、钢轨磨耗和不均匀下沉，以及因车轮擦伤、车轮不圆、轴颈偏心等原因引起车辆的振动和冲击。

弹簧按其材质可分为以下三类：

（一）钢质弹簧

（二）橡胶弹簧

（三）空气弹簧

4

二、弹簧的分类

弹簧的主要特性参数包括：

1.弹簧负荷；

2.弹簧挠度（f）；

3.弹簧刚度（K）：

4.弹簧柔度（i）；

5.弹簧挠度裕量；

6.挠度裕量系数

5

三、弹簧的主要特性参数

弹簧承受的外力，称为弹簧负荷或载荷，亦称荷重，单位为N。弹簧负荷通常有以下两种:

(1)工作负荷（P）：又叫做常用负荷。它是弹簧在工作过程中承受的负荷，也是制造弹簧时进行弹力性能试验的负荷。

(2)极限负荷（PS或Pmax）：又叫试验负荷或最大负荷。它是试验弹簧时所用的最大负荷。

6

(一)弹簧负荷

(二)弹簧挠度（f）

弹簧挠度（f）是弹簧的重要参数之一，可分为静挠度、动挠度两种。所谓静挠度指在静载荷的作用下，弹簧所产生的弹性变形量。所谓动挠度指车辆在运行中，在动载荷的作用下，弹簧所产生的附加弹性变形量。

弹簧挠度的计算公式:f=Ho-Hp

f—弹簧挠度（mm）；Ho——弹簧自由高度（mm）；

Hp——弹簧负荷高度（mm）。

(三)弹簧刚度（K）

弹簧受压缩时单位长度（cm）所需要的荷重

（N），叫做弹簧刚度（N/cm），用符号K表示。刚

度表示弹簧的强弱，平常说某弹簧的硬或软，就是

指弹簧的刚度大或小，其表达方式为：

K=P/f

公式中P—弹簧产生挠度f时所用的载荷（N）。

(四)弹簧柔度（i）

刚度的倒数就是弹簧柔度。也就是说，弹簧在某

一单位荷重（N）作用下的变形量（cm/N）。柔度

表示弹簧的柔软性，柔度越大，刚度越小。其表达

式为：

i=1/K=f/P

(五)弹簧挠度裕量与裕量系数

弹簧挠度裕量：

在最大计算载荷下弹簧的挠度与其静挠度之差。

挠度裕量系数：

弹簧挠度裕量与弹簧静挠度之比值。

四、弹簧挠力图

弹簧的特性可用弹簧挠力图表示，设纵坐标表示弹簧承受的载荷P，横坐标表示其挠度f。

弹簧挠力图

(a)线性弹簧特性；(b)分段线性弹簧特性；

(c)非线性弹簧特性。

线性弹簧特性

上图(a)表示力与挠度呈线性关系，即弹簧刚度为常量。螺旋圆弹簧的特性就是如此。

分段线性弹簧特性

上图(b)表示力与挠度呈分段线性关系，属于非线性弹簧，又称准线性。图(b)曲线1，刚度特性为“先软后硬”，如一些重载货车上采用的两级弹簧的特性就是这样情况。

非线性弹簧特性

上图(c)表示力与挠度呈曲线关系，即刚度随着载荷的变化而变化。为非线性特性。图(c)中曲线1的刚度，随载荷增加而逐渐增大，如车辆上采用的一些橡胶弹簧，横向缓冲器的特性就是属于这种特性。在车辆悬挂系统中，为了减小振动，控制振动位移在一定范围内，不能使用图中曲线2的特性弹簧。

谢谢观看