减震总成 – 查找制造商和供应商

减震器可减少车辆、机械、设备及工程结构中的冲击、振动和不必要的位移。

它们将部分动能转化为热能，从而确保运动物体以受控的方式减速，或使振动更快地平息。
与弹簧不同，减震器的主要功能并非将吸收的能量储存起来以便日后释放。其作用是以尽可能受控的方式消散动能。因此，弹簧和减震器通常结合使用：弹簧吸收载荷并允许运动，而减震器则限制随后的振荡。
减震器的应用范围非常广泛，包括公路和轨道车辆、摩托车、自行车、农业和建筑机械、生产设施、机器人、输送系统、电梯、起重机以及建筑结构。

下文将概述减震器的运作原理、设计、应用领域、优点和局限性，以及选择减震器时最重要的标准。

减震器的工作原理

减震器会产生一种抵消运动的力。这可以降低运动质量体的速度或抑制振动。被吸收的机械能主要转化为热能，并通过外壳或所使用的阻尼介质散逸到环境中。
在液压减震器中，活塞在充满油的缸体内移动。油液被强制流经阀门、孔口或其他流道截面。由此产生的流动阻力便产生了阻尼力。
不同运动方向的阻尼特性可以分别进行配置：

• 压缩阶段在减震器被压缩时起作用。
• 回弹阶段在减震器伸展时起作用。

在汽车减震器中，压缩和回弹阻尼会根据车辆重量、底盘设计、悬架系统以及所需的操控特性进行专门调校。而在工业减震器中，主要目标通常是让运动中的物体以平稳且无冲击的方式减速直至停止。
根据设计不同，阻尼力除其他因素外，还取决于速度、行程、阀位、油液粘度和温度等因素。现代阀门系统可实现渐进式、渐减式或近似线性的特性曲线。这使得减震器对微小位移与高速冲击的响应方式有所不同。

减震器的设计与关键部件

具体结构取决于工作原理和应用场景。液压伸缩式减震器通常由以下部分组成：

• 一个耐压外壳或气缸，
• 一个可移动活塞，
• 活塞杆，
• 液压阻尼液，
• 阀门和节流孔，
• 导向件和轴承元件，
• 密封件和刮油环，
• 用于容纳位移油液的补偿腔，
• 紧固件，
• 以及（如适用）回位弹簧或气室。

密封件可防止阻尼液泄漏及污染物侵入。导向件可确保活塞和活塞杆沿预定方向运动。应尽可能避免侧向力，因为侧向力会对导向件、密封件和活塞杆造成显著应力。
在许多液压减震器中，气囊用于补偿体积变化并使油液加压。这可降低起泡和空化现象的风险。即使在所谓的“气压式减震器”中，实际的减震效果主要也是通过节流的油流来实现的。

减震器的类型与变体

减震器可根据其工作原理、设计、可控性以及应用领域进行分类。由于这些特征存在重叠，一个减震器可能同时属于多个类别。

液压减震器

液压减震器使用油或其他液压流体作为阻尼介质。流体被强制通过精确定义的孔口和阀门，将动能转化为热能。这使得大量能量能够在紧凑的空间内被消散。
气压式减震器还包含一个加压气室。该气室可补偿体积变化，并减少快速运动时油液的起泡现象。在系统设计过程中，必须将由此产生的伸展力考虑在内。
液压减震器广泛应用于车辆、机械、生产及输送系统，以及安全设备中。

单管减震器

单管减震器仅有一个工作缸。
油室和气室通常由一个分隔活塞隔开。
气缸表面积较大，可直接接触来自车辆或周围环境的气流，从而有助于散热。
这种设计常用于对稳定减震性能、精确响应和耐热性要求较高的车辆。

双管减震器

双管减震器由一个内工作缸和一个外补偿腔组成。
被回缩的活塞杆排出的油液通过底部阀流进补偿腔。
这种设计通常安装长度较短，且制造成本较低。
因此，双管减震器被广泛应用于乘用车、商用车以及许多其他领域。

伸缩式减震器

伸缩式减震器执行线性冲程运动。
活塞杆和气缸在彼此内部移动。
这种结构紧凑且用途广泛的设计被应用于车辆悬架、机械设备以及工业行程末端应用中。

杠杆式减震器

在杠杆式减震器中，外部的摆动运动通过杠杆和轴传递给内部的活塞或叶片。
它们主要应用于较早期的车辆设计中，如今主要应用于特殊或历史性的场合。

气动减震器

气动减震器使用空气或其他气体作为工作介质。
通过控制气流的节流来实现减震。
由于压缩空气会储存能量并可能引起回弹，因此必须相应地设计纯气动减震系统。
在气动缸中，排气通常在终端位置被节流。这会在活塞到达机械止点之前减缓其速度。

液气式减震器

液压气动设计将用于控制阻尼的流体与作为弹簧或补偿元件的可压缩气体相结合。
它们能够实现高能量密度和渐进式力特性。
应用实例包括车辆悬架、农业和建筑机械的底盘、飞机起落架以及重载工程结构。

摩擦减震器

摩擦减震器通过相互压紧的表面之间的机械摩擦来消散动能。
它们设计简单，无需液体阻尼介质。
但是，阻尼力可能会受到磨损、表面状况、接触力和温度的更大影响。
摩擦减震器主要应用于特殊车辆、机械以及易受振动影响的结构等。

弹性体、橡胶和塑料减震器

这些减震器通过弹性或粘弹性材料的变形来吸收能量。
所用材料包括橡胶、聚氨酯、工程弹性体和特种塑料。
它们结构紧凑、经济实惠，且通常无需维护。同时，它们通常具有回弹效应。阻尼性能和使用寿命在很大程度上取决于材料、温度、变形程度、载荷频率和老化程度。

粘弹性减震器

粘弹性减震器结合了弹性变形和内部摩擦。
它们可以在宽频率范围内减弱冲击和振动。
它们广泛应用于机械、电子机箱、建筑物、桥梁和敏感的技术设备等领域。

磁流变减震器

磁流变减震器内含一种流体，其流动特性会随磁场变化而改变。
电子控制系统可根据当前的工作条件快速调整阻尼力。
该技术主要应用于自适应车辆悬架以及专用机械和振动控制系统。

被动式减震器

被动减震器具有固定或可机械调节的特性曲线。
它们无需外部电源，结构坚固、性能可靠，且相对容易集成。

可调减震器

对于可调减震器，可以调节压缩阶段、回弹阶段或两个阻尼方向。
调节可通过机械、液压或可互换的节流元件来实现。
在工业应用中，这种调节功能使其能够适应不同的质量和速度。在车辆中，它可用于优化舒适性、操控性和载重能力。

自适应和半主动减震器

自适应或半主动减震器可在运行过程中调节其阻尼力。传感器会检测运动、加速度、载荷或驾驶状况等因素。控制系统则通过调节阀门或改变阻尼液的行为来实现控制。
半主动系统可调节阻尼，但与全主动系统不同，通常不会向悬架系统引入额外的动能。

工业减震器

工业减震器用于控制机器和自动化系统中运动质量的减速过程。
典型应用包括直线导轨、机器人、机床、龙门架、输送系统、包装机和物料搬运系统。
有自调节型、可调节型和固定设计型等多种变体。对于定期重复的运动，必须同时考虑每冲程的能量和每小时产生的总热量。

微型减震器

微型减震器专为小型运动质量和有限的安装空间而设计。
它们广泛应用于精密机械设备、小型抓取器、电子设备、医疗技术和紧凑型自动化系统等领域。

重型减震器

重型减震器可吸收特别大的能量。
它们的应用领域包括起重机、桥梁、船闸、钢铁厂、物料搬运系统、港口设施以及大型机械等。
长行程和坚固的外壳可实现对重质量的相对较低的减速。

安全减震器

安全减震器主要设计用于在发生故障、紧急停机或无意中超过终点位置时提供保护。
与循环工作的工业减震器不同，它们通常设计用于应对不频繁但能量特别高的负载。

行程末端和冲击减震器

行程末端减震器可在移动的机器部件到达固定止点之前减缓其速度。
其中包括液压缓冲器、行程末端减震器和用于线性或旋转运动的减震器。
可能需要一个单独的固定止动装置，以防止减震器承受超过其允许行程的载荷。

车辆减震器

车辆减震器广泛应用于乘用车、商用车、公交车、摩托车、自行车、轨道车辆、农业机械、工程机械及其他移动应用领域。
它们能减震，抑制悬架质量和非悬架质量的振动，从而提高乘坐舒适性、行驶稳定性，并确保车轮与路面的稳固接触。

特殊用途减震器

此外，还有针对极高或极低温度、腐蚀性环境、严重污染、水下应用、洁净室、食品生产、潜在爆炸区域或特别高的循环率等特殊设计。
这可能需要使用不锈钢、特殊涂层、耐高温密封件、特殊液压油、刮水器片、保护性波纹管以及针对特定应用的认证。

减震器的应用

公路车辆

减震器可限制车身、车轴和车轮的振动。
它们影响乘坐舒适性、转向响应、制动稳定性、转弯性能和牵引力。
其设计必须与车辆、轴载荷、悬架和预期用途精确匹配。

摩托车和自行车

在摩托车和自行车上，减震器通常与弹簧组合在一起，形成一个紧凑的单元。
预载、回弹阻尼和压缩阻尼的调节选项，使其能够根据骑手体重、载荷、骑行风格和路面状况进行调整。

商用、农业和工程机械

重型车辆的重量、变化的载荷以及不平整的路面，对承载能力、密封性和散热性提出了特殊要求。
在此类机械中，减震器被应用于底盘、驾驶室、座椅、车轴、附件和机械运动部件上。

轨道车辆

在轨道车辆中，减震器可限制垂直、横向和旋转运动。
根据安装位置的不同，会使用主减震器、副减震器、横向减震器、垂直减震器和偏航减震器等。

机械与设备工程

在机械领域，减震器可减少冲击力、噪音和材料应力。
它们可以缩短循环时间，并防止运动部件失控地撞击机械限位装置。

自动化与机器人技术

减震器可减缓轴、抓爪、滑块、工件托架和搬运单元的速度。
平稳的减速可保护机械部件、工件和传感器。

输送、仓储和包装技术

在输送系统、仓储和检索机器、分拣系统以及包装机中，减震器可缓冲移动负载，并限制转运点和终端位置处的力。

结构与基础设施

粘性、粘弹性或液压减震器可限制建筑物、桥梁和其他结构因风、交通或振动而产生的位移。

航空航天

液压气动减震器和特殊能量吸收器被广泛应用于起落架、座椅、襟翼和安全系统等领域。
在此领域，重量、可靠性以及在极端环境条件下的规定性能特征尤为重要。

减震器的优势

• 可控减速：在规定的距离内减缓移动物体的速度。
• 降低峰值力：减轻了机械、车辆、部件和负载所承受的应力。
• 减少振动：不需要的残余振动会更快地消退。
• 操作安全性更高：机械止动装置和安全关键部件的应力得到缓解。
• 使用寿命更长：轴承、导轨、框架和紧固件所受的应力较小。
• 噪音更小：可减少剧烈冲击及由此产生的结构传导噪声。
• 工艺质量得到提升：工件和敏感产品可被更轻柔地搬运。
• 行驶稳定性更高：车辆减震器有助于保持车轮与路面的接触。
• 可调节的阻尼：不同的设计和特性曲线可根据应用进行精确调校。

减震器的局限性

• 每冲程和每单位时间的能量吸收是有限的。如果循环频率过高，减震器可能会过热。
• 设计不当会导致急剧减速、触底、反弹或阻尼不足。
• 液压减震器可能会因密封件磨损而发生泄漏。
• 油液粘度和密封材料会受到高温和低温的影响。
• 侧向力或斜向流可能会损坏活塞杆、导向件和密封件。
• 弹性体和塑料的性能会因温度、与介质的接触、紫外线辐射和老化而发生变化。
• 可调和电子控制系统的集成和调校需要投入更多精力。
• 减震器不能替代必需的机械限位装置或更高级别的保护装置。

减震器的关键采购标准

阻尼任务和应用

首先，必须确定是要吸收单次冲击、减速定期移动的质量，还是减少连续振动。同样重要的是，要区分正常运行、循环行程末端阻尼和罕见的紧急情况。

质量与速度

待移动或减速的质量及其最大冲击速度，决定了需吸收的动能的很大一部分。对于旋转系统，必须考虑惯性矩、转速和传动比。

附加驱动力

在减速过程中，电机、气动或液压缸、重力以及弹簧可能会继续对运动质量施加作用力。这种额外的驱动能量必须计入动能之中。

每冲程和每小时的能量

对于循环应用，有两个关键值：

• 每个阻尼循环吸收的最大能量，
• 每小时的总能量或热负荷。

减震器虽然可能针对单次冲击具有足够的额定能力，但在高循环频率下仍可能出现热过载。

行程与允许减速度

在相同能量条件下，较长的阻尼行程通常会导致较低的减速度和较低的峰值力。因此，必须在可用的安装空间与机器、车辆、工件或人员所能承受的允许载荷之间取得平衡。

阻尼特性曲线

所需的力-位移或力-速度特性曲线取决于具体应用。必须确定需要线性、渐进、渐减、固定、自调节还是可调节的阻尼。
在车辆中，压缩和回弹阶段必须与悬架、车轴设计、车辆质量以及所需的调校相匹配。

安装空间与安装方式

必须考虑安装长度、行程、外径、安装点以及运动方向。螺栓、吊环、U型叉、螺纹及其他连接件必须与现有安装点相匹配。
力传递应尽可能采用轴向方式。若无法避免角向偏移，则可能需要使用合适的球形轴承或冲击头。

环境条件

温度、湿度、粉尘、污垢、飞溅的水、清洁剂、化学物质和腐蚀都会影响材料和密封件的选择。对于户外使用或腐蚀性环境，可能需要使用不锈钢、涂层、保护性波纹管或特殊的刮水片。

控制与监测

对于负载或速度变化的情况，建议使用可调式、自适应式或电子控制式减震器。对于受监控的系统，可能需要传感器来测量位置、温度、行程速率或磨损状况。

安全与限位装置

对于安全关键型应用，必须确定故障可能造成的后果。可能需要采用安全系数、冗余减震器、机械限位装置以及定期检查等措施。
在任何情况下，减震器的受力均不得超过其允许行程。在许多工业应用中，必须使用合适的固定限位装置来限制终点位置。

测试、标准与质量要求

由于应用领域极为广泛，因此不存在一项能涵盖所有减震器的统一标准。具体要求取决于所使用的车辆、机械、行业及国家。
制造商应提供有关阻尼特性曲线、能量吸收、温度范围、使用寿命及允许载荷的可靠数据。根据具体应用情况，可能需要进行耐久性测试、泄漏测试、腐蚀测试、温度测试、力-速度测量以及提供可追溯性记录。

维护、备件及生命周期成本

在进行经济评估时，除采购价格外，还必须考虑安装、调整、检查、潜在大修、备件及停机成本等因素。
可更换的密封件、可用的维修套件以及长期的产品供应能力，对于可维护的工业减震器而言具有优势。对于车辆，应逐轴检查减震器，并根据车辆或零部件制造商的规格要求进行更换。

总结

减震器能够以受控的方式消散动能，并减轻冲击、振动和峰值载荷。在车辆中，它们有助于提高乘坐舒适性和行驶稳定性；在机械、系统和技术结构中，它们则能保护部件、工件及人员安全。
液压、气动、液气混合、机械、弹性体和粘弹性等工作原理使其能够适应多种应用场景。此外，还有被动式、可调式和自适应式设计，以及针对车辆、工业设备、安全应用和极端环境条件的专用减震器。
为确保可靠运行，减震器必须根据质量、速度、能量、行程、循环频率、阻尼特性、安装配置及环境条件进行精心匹配。在循环性工业应用中，除每行程的能量外，还必须考虑每小时的总热负荷。

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