CN102494078A

CN102494078A - 高耗能粘弹性硅油座舱减震器

Info

Publication number: CN102494078A
Application number: CN2011104497768A
Authority: CN
Inventors: 孙文军; 徐赵东; 蒋志红; 朱浩渊
Original assignee: Changzhou Donghai Rubber Factory Co Ltd
Current assignee: Changzhou Donghai Rubber Factory Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明公开了一种高耗能粘弹性硅油座舱减震器，包括油缸、硅油、中心轴、阻尼杯、阻尼元件。还包括支撑所述阻尼元件的支撑片和支撑所述阻尼杯的弹簧；所述支撑片卡在所述油缸的变径处；所述弹簧设置在所述阻尼杯与所述油缸的底部之间；所述阻尼杯通过螺栓与所述中心轴固定连接，所述阻尼杯上设有阻尼杯油口；阻尼元件中的阻尼材料采用高耗能粘弹性阻尼材料；且在高耗能粘弹性阻尼材料中内嵌有管状加强件，起到支撑保护高耗能粘弹性阻尼材料的作用。本发明采用耗能能力强的粘弹性材料作为阻尼材料，从而大大增加了隔减震效果；而且将中心轴与阻尼元件分离，大大提高了减震器的使用寿命；后期维护也极为方便。

Description

高耗能粘弹性硅油座舱减震器

技术领域

本发明属于工程机械领域，具体涉及一种高耗能粘弹性硅油座舱减震器。

背景技术

工程机械、特种车辆被广泛应用于现代化建设的各个领域。由于工程机械、特种车辆所行驶的路面不同于常规的公路，路面起伏大，构造毫无规律，因此其在行驶过程中往往会引起巨大的不规则的振动。如何减少座舱在颠簸冲击下的动力响应是一个非常重要的课题，过大的动力响应会使座舱内部的设备发生疲劳破坏，降低操作人员的作业质量和工作效率，影响操作人员的身体健康。

对于人体垂直振动特性的研究表明，4Hz～8Hz频率范围内，人体的振动能量传递率最大，人体感受的不舒适程度也就越大。而对于工程机械、特种车辆的研究表明，不平整的复杂路面所产生的振动在0Hz～12Hz频率范围内是连续分布的。也就是说，如果不对座舱进行隔震、减震处理，这种激励足以引发人体的强烈不舒适感，危害操作人员的身体健康。此外，长时间处于该剧烈振动下，座舱及其内部的设备也容易因疲劳而产生破坏，从而降低车辆的使用寿命。为减小这种振动所带来的危害，工程机械、特种车辆中常常安装各种减震器。

目前常用的减震器根据其控制模式可以分为被动控制减震器与主动控制减震器两种。其中主动控制减震器是根据结构动力响应自动调节控制力输出，理论上能有良好的减震效果，但需要传感器对结构响应进行采集，再通过处理器运算得到相应的输出控制力命令。因此主动控制减震器具有以下缺点：(1)固有的时滞问题；(2)连续不断的能源供应问题；(3)造价大幅提高。这些缺点严重地制约了主动控制减震器的应用。而被动控制减震器具有构造简单、造价低廉、无需外部能源及控制***等优点，被广泛研究和应用。

传统的被动控制减震器都是采用普通橡胶和硅油相结合的方式，然而对于0Hz～12Hz的低频区，采用普通橡胶材料可能会增大座舱的动力反应。另外，普通橡胶的耗能能力小，对隔震效果也不是很好。

如中国专利文献CN201186673Y公开了一种驾驶室减震器，采用双耳铁件固定在机械的机架上，支承内芯连接驾驶室，硅油装在油碗中，导向圆片与支承内芯的尾端铆接。盖板、锁紧小圆螺母和支承内芯通过定位销有效周向定位。圆柱螺旋弹簧套装在定位销上，一端与双耳铁件的沉孔槽接触，另一端与盖板相接触，通过锁紧小圆螺母固定在支承内芯上，起预紧压缩作用。

又如中国专利文献CN201757150U公开了一种硅油减震器，包括盛有硅油的硅油盆、密封固定与硅油盆上端口的橡胶柱、设于橡胶柱底部的阻尼板；阻尼板的外周与硅油盆的内壁之间具有间隙，阻尼板的上端面与所述橡胶柱的底面之间设有储油空间。橡胶柱的中央贯穿设有中心轴，中心轴的顶端设有用于连接工程机械驾驶室底板的安装轴，中心轴的底端与阻尼板相连。橡胶柱的底面设有环形凹槽。硅油盆的底部一侧设有注油孔，注油孔上设有密封螺栓。橡胶柱内邻近外周壁处设有管状加强件，管状加强件的顶部向外翻折以延伸出橡胶柱的外周壁并固定与硅油盆上端口。管状加强件顶部的向外翻折的部分固定与硅油盆上端口的多个包边中。管状加强件顶部的向外翻折的部分和硅油盆上端口的折边上设有多个用于与工程机械的底架螺栓连接的安装孔。硅油盆底部的注油孔可能导致硅油使用过程中出现泄露，大大增加了后期维护工作。

上述两篇专利文献均是采用普通橡胶作为减震材料，因此隔震效果不佳。而且减震材料直接与中心轴相连，这样会使减震材料长时间处于受力变形的状态，造成疲劳破坏，大大降低了其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种隔震效果优良、使用寿命长、后期维护方便的高耗能粘弹性硅油座舱减震器。

实现本发明目的的技术方案是：一种高耗能粘弹性硅油座舱减震器，包括油缸、硅油、中心轴、阻尼杯、阻尼元件。还包括支撑所述阻尼元件的支撑片和支撑所述阻尼杯的弹簧；所述支撑片卡在所述油缸的变径处；所述弹簧设置在所述阻尼杯与所述油缸的底部之间；所述阻尼杯通过螺栓与所述中心轴固定连接，所述阻尼杯上设有阻尼杯油口。

阻尼元件中的阻尼材料采用高耗能粘弹性阻尼材料；且在高耗能粘弹性阻尼材料中内嵌有管状加强件，起到支撑保护高耗能粘弹性阻尼材料的作用。

该高耗能粘弹性硅油座舱减震器还包括设置在所述中心轴与所述阻尼元件之间以使它们分离的轴座组件；所述轴座组件包括轴座、轴衬以及油封圈。

本发明具有的积极效果：(1)本发明采用的阻尼材料为高耗能粘弹性材料，它具有弹性和粘性双重特性，因此在振动激励作用下，具有耗能能力强的特点，对于中高频区域耗能特性尤其出色，从而大大增加了隔减震效果。(2)本发明将中心轴与阻尼元件分离，从而使阻尼元件在中心轴进行竖向运动时不受其外力，从而有效地降低了阻尼元件的蠕变变形，避免了阻尼元件的疲劳破坏，大大提高了减震器的使用寿命。(3)由于高耗能粘弹性材料在受到挤压后会产生环向膨胀，再加上轴座组件中的两道油封圈的作用，这样可以保证硅油在使用过程中不会发生泄露，大大减少了后期维护的不便。

附图说明

图1为本发明的高耗能粘弹性硅油座舱减震器的结构示意图。

图中有：油缸1、硅油2、中心轴3、阻尼杯4、阻尼元件5、高耗能粘弹性阻尼材料51、管状加强件52、支撑片6、弹簧7、轴座组件8、轴座82、轴衬83、油封圈84、螺栓9、安装轴10。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例的高耗能粘弹性硅油座舱减震器包括油缸1、硅油2、中心轴3、阻尼杯4、阻尼元件5、支撑片6、弹簧7、轴座组件8。

油缸1上设有安装孔1-1和折边1-2。油缸1上不设注油孔，硅油2在出厂时一次性的注入油缸1中。

阻尼杯4通过螺栓9与中心轴3固定连接为一体，阻尼杯4的杯底上设有阻尼杯油口4-1。

阻尼元件5中的阻尼材料采用高耗能粘弹性阻尼材料51；且在高耗能粘弹性阻尼材料51中内嵌有管状加强件52，起到支撑保护高耗能粘弹性阻尼材料51的作用。管状加强件52的外翻部分设有与油缸1的安装孔1-1相通的安装孔52-1。阻尼元件5下部设有硅油2的存储空间。

支撑片6卡在油缸1的变径处，以支撑上方的阻尼元件5。

弹簧7设置在阻尼杯4与油缸1的底部之间，用于支撑阻尼杯4及中心轴3。

轴座组件8设置在中心轴3与阻尼元件5之间以使它们分离。轴座组件8包括轴座81、轴衬82以及两道油封圈83。

具体使用时，可将四至六个本实施例的减震器通过安装轴10连接于外界装置(工程机械、特种车辆等)的座舱底板，再通过油缸1的安装孔1-1和管状加强件52的安装孔52-1将这四至六个减震器由螺栓固定在外界装置的底架上。这样外界装置的自重即通过安装轴10传到中心轴3上，再传到弹簧7上，使弹簧7发生变形，以支撑外界装置自重。

在自重状态下，弹簧7产生压缩变形，中心轴3的上端将与轴座81的上表面相平齐，当外界装置再承受动力荷载时，外界装置将同时压到中心轴3和轴座81上。这时，中心轴3和阻尼元件5共同承担动力作用。在往复荷载下，中心轴3连接阻尼杯4在硅油2中运动，消耗振动能量，而硅油2可以通过阻尼杯4杯底的阻尼杯油口4-1流入阻尼元件5中的储油空间。同时，轴座81与管状加强件52发生相对运动，这就使得其间的高耗能粘弹性阻尼材料51发生往复的剪切变形，进一步消耗振动能量。

由于在中心轴3和阻尼元件5之间设有轴座组件8，这样就将中心轴3和阻尼元件5分离开来，使中心轴3在竖向进行运动的时候，阻尼元件5不受其外力，仍保持不变形状态，这样大大降低了阻尼元件的蠕变变形，有效地避免了阻尼元件在长时间变形下的疲劳破坏，增加减震器的使用寿命。而且还轴座组件8还可对中心轴3进行定位。

由于高耗能粘弹性阻尼材料51在受到挤压后会产生环向膨胀，再加上轴座组件8中的两道油封圈83的作用，这样可以保证硅油2在使用过程中不会发生泄露，因此油缸1上不设注油孔，只需在出厂时进行一次硅油2的注入，大大减少了后期维护的不便。

由于不同工程机械、特种车辆所处的工作环境不同，因此所需的最大出力也不同。因此可以通过改变本实施例的减震器中弹簧7的刚度、硅油2的种类、以及高耗能粘弹性阻尼材料51的种类设计出符合特定使用条件的减震器。该减震器中弹簧7的刚度一般为40kN/m～200kN/m；硅油2一般选用500号～10000号硅油；高耗能粘弹性阻尼材料的损耗因子一般为0.3～1.0。

为保证中心轴3与阻尼元件5之间可以正常的相对运动，在轴座组件8的轴衬82内侧应该涂上机油，以减小其与中心轴3的摩擦力。为保证硅油2不发生泄露，应保证阻尼元件5与油缸1相互贴合，在压力作用下形成良好的密封。

Claims

1.一种高耗能粘弹性硅油座舱减震器，包括油缸(1)、硅油(2)、中心轴(3)、阻尼杯(4)、阻尼元件(5)；其特征在于：还包括支撑所述阻尼元件(5)的支撑片(6)和支撑所述阻尼杯(4)的弹簧(7)；所述支撑片(6)卡在所述油缸(1)的变径处；所述弹簧(7)设置在所述阻尼杯(4)与所述油缸(1)的底部之间；所述阻尼杯(4)通过螺栓(9)与所述中心轴(3)固定连接，所述阻尼杯(4)上设有阻尼杯油口(4-1)。

2.根据权利要求1所述的高耗能粘弹性硅油座舱减震器，其特征在于：阻尼元件(5)中的阻尼材料采用高耗能粘弹性阻尼材料(51)；且在高耗能粘弹性阻尼材料(51)中内嵌有管状加强件(52)，起到支撑保护高耗能粘弹性阻尼材料(51)的作用。

3.根据权利要求1或2所述的高耗能粘弹性硅油座舱减震器，其特征在于：还包括设置在所述中心轴(3)与所述阻尼元件(5)之间以使它们分离的轴座组件(8)；所述轴座组件(8)包括轴座(81)、轴衬(82)以及油封圈(83)。