CN104976264B - 一种三向限位器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三向限位器，包括限位轴、底座、螺旋钢弹簧、钢弹簧导向轴和两个限位轴配合件；底座由底板、限位套和导向套组成；底座放置于水平台面上，钢弹簧导向轴固连于底座的导向套内，钢弹簧导向轴的中心轴线与导向套一致，螺旋钢弹簧嵌套在钢弹簧导向轴上与钢弹簧导向轴滑动配合，螺旋钢弹簧一端与底座固连，另一端与限位轴的弹簧接触端固连，限位轴的限位凸台限位于限位套和导向套之间，两个限位轴配合件固连在设备的下表面，限位轴配合件的凹槽正对限位轴的圆柱凸台，两个限位轴配合件组合之后与限位轴形成一定间隙的环形腔。本发明能够在隔振***受到冲击时，减少设备的二次冲击，保护设备使设备受到的冲击力最小。

Description

一种三向限位器
技术领域
本发明属于船舶设备隔振***的技术领域，具体涉及一种三向限位器。
背景技术
在舰船机电设备中，通常采用隔振***来吸收冲击所带来的能量，为了限制设备受到冲击载荷时产生过大位移响应，超过设备外接管线的变形能力，甚至超过隔振器本身的极限变形能力，此时在隔振***中安装限位轴来限制设备的位移是很有必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种三向限位器，能够在隔振***受到冲击时，减少设备的二次冲击，保护设备使设备受到的冲击力最小。
实现本发明的技术方案如下：
一种三向限位器，包括限位轴、底座、螺旋钢弹簧、钢弹簧导向轴和两个限位轴配合件；
限位轴配合件的侧边开有阶梯半圆形凹槽；
限位轴为一个阶梯圆柱；圆柱凸台与限位轴配合件的凹槽相对应，限位轴的弹簧接触端设置有限位凸台；
底座由底板、限位套和导向套组成，限位套与导向套同轴固连于底板上，导向套位于限位套内部；
底座放置于水平台面上，钢弹簧导向轴固连于底座的导向套内，钢弹簧导向轴的中心轴线与导向套一致，螺旋钢弹簧嵌套在钢弹簧导向轴上与钢弹簧导向轴滑动配合，螺旋钢弹簧一端与底座固连，另一端与限位轴的弹簧接触端固连，限位轴的限位凸台限位于限位套和导向套之间，两个限位轴配合件固连在设备的下表面，限位轴配合件的凹槽正对限位轴的圆柱凸台，两个限位轴配合件组合之后与限位轴形成一定间隙的环形腔。
进一步地，在限位轴的限位凸台上设置调整垫片，来调节螺旋钢弹簧的刚度以及限位轴的轴向间隙。
进一步地，限位轴配合件与限位轴的接触面曲率半径相同。
有益效果：
1、本发明所提供的三向限位器结构设计紧凑，安装和拆卸可操作性强，便于检查维修。
2、本发明所提供的三向限位器底部采用了螺旋钢弹簧，使本装置具有良好的缓冲复位功能，并带有三向限位保护功能。
3、本发明所提供的三向限位器能实现周向限位，应对各个方向的冲击。
4、本发明所提供的三向限位器Z向间隙可调，刚度可调。
5、本发明所提供的三向限位器在隔振***受到冲击时，限位轴与限位轴配合件进行面接触，使能量消耗均匀，减少应力集中，延长限位轴使用寿命。
附图说明
图1为三向限位器的结构示意图。
图2a为限位轴配合件结构剖视图。
图2b为限位轴配合件结构俯视图。
图3a为限位轴结构主视图。
图3b为限位轴结构俯视图。
图4a为钢弹簧导向轴结构主视图。
图4b为钢弹簧导向轴结构俯视图。
图5a为底座结构剖视图。
图5b为底座结构俯视图。
图6为调整垫片I结构示意图。
图7为调整垫片II结构示意图。
图8为调整垫片III结构示意图。
其中，1-限位轴配合件，2-限位轴，3-螺旋钢弹簧，4-钢弹簧导向轴，5-底座，6-调整垫片III，7-调整垫片II，8-调整垫片I。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种三向限位器，包括限位轴2、底座5、螺旋钢弹簧3、钢弹簧导向轴4和两个限位轴配合件1；
如图2a和图2b所示，限位轴配合件1为一个开有阶梯半圆形凹槽的方形块；
如图3a和图3b所示，限位轴2为一个中间段有凸台的阶梯圆柱，圆柱凸台与限位轴配合件1的凹槽相对应，限位轴2的弹簧接触端设置有限位凸台；限位轴2内部为实心钢材料，外表面为硫化橡胶层。
限位轴2采用阶梯轴的形式与限位轴配合件1实现三向限位，特别是周向任意方向均能实现限位。
如图5a和图5b所示，底座5为一个焊接有两层圆柱形空腔的底板，两层空腔的顶面均设置有孔，两个空腔的中心轴线重合；
如图4a和图4b所示，钢弹簧导向轴4为一个圆柱；
螺旋钢弹簧3具有一定的三向刚度，使限位轴2实现缓冲复位功能；
整体连接关系：底座5放置于水平台面上，钢弹簧导向轴4固连在底座5的内层空腔中，螺旋钢弹簧3嵌套在钢弹簧导向轴4上与钢弹簧导向轴4滑动配合，便于螺旋钢弹簧3的安装定位和对螺旋钢弹簧3进行限位保护。螺旋钢弹簧3一端与底座5固连，另一端与限位轴2的弹簧接触端固连，限位轴2的限位凸台嵌在内层空腔和外层空腔之间，通过旋转限位轴2，使得限位凸台在两层空腔之间实现交错限位，两个限位轴配合件1固连在设备机脚的下表面，两个限位轴配合件1组合之后与限位轴2形成一定间隙的环形腔。
限位轴配合件1与限位轴2的接触面曲率半径相同，能实现面接触，减小冲击过程中的集中应力。
通过在限位轴2的圆柱凸体和限位凸台上设置垫片来调整限位轴2±Z方向的间隙。限位凸台上设置调整垫片II7，如图7所示，调整垫片II7以一定的角度置入底座5的外层空腔内，旋转一定角度后，与外层空腔的内表面形成交错限位，调整垫片II7用于调节螺旋钢弹簧3的刚度以及限位轴2的轴向间隙。如图6和图8为调整垫片I6和调整垫片III8的示意图，调整垫片I6和调整垫片III8用于辅助调节限位轴2的轴向间隙。
此三向限位器为阶梯轴形式，可对***进行±X，±Y，±Z方向限位。为避免二次冲击，此限位器设计成弹性限位器，下端由具有一定刚度的螺旋钢弹簧3与底座5刚性固定。在设备隔振***受到各个方向的冲击时，当冲击比较小，由于限位轴配合件1与限位轴2之间具有一定初始间隙，不发生碰撞，此时设备产生的位移响应不影响整个隔振***的正常运行；当冲击较大，隔振***与限位轴配合件1将达到一定的位移响应，当位移响应达到初始间隙后，限位轴配合件1与限位轴2开始发生由螺旋钢弹簧3作用产生刚度不变的弹性碰撞，随着位移响应继续增大，为防止螺旋钢弹簧3发生过大形变而损坏，底座5的内层空腔起到保护螺旋钢弹簧3的作用，限位轴配合件1与限位轴2产生由硫化橡胶和实心钢引起的非线性刚度碰撞，消耗冲击振动能量后限位轴2由于螺旋钢弹簧3作用自动恢复到原来的状态。
本发明装置具有由螺旋钢弹簧3(线性刚度)和实心钢+硫化橡胶(非线性刚度)组成的二级弹性限位功能。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种三向限位器，其特征在于，包括限位轴、底座、螺旋钢弹簧、钢弹簧导向轴和两个限位轴配合件；
限位轴配合件的侧边开有阶梯半圆形凹槽；
限位轴为一个阶梯圆柱；圆柱凸台与限位轴配合件的凹槽相对应，限位轴的弹簧接触端设置有限位凸台；
底座由底板、限位套和导向套组成，限位套与导向套同轴固连于底板上，导向套位于限位套内部；
底座放置于水平台面上，钢弹簧导向轴固连于底座的导向套内，钢弹簧导向轴的中心轴线与导向套一致，螺旋钢弹簧嵌套在钢弹簧导向轴上与钢弹簧导向轴滑动配合，螺旋钢弹簧一端与底座固连，另一端与限位轴的弹簧接触端固连，限位轴的限位凸台限位于限位套和导向套之间，两个限位轴配合件固连在设备的下表面，限位轴配合件的凹槽正对限位轴的圆柱凸台，两个限位轴配合件组合之后与限位轴形成一定间隙的环形腔。
2.如权利要求1所述的一种三向限位器，其特征在于，在限位轴的限位凸台上设置调整垫片，来调节螺旋钢弹簧的刚度以及限位轴的轴向间隙。
3.如权利要求1所述的一种三向限位器，其特征在于，限位轴配合件与限位轴的接触面曲率半径相同。
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