CN102963449B - 一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法及其专用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法及其专用装置，属于车辆工程技术领域。本发明将固、液、气三相复合材料同时置于车用驾驶室悬置单元内，使悬置结构具有较强的整体性，便于布置、安装。同时，化解了传统悬置单元高、低频带隔振能力难以兼顾的矛盾，能够实现对共振峰值的选择性抑制。本发明的密闭容器底部设有固定台，台面中心设有与下连接板上的连接螺栓相配合的孔，容器侧下方设有带有调节阀的充气管接口，容器密封盖的侧壁设有观察窗，顶部设有夹具和夹具执行机构。主要用于制造复合式车用驾驶室悬置单元。
Description
技术领域
本发明属于车辆工程技术领域，特别涉及车用驾驶室悬置的制造技术。
背景技术
驾驶室悬置是指置于车架之上，由弹性阻尼元件构成的隔振单元，用于连接驾驶室和车架的振动控制系统。驾驶室悬置主要起支撑、隔振和限位等作用，对驾驶室内乘坐舒适性有直接的影响。例如，章志华等人的发明专利“一种橡胶悬置的制造方法(201110342792.7)”以及彼得·D·豪沃思等人的发明专利“制造隔振悬置的方法(200910224401.4)”等。
发明内容
本发明的目的是旨在提供一种用于制造复合式车用驾驶室悬置单元的方法及其专用装置，它能有效地解决以下两方面的问题：
固、液、气三相复合材料同时置于车用驾驶室悬置单元内，使悬置结构具有较强的整体性，便于布置、安装。通过该方法使悬置制造达到高效、经济的效果；
通过该方法制造出一种全新的车用驾驶室悬置单元结构型式，以化解传统悬置单元高、低频带隔振能力难以兼顾的矛盾，能够实现对共振峰值的选择性抑制。
本发明通过如下技术方案达到其技术目的：
本发明制造出的悬置单元主要分为四大部分：悬置单元弹性主体、悬置连接板、充液型腔以及附加质量系统。其中，悬置单元弹性主体包括弹性基体、气穴(周期布置在弹性基体上的凹槽)、阻尼粉末；悬置连接板分为上、下两部分，分别由金属连接板与连接螺栓构成；附加质量系统包括弹性基体(无凹槽)与附加质量块(一般为金属)。由于该悬置单元引入了气/液/固三相复合材料，在制造该悬置的过程中，涉及到基体材料中气穴的形成、气穴压力控制、充液型腔的形成、充液型腔中液压油的注入、质量块与基体材料的连接等方法。以上过程都需要有效而经济的手段进行制造，最终形成隔振性能优良，经济上可行且耐用的气/液/固三相复合式车用驾驶室悬置单元。
一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法，包括钢制构件的切削加工，其步骤为：
①将弹性基体一分别与下连接板和上连接板硫化在一起构成组合体；
②模压加工橡胶弹性基体，并与质量块硫化形成悬置附加质量系统；
③模压成型形成带周期布置气穴的弹性基体二，气穴深度为弹性基体二高度的五分之一；
④打开密闭容器盖，将加工好的组合体下连接板上的连接螺栓固定在密闭容器中的固定台中心的孔中；
⑤将一层在气穴填充SiO2粉末的弹性基体二用夹具夹持，并在弹性基体一的上表面涂上粘结剂，接通夹具执行机构的控制设备，将弹性基体二压装在弹性基体一的上表面，其压装时间不少于10秒,即在弹性基体一上粘结好第一层弹性基体二；
⑥卸下密闭容器盖，将另一层填充SiO2粉末的弹性基体二用夹具夹持，并在已与弹性基体一粘结好的第一层弹性基体二的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖密封密闭容器，调节充气压力调节阀，通过密闭容器充气管接口向密闭容器充入氮气，开启夹具执行机构，将所述的另一层填充SiO2粉末的弹性基体二压装在所述第一层弹性基体二的上表面，并停留10秒以上,即在第一层弹性基体二上粘结好第二层弹性基体二；
⑦卸下密闭容器盖(16)，将另一层填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在第二层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)压装在所述第二层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第二层弹性基体二(4)上粘结好第三层弹性基体二(4)；
⑧卸下密闭容器盖(16)，将橡胶弹性基体(5)用夹具(18)夹持，并在第三层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的橡胶弹性基体(5)压装在所述第三层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第三层弹性基体二(4)上粘结好橡胶弹性基体(5)与质量块(7)组成的悬置附加质量系统，并形成充液型腔(6)；
⑨向充液型腔(6)中注入硅油，液面高度与充液型腔(6)高度持平；
⑩卸下密闭容器盖(16)，将另一层弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在橡胶弹性基体(5)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层弹性基体二(4)压装在所述橡胶弹性基体(5)的上表面，并停留10秒以上；即在橡胶弹性基体(5)上粘结好第四层弹性基体二(4)；卸下密闭容器盖(16)，将另一层弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在第四层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层弹性基体二(4)压装在所述第四层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第四层弹性基体二(4)上粘结好第五层弹性基体二(4)；
卸下密闭容器盖(16)，将另一层弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在第五层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层弹性基体二(4)压装在所述第五层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第五层弹性基体二(4)上粘结好第六层弹性基体二(4)；
卸下密闭容器盖(16)，将上连接板(9)用夹具(18)夹持，并在第六层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的连接板(9)压装在所述第六层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第六层弹性基体二(4)上粘结好上连接板(9)；
打开密闭容器盖，将加工完毕的悬置单元从固定台上卸下，至此，完成了悬置单元的制造过程。
所述弹性基体二的压装速度v≤0.05m/s。
所述的密闭容器充入氮气的压力≥2bar。
一种上述复合式车用驾驶室悬置单元制造方法的专用装置，包括一个密封的容器，其特征在于：所述的容器底部设有固定台，台面中心设有与下连接板上的连接螺栓相配合的孔，容器侧下方设有带有调节阀的充气管接口，容器密封盖的侧壁设有观察窗，顶部设有夹具和夹具执行机构。
为了使弹性基体中的气穴内充入一定压力的惰性气体，设计一个可视的密闭容器，最大承受压力不小于10MPa。包括一个密封的容器，容器底部设有固定台，台面中心设有与下连接板上的连接螺栓相配合的孔，容器侧下方设有带有调节阀的充气管接口，容器密封盖的侧壁设有观察窗，顶部设有夹具和夹具执行机构。该容器可分别将N层带凹槽的弹性基体以及附加质量系统进行至下而上的叠加，并可在叠加面施加一定压力。
为提高生产效率，密闭容器内可同时进行多组悬置单元的叠加。为使悬置减振器特性充分发挥，每一层弹性基体内气穴充气压力可以不同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
它将固、液、气三相复合材料同时置于车用驾驶室悬置单元内，使悬置结构具有较强的整体性，便于布置、安装。化解了传统悬置单元高、低频带隔振能力难以兼顾的矛盾，能够实现对共振峰值的选择性抑制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明制造出的悬置单元正视剖视图。
图2为本发明制造出的悬置单元A-A剖视图。
图3为本发明制造出的悬置单元中的弹性基体(两层)的侧视示意图。
图4为本发明制造出的悬置单元中的弹性基体的俯视示意图。
图5为本发明的复合式车用驾驶室悬置单元制造方法专用装置的示意图。
具体实施方式
实施例
图1-4示出，本例制造出的悬置单元主要分为四大部分：悬置单元弹性主体、悬置连接板、充液型腔以及附加质量系统。其中，悬置单元弹性主体包括弹性基体、气穴(周期布置在弹性基体上的凹槽)、阻尼粉末；悬置连接板分为上、下两部分，分别由金属连接板与连接螺栓构成；附加质量系统包括弹性基体(无凹槽)与附加质量块(一般为金属)。
由于该悬置单元引入了气/液/固三相复合材料，在制造该悬置的过程中，涉及到基体材料中气穴的形成、气穴压力控制、充液型腔的形成、充液型腔中液压油的注入、质量块与基体材料的连接等方法。以上过程都需要有效而经济的手段进行制造，最终形成隔振性能优良，经济上可行且耐用的气/液/固三相复合式车用驾驶室悬置单元。
制造时，选用45号钢材，通过车、磨等工艺在下连接板(与车架相连)2上加工出连接螺栓1(与车架相连)，在上连接板(与驾驶室相连)9上加工出连接螺栓8(与驾驶室相连)；其具体的制造步骤如下：
一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法，包括钢制构件的切削加工，其步骤为：
①将弹性基体一3分别与下连接板2和上连接板9硫化在一起构成组合体；
②模压加工橡胶弹性基体5，并与质量块7硫化形成悬置附加质量系统；
③模压成型形成带周期布置气穴10的弹性基体二4，气穴10深度为弹性基体二4高度的五分之一；
④打开密闭容器盖16，将加工好的组合体下连接板2上的连接螺栓1固定在密闭容器15中的固定台14中心的孔中；
⑤将一层在气穴10填充SiO2粉末11的弹性基体二4用夹具18夹持，并在弹性基体一3的上表面涂上粘结剂，接通夹具执行机构19的控制设备，将弹性基体二4压装在弹性基体一3的上表面，其压装时间不少于10秒,即在弹性基体一3上粘结好第一层弹性基体二4；
⑥卸下密闭容器盖16，将另一层填充S iO2粉末11的弹性基体二4用夹具18夹持，并在已与弹性基体一3粘结好的第一层弹性基体二4的上表面涂上粘结剂；即在第一层弹性基体二4上粘结好第二层弹性基体二4；
⑦卸下密闭容器盖16，将另一层填充SiO2粉末11的弹性基体二4用夹具18夹持，并在第二层弹性基体二4的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖16密封密闭容器15，调节充气压力调节阀12，通过密闭容器充气管接口13向密闭容器15充入氮气，开启夹具执行机构19，将所述的另一层填充S iO2粉末11的弹性基体二4压装在所述第二层弹性基体二4的上表面，并停留10秒以上；即在第二层弹性基体二4上粘结好第三层弹性基体二4；
⑧卸下密闭容器盖16，将橡胶弹性基体5用夹具18夹持，并在第三层弹性基体二4的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖16密封密闭容器15，调节充气压力调节阀12，通过密闭容器充气管接口13向密闭容器15充入氮气，开启夹具执行机构19，将所述的橡胶弹性基体5压装在所述第三层弹性基体二4的上表面，并停留10秒以上；即在第三层弹性基体二4上粘结好橡胶弹性基体5与质量块7组成的悬置附加质量系统，并形成充液型腔6；
⑨向充液型腔6中注入硅油，液面高度与充液型腔6高度持平；
⑩
卸下密闭容器盖16,将另一层弹性基体二4用夹具18夹持，并在第四层弹性基体二4的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖16密封密闭容器15，调节充气压力调节阀12，通过密闭容器充气管接口13向密闭容器15充入氮气，开启夹具执行机构19，将所述的另一层弹性基体二4压装在所述第四层弹性基体二4的上表面，并停留10秒以上；即在第四层弹性基体二4上粘结好第五层弹性基体二4；
卸下密闭容器盖16，将另一层弹性基体二4用夹具18夹持，并在第五层弹性基体二4的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖16密封密闭容器15，调节充气压力调节阀12，通过密闭容器充气管接口13向密闭容器15充入氮气，开启夹具执行机构19，将所述的另一层弹性基体二4压装在所述第五层弹性基体二4的上表面，并停留10秒以上；即在第五层弹性基体二4上粘结好第六层弹性基体二4；
卸下密闭容器盖16，将上连接板9用夹具18夹持，并在第六层弹性基体二4的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖16密封密闭容器15，调节充气压力调节阀12，通过密闭容器充气管接口13向密闭容器15充入氮气，开启夹具执行机构19，将所述的连接板9压装在所述第六层弹性基体二4的上表面，并停留10秒以上；即在第六层弹性基体二4上粘结好上连接板9；
打开密闭容器盖16，将加工完毕的悬置单元从固定台14上卸下，至此，完成了悬置单元的制造过程。
本例的弹性基体二4的压装速度v≤0.05m/s。
本例的密闭容器15充入氮气的压力≥2bar。
图5示出，本例的复合式车用驾驶室悬置单元制造方法的专用装置，包括一个密封的容器，容器15底部设有固定台14，台面中心设有与下连接板2上的连接螺栓1相配合的孔，容器15侧下方设有带有调节阀12的充气管接口13，容器密封盖16的侧壁设有观察窗17，顶部设有夹具18和夹具执行机构19。
为提高悬置单元在密闭容器15中的制造效率，可将悬置连接固定台14面积加宽，以便固定多组悬置下连接板(与车架相连)2，同时在密闭容器盖16上固定对应组数的悬置夹具执行机构19。
Claims (4)
1.一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法，包括钢制构件的切削加工，其步骤为：
①将弹性基体一(3)分别与下连接板(2)和上连接板(9)硫化在一起构成组合体；
②模压加工橡胶弹性基体(5)，并与质量块(7)硫化形成悬置附加质量系统；
③模压成型形成带周期布置气穴(10)的弹性基体二(4)，气穴(10)深度为弹性基体二(4)高度的五分之一；
④打开密闭容器盖(16)，将加工好的组合体下连接板上的连接螺栓(1)固定在密闭容器(15)中的固定台(14)中心的孔中；
⑤将一层在气穴(10)填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在弹性基体一(3)的上表面涂上粘结剂，接通夹具执行机构(19)的控制设备，将弹性基体二(4)压装在弹性基体一(3)的上表面，其压装时间不少于10秒,即在弹性基体一(3)上粘结好第一层弹性基体二(4)；
⑥卸下密闭容器盖(16)，将另一层填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在已与弹性基体一(3)粘结好的第一层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)压装在所述第一层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第一层弹性基体二(4)上粘结好第二层弹性基体二(4)；
⑦卸下密闭容器盖(16)，将另一层填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在第二层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层填充SiO2粉末(11)的弹性基体二(4)压装在所述第二层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第二层弹性基体二(4)上粘结好第三层弹性基体二(4)；
⑧卸下密闭容器盖(16)，将橡胶弹性基体(5)用夹具(18)夹持，并在第三层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的橡胶弹性基体(5)压装在所述第三层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第三层弹性基体二(4)上粘结好橡胶弹性基体(5)与质量块(7)组成的悬置附加质量系统，并形成充液型腔(6)；
⑨向充液型腔(6)中注入硅油，液面高度与充液型腔(6)高度持平；
⑩卸下密闭容器盖(16)，将另一层弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在橡胶弹性基体(5)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层弹性基体二(4)压装在所述橡胶弹性基体(5)的上表面，并停留10秒以上；即在橡胶弹性基体(5)上粘结好第四层弹性基体二(4)；
卸下密闭容器盖(16),将另一层弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在第四层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层弹性基体二(4)压装在所述第四层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第四层弹性基体二(4)上粘结好第五层弹性基体二(4)；
卸下密闭容器盖(16)，将另一层弹性基体二(4)用夹具(18)夹持，并在第五层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的另一层弹性基体二(4)压装在所述第五层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第五层弹性基体二(4)上粘结好第六层弹性基体二(4)；
卸下密闭容器盖(16)，将上连接板(9)用夹具(18)夹持，并在第六层弹性基体二(4)的上表面涂上粘结剂；关闭密闭容器盖(16)密封密闭容器(15)，调节充气压力调节阀(12)，通过密闭容器充气管接口(13)向密闭容器(15)充入氮气，开启夹具执行机构(19)，将所述的连接板(9)压装在所述第六层弹性基体二(4)的上表面，并停留10秒以上；即在第六层弹性基体二(4)上粘结好组合体上连接板；
打开密闭容器盖(16)，将加工完毕的悬置单元从固定台(14)上卸下，至此，完成了悬置单元的制造过程。
2.根据权利要求1所述的一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法，其特征在于：所述弹性基体二(4)的压装速度v≤0.05m/s。
3.根据权利要求1所述的一种复合式车用驾驶室悬置单元制造方法，其特征在于：所述的密闭容器(15)充入氮气的压力≥2bar。
4.根据权利要求1所述的复合式车用驾驶室悬置单元制造方法，其特征在于:该方法使用的专用装置包括一个密封的容器，所述的容器(15)底部设有固定台(14)，台面中心设有与下连接板(2)上的连接螺栓(1)相配合的孔，容器(15)侧下方设有带有调节阀(12)的充气管接口(13)，密闭容器盖(16)的侧壁设有观察窗(17)，顶部设有夹具(18)和夹具执行机构(19)。
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