CN104267756A - 一种水平超长精密装备微振动控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平超长精密装备微振动控制***，包括水平超长精密装备容器、主体结构支撑、垫板结构、内置工艺支撑平台、隔振装置、隔振装置支撑、真空波纹管密封连接构件、隔振平台和高刚性台座。本发明通过利用柔性真空波纹管密封连接构件将水平超长精密装备容器与内置工艺支撑平台分开，成为两个相对独立的支撑结构，使隔振平台只承担水平超长精密装备容器内部工艺结构的荷载。这种方式可以有效地对周围环境振动及动力设备振动，特别是附着在容器上的发振设备引起的机械振动进行隔离。实现在光学检测过程中，仅允许台面上出现微量的残余振动，且检测与被检设备振动相位一致，并避免由于抽真空变形和低温变形引入的对准误差。
Description
技术领域
本发明涉及水平超长精密装备领域，特别是一种水平超长精密装备微振动控制***。
背景技术
目前水平超长精密装备在超精密加工、空间光学检测等领域使用越来越多，尤其是应用于空间飞行器升空前地面空间环境模拟实验，在模拟真空和低温的恶劣实验工况中，微振动控制是保障该实验顺利进行的关键技术之一。
目前水平超长精密装备常用的微振动控制的方法有：
一、选择较为安静的实验环境，如远离城市的深山，主要是通过选择一处天然环境振动不超标的地方，且该处基岩埋藏比较浅，直接将装备支撑***的基础浇筑至基岩即可。
二、采用超大规模的地基加固和块式基础，这种方法主要通过对地基和基础加固，提高其基础整体质量和刚度。
三、采用整体式的隔振方法。这种方法主要是针对超长装备设计整体的隔振基础，将超长装备和隔振基础直接浇筑在一起，隔振装置采用机械弹簧或柔性空气弹簧。
目前，上述第一种和第二种水平超长精密装备的微振动控制的方法，未考虑环境严重影响微振动控制效果的因素，当周围振动环境发生变化，则振动超标，装备无法工作；第三种方法中，当超长装备质量较大及刚性支撑平台质量过大时，整体隔振方式效果差，而且成本高，耗时长，一旦出现故障，不可更换和改造。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明公开了一种水平超长精密装备微振动控制***，是一种基于气浮装置穿透式振动控制***，该***振动控制性能高、成本低、可调节、易更换、多功能。
本发明公开了一种水平超长精密装备微振动控制***，包括水平超长精密装备容器、主体结构支撑、垫板结构、内置工艺支撑平台、隔振装置和隔振装置支撑，水平超长精密装备容器为真空密闭装备，通过垫板结构设置在主体结构支撑上，水平超长精密装备容器内部设置有内置工艺支撑平台，另外还包括真空波纹管密封连接构件、隔振平台和高刚性台座，真空波纹管密封连接构件支撑内置工艺支撑平台并设置在隔振平台上，隔振平台的两端设置在隔振装置上面，隔振装置的底部设置在隔振装置支撑上，隔振平台的中间设置有高刚性台座。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，水平超长精密装备容器可以是水平卧式真空罐，水平卧式真空罐优选钢制压力容器罐，其主要作用是为光学检测提供模拟空间环境。 此外，水平卧式真空罐的管壁上可以设置有动力设备，如真空泵等。水平卧式真空罐为水平光学检测内部工艺设备提供了一个完整密闭的真空、黑暗、低温空间光学实验环境。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，真空波纹管密封连接构件为柔性可伸缩的真空密封连接构件，贯穿水平超长精密装备容器的内外，并使水平超长精密装备容器无泄漏。并能保证附着在水平超长精密装备容器上的动力设备产生的中高频振动不会传递到内置工艺支撑平台上，从而减小内置工艺支撑平台受到振动干扰。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，真空波纹管密封连接构件横向设置优选为三个并彼此间隔分布，纵向可以根据所述水平超长精密装备容器的纵向长度设置多个并彼此间隔分布。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，隔振装置可以采用机械弹簧或空气弹簧，空气弹簧是一种内部充气的柔性密闭容器，它利用空气内能变化达到隔振目的。它具有很低的刚度及可调节的阻尼值，因为隔振***具有很低的固有振动频率、较好的阻尼性能，因此具有良好的隔振效果及防撞效果，它特别适用精密设备及仪器的微振动控制工程。空气弹簧可以分为囊式和膜式两种，其中本项目中优选采用膜式空气弹簧。此外，空气弹簧装置内部还设置有钢制附加气室，外部还可附加水平阻尼器。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，隔振装置纵向可以根据所述水平超长精密装备容器的纵向长度设置多个并彼此间隔分布。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，主体结构支撑是指仅针对真空罐及罐壁上的动力设备等主体结构的支撑，主体结构支撑可以选择钢筋混凝土结构柱、钢管混凝土柱或剪力墙等。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，高刚性台座主要是为了利用刚性结构自身的模态性能，结合柔性支承降阶原理，通过降阶既可以使隔振***达到高频滤波器作用，也可以实现对隔振***的卓越频率段进行有效设计，使其合理减小外部振源对内部检测工艺结构的不利影响。所以，隔振台座结构在微振动控制***中应设计成为高刚性台座，主要构成为型钢混凝土结构，其含钢量应大于30％。在整体隔振***工程中，其振动控制主导作用的是隔振装置及真空波纹管密封连接构件，高刚性台座在设计过程中的主要是结合隔振装置及真空波纹管密封连接构件，增大整个隔振***质量，降低整个隔振***基本频率，且可以通过设计使整个隔振***质量中心和刚度中心重合。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，内置工艺支撑平台主要是为水平卧式真空罐内光学检测和被检的真空光管和及其他工艺设备提供支撑和固定作用，可以设置有支撑柱、支撑框架或钢制或混凝土制平台。
有益效果
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***，该***在水平光学检测实验过程中，可以通过利用柔性真空波纹管密封连接构件将水平超长精密装备容器与平行光管及放置平行光管的内置工艺支撑平台分开，成为两个相对独立的支撑结构，使隔振平台只承担水平超长精密装备容器内部工艺结构的荷载。这种方式可以有效地对周围环境振动及动力设备振动，特别是附着在容器上的发振设备引起的机械振动进行隔离。实现在光学检测过程中，仅允许台面上出现微量的残余振动，且检测与被检设备振动相位一致，并避免由于抽真空变形和低温变形引入的对准误差。
附图说明
图1是水平超长精密装备微振动控制***的水平超长精密装备容器的一端被剖开的斜视图。
图2是水平超长精密装备微振动控制***的横截面示意图。
图3是水平超长精密装备微振动控制***的纵截面透视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图1和图2中所示，本发明公开了一种水平超长精密装备微振动控制***，包括水平超长精密装备容器(01)、主体结构支撑(02)、垫板结构(03)、内置工艺支撑平台(04)、隔振装置(05)和隔振装置支 撑(06)，水平超长精密装备容器(01)为真空密闭装备，通过垫板结构(03)设置在主体结构支撑(02)上，水平超长精密装备容器(01)内部设置有内置工艺支撑平台(04)，另外还包括真空波纹管密封连接构件(07)、隔振平台(08)和高刚性台座(09)，真空波纹管密封连接构件(07)支撑内置工艺支撑平台(04)并设置在隔振平台(08)上，隔振平台(08)的两端设置在隔振装置(05)上面，隔振装置(05)的底部设置在隔振装置支撑(06)上，隔振平台(08)的中间设置有高刚性台座(09)。
如图1所示，本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，水平超长精密装备容器(01)可以是水平卧式真空罐，水平卧式真空罐优选钢制压力容器罐，其主要作用是为光学检测提供模拟空间环境。此外，水平卧式真空罐的管壁上可以设置有动力设备，如真空泵等(图中未示出)。水平卧式真空罐为水平光学检测内部工艺设备提供了一个完整密闭的真空、黑暗、低温空间光学实验环境。
如图2所示，本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，真空波纹管密封连接构件(07)为柔性可伸缩的真空密封连接构件，贯穿水平超长精密装备容器(01)的内外，并使水平超长精密装备容器(01)无泄漏。并能保证附着在水平超长精密装备容器(01)上的动力设备产生的中高频振动不会传递到内置工艺支撑平台(04)上，从而减小内置工艺支撑平台(04)受到振动干扰。
本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，如图2所示，真空波纹管密封连接构件(07)横向设置优选为三个 并彼此间隔分布，如图3所示，纵向可以根据所述水平超长精密装备容器(01)的纵向长度设置多个并彼此间隔分布。
如图2和图3所示，本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，隔振装置(05)可以采用机械弹簧或空气弹簧，空气弹簧是一种内部充气的柔性密闭容器，它利用空气内能变化达到隔振目的。它具有很低的刚度及可调节的阻尼值，因为隔振***具有很低的固有振动频率、较好的阻尼性能，因此具有良好的隔振效果及防撞效果，它特别适用精密设备及仪器的微振动控制工程。空气弹簧可以分为囊式和膜式两种，其中本项目中优选采用膜式空气弹簧。此外，虽然图中未示出，但是空气弹簧装置内部还设置有钢制附加气室，外部还可附加水平阻尼器。
如图3所示，本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，隔振装置(05)纵向可以根据所述水平超长精密装备容器(01)的纵向长度设置多个并彼此间隔分布。
如图1和图2所示，所示本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，主体结构支撑(02)是指仅针对水平超长精密装备容器(01)及其动力设备等主体结构的支撑，主体结构支撑(02)可以选择钢筋混凝土结构柱、钢管混凝土柱或剪力墙等。
如图1和图2所示，本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，高刚性台座(09)主要是为了利用刚性结构自身的模态性能，结合柔性支承降阶原理，通过降阶既可以使隔振***达 到高频滤波器作用，也可以实现对隔振***的卓越频率段进行有效设计，使其合理减小外部振源对内部检测工艺结构的不利影响。所以，隔振台座结构在微振动控制***中应设计成为高刚性台座(09)，主要构成为型钢混凝土结构，其含钢量应大于30％。在整体隔振***工程中，其振动控制主导作用的是隔振装置(05)及真空波纹管密封连接构件(07)，高刚性台座(09)在设计过程中的主要是结合隔振装置(05)及真空波纹管密封连接构件(07)，增大整个隔振***质量，降低整个隔振***基本频率，且可以通过设计使整个隔振***质量中心和刚度中心重合。
如图1、图2和图3所示，本发明公开的一种水平超长精密装备微振动控制***的实施例中，内置工艺支撑平台(04)主要是为水平超长精密装备容器(01)内光学检测和被检的真空光管和及其他工艺设备提供支撑和固定作用，可以设置有支撑柱、支撑框架或钢制或混凝土制平台。
Claims (9)
1.一种水平超长精密装备微振动控制***，包括水平超长精密装备容器、主体结构支撑、垫板结构、内置工艺支撑平台、隔振装置和隔振装置支撑，其特征在于：所述水平超长精密装备微振动控制***还包括真空波纹管密封连接构件、隔振平台和高刚性台座，所述水平超长精密装备容器为真空密闭装备，通过所述垫板结构设置在主体结构支撑上，所述水平超长精密装备容器内部设置有所述内置工艺支撑平台，所述真空波纹管密封连接构件支撑所述内置工艺支撑平台并设置在所述隔振平台上，所述隔振平台的两端设置在所述隔振装置上面，所述隔振装置的底部设置在所述隔振装置支撑上，所述隔振平台的中间设置有所述高刚性台座。
2.根据权利要求1所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述水平超长精密装备容器可以是水平卧式真空罐，所述水平卧式真空罐优选钢制压力容器罐，所述水平卧式真空罐的管壁上可以设置有真空泵。
3.根据权利要求1所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述真空波纹管密封连接构件为柔性可伸缩的真空密封连接构件，贯穿所述水平超长精密装备容器的内外，并使所述水平超长精密装备容器无泄漏。
4.根据权利要求1或3中所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述真空波纹管密封连接构件横向设置优选为三个并彼此间隔分布，纵向可以根据所述水平超长精密装备容器的纵向长度设置多个并彼此间隔分布。
5.根据权利要求1所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述隔振装置可以采用机械弹簧或空气弹簧，所述空气弹簧可以为囊式或膜式，优选膜式空气弹簧，所述空气弹簧内部可以设置有钢制附加气室，外部可以附加水平阻尼器。
6.根据权利要求1或5中所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述隔振装置纵向可以根据所述水平超长精密装备容器的纵向长度设置多个并彼此间隔分布。
7.根据权利要求1所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述主体结构支撑可以选择钢筋混凝土结构柱、钢管混凝土柱或剪力墙。
8.根据权利要求1所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述高刚性台座主要构成为型钢混凝土结构，含钢量大于30％。
9.根据权利要求1所述的一种水平超长精密装备微振动控制***，其特征在于：所述内置工艺支撑平台上可以设置有支撑柱、支撑框架或钢制或混凝土制平台。
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