現(xiàn)如今，空氣彈簧的使用范圍變得越來(lái)越廣，尤其是在許多震動(dòng)設(shè)備上，空氣彈簧成為了必不可少的設(shè)備之一。因而，探討空氣彈簧在震動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用十分有必要，這也是提升應(yīng)用效果的重要工作之一。

空氣彈簧的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

       空氣彈簧是利用橡膠氣囊里面的壓縮空氣的反作用力當(dāng)做彈性恢復(fù)力的一種彈性元件?？諝鈴椈蓱{借其良好的減振和隔振性能而被大量應(yīng)用于汽車(chē)、鐵道車(chē)輛、艦船、航空、工業(yè)等領(lǐng)域的動(dòng)力機(jī)械、電子設(shè)備、儀器儀表、化工機(jī)械等設(shè)備。

1、空氣彈簧結(jié)構(gòu)形式

空氣彈簧是在柔性的橡西捷克西捷克重型油壓緩沖器膠囊中充入有一定壓力的空氣，利用空氣的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈性功效的非金屬?gòu)椈??？諝鈴椈芍饕譃槟沂娇諝鈴椈珊湍な娇諝鈴椈蓛深?lèi)。

在現(xiàn)如今機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，空氣彈簧早已像齒輪一樣，能夠當(dāng)做標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)待，按照載荷的重量和幾何安裝尺寸就能夠選擇相對(duì)應(yīng)的空氣彈簧。

2、空氣彈簧的特點(diǎn)

(1)空氣彈簧的彈性系數(shù)是可變的，隨著所加載荷的增加，彈性系數(shù)也隨之增大?？諝鈴椈赡軌蛟O(shè)計(jì)各種以滿(mǎn)足各種性能要求的效果曲線，是因?yàn)榭諝鈴椈删哂蟹蔷€性的效果。

(2)空氣彈簧橡膠本體較為輕，空氣的質(zhì)量也十分小，空氣彈簧的重量大部分來(lái)自上蓋和下蓋，不像鋼彈簧，金屬質(zhì)量較為重。

(3)空氣彈簧的承載力可按照橡膠氣囊內(nèi)充氣壓力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，則針對(duì)同一空氣彈簧，可以通過(guò)調(diào)節(jié)充氣壓力的大小來(lái)滿(mǎn)足不同的承載力需要。

(4)由于空氣彈簧以空氣為彈性介質(zhì)，當(dāng)壓縮時(shí)，內(nèi)摩擦小，因而隔振效果較為好。此外，空氣彈簧有很好的消除噪音能力，是因?yàn)榭諝夂拖鹉z傳播聲音的能力都較為弱。

(5)空氣彈簧抗疲勞能力較為強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)表明:針對(duì)通常情況下的鋼板彈簧可承受的應(yīng)力循環(huán)數(shù)為50萬(wàn)至60萬(wàn)次，而一般空氣彈簧能夠可達(dá)到300萬(wàn)次左右，高質(zhì)量空氣彈簧可承受的應(yīng)力循環(huán)數(shù)能夠可達(dá)到500萬(wàn)次以上。因而空氣彈簧在抵抗應(yīng)變這方面功效突出。

(6)但制造空氣彈簧工藝要求高且繁雜，因而成本較高。

空氣彈簧的控制系統(tǒng)

       空氣彈簧的控制系統(tǒng)伴隨著其他相關(guān)的高新科技的發(fā)展發(fā)生了兩次變革，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段:機(jī)械控制，電子控制和智能控制。但不論哪種控制系統(tǒng)都大體上包含三個(gè)子模塊:空氣供給系統(tǒng)(氣源)，控制元器件(包括軟件)，安全裝置(保證空氣彈簧的正常運(yùn)行)。三種控制系統(tǒng)的氣源和安全裝置伴隨著控制元器件的不同會(huì)有相應(yīng)的差異，但是它們最根本的差異在于控制元器件，對(duì)于機(jī)械控制系統(tǒng)來(lái)講，它的控制元器件主要是高度控制閥，使用其自動(dòng)地對(duì)空氣彈簧實(shí)現(xiàn)充氣和排氣，實(shí)現(xiàn)空氣彈簧高度的控制；電控系統(tǒng)較機(jī)械控制系統(tǒng)前進(jìn)了一大步，是一個(gè)質(zhì)的飛躍，這也是運(yùn)用電子控制器(ECU)采集各種類(lèi)型傳感器傳來(lái)的信號(hào)，對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)分析后將控制信號(hào)發(fā)送給執(zhí)行器(主要是各種電磁閥)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣彈簧的控制；智能控制系統(tǒng)是在電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上依靠現(xiàn)如今自動(dòng)控制理論發(fā)展起來(lái)的，它主要是對(duì)ECU的軟件部份實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)，不但可以控制空氣彈簧的高度和剛度，而且可以使用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)空氣彈簧非線性特性的控制。

幾個(gè)影響空氣彈簧因素分析

       氣室與附加氣室容積的比例，空氣彈簧形狀、材料、尺寸，以及氣室與附加氣室之間的節(jié)流孔的大小，對(duì)系統(tǒng)剛度和固有頻率都會(huì)有相應(yīng)的影響。

1、簧囊橡膠材料本身剛度對(duì)系統(tǒng)一階諧振頻率的影響。實(shí)驗(yàn)證明，橡膠氣囊材料本身剛度對(duì)空氣彈簧剛度影響極大，這也是導(dǎo)致空氣彈簧剛度理重型油壓緩沖器論值與實(shí)驗(yàn)值差異比較大的原因。橡膠氣囊材料剛度越大，空氣彈簧的剛度就越大，其一階諧振頻率越高，其結(jié)果提高了系統(tǒng)工作時(shí)最小工作頻率。因而，橡膠氣囊隔震系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)減小材料剛度，減小自振頻率，使得空氣彈簧隔振器的承載能力留出足夠的余液壓緩沖器和油壓緩沖器區(qū)別量情況下，系統(tǒng)最小工作頻率盡可能低。

2、振動(dòng)臺(tái)橫向振動(dòng)時(shí)，簧囊橡膠材料剛度要大上許多。橡膠空氣彈簧的本體結(jié)構(gòu)柔軟，因而具有軸向、橫向和旋轉(zhuǎn)向的綜合隔震作用。機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)橫向振動(dòng)時(shí)，簧囊橡膠材料剛度要大上許多。

3、在空氣彈簧和附加氣室之間設(shè)一節(jié)流孔，當(dāng)空氣流過(guò)節(jié)流孔時(shí)，因?yàn)樽枇Χ找恍〔糠终駝?dòng)能量，進(jìn)而起到減振阻尼的作用。除去影響系統(tǒng)的剛度和固有頻率之外，節(jié)流孔的大小主要影響了系統(tǒng)的阻尼。

系統(tǒng)剛度隨節(jié)流孔開(kāi)度增大而減小，阻尼隨節(jié)流孔的增大先增大后減小，附加氣室容積的增大能使系統(tǒng)剛度減小并使阻尼比增大，激勵(lì)頻率的增大會(huì)增大系統(tǒng)剛度并減小系統(tǒng)阻尼比，靜載荷的變化對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)特性影響不大。