CN106523582B - 抗拉隔振装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于振动控制领域，具体涉及一种抗拉隔振装置,包括基板和弹性支承元件，所述弹性支承元件中包含金属压缩弹簧，还包括反压弹性元件、反压板和连接件，连接件中设有中间承力板和外连接板，基板上设有连杆或壳体，连杆或壳体的底端与基板固定相连，反压板及其限位件设置在连杆顶部或者反压板固定设置在壳体顶部，所述反压弹性元件位于反压板和中间承力板之间，所述支承弹性元件位于中间承力板和基板之间；本发明结构简单，不仅可以承受向下的压力，还能够承受向上的拉力，隔振效率高，性能稳定可靠，可广泛应用于各种船舶动力、工业回转设备或轨道交通车辆运营的弹性隔振基础工程中，具有广阔的市场前景。

Description

抗拉隔振装置

技术领域

本发明属于振动控制领域，具体涉及一种隔振器件，特别是一种可广泛用于轨道浮置板道床、设备或设备基础等隔振的隔振装置。

背景技术

近年来，随着我国产业升级的不断推进，各种大型冲击或回转设备广泛用于工业生产和商业领域中,例如各种锻打设备、冲压设备、核电汽轮发电机组等等，同时，这些设备在运转过程中产生的振动及噪声的治理问题也日益得到人们的关注。目前，为控制此类振动及噪声问题，多采用隔振原理，利用质量块和弹性元件组成隔振***，将设备置于隔振***上，利用隔振***对设备运转过程中产生的振动进行消耗和隔离，从而实现降低噪声和减少对外部环境的影响。现有隔振***中，钢弹簧隔振器作为弹性元件的隔振***，由于具有承载力大、隔振效率高、性能稳定、使用寿命长等优点被广泛应用于高等级隔振场合。

但是此类隔振***中，钢弹簧隔振器中的弹簧不仅要承受向下的压力，而且还经常会承受向上的拉力。以大型锻压设备为例，工作时，锻压工作部对工件施加冲击后会马上抬起，此时工作台受到的冲击会传递至设备下方的钢弹簧隔振器上，由于锻压工作部施加的载荷并非持续作用在工作台上，因此钢弹簧隔振器受压变形后会马上回弹，又由于现有钢弹簧隔振器一般不能承受向上的拉力，因此轻则压力不足钢弹簧隔振器产生移位，重则钢弹簧隔振器中的弹簧部件回弹至超过其自由高度时会发生跳动现象，当冲击十分强烈时，就可能出现弹簧部件跳动的幅度过大，弹簧部件从限位结构中脱出并且倾倒的情况，这种情况会导致钢弹簧隔振器失去部分甚至全部弹性支承能力，影响设备正常使用和运行安全。

同样，短预制板浮置道床也存在此类问题，当轨道车辆从一端进入时，由于短预制板的重量较轻，会产生翘翘板效应，即短预制板的另一端存在向上翘起的趋势，如不能有效控制，则位于短预制板翘起一侧的钢弹簧隔振器会出现压力不足的情况，容易导致短预制板移位或钢弹簧隔振器中弹性元件跳动脱出或倾覆等问题，给日常运营带来安全隐患。

此外，船舶动力设备的钢弹簧隔振装置也存在此类问题，当遇到海上大风浪时，船舶会产生剧烈摇晃，船舶动力设备也不可避免的一起晃动，严重时部分钢弹簧隔振装置所承受的载荷可能会完全被释放，容易出现弹簧部件跳动脱出或倾倒的情况，造成隔振***失效，甚至危及船舶动力设备的安全。

综上所述，市场迫切需要提供一种不仅可以承受向下的压力，还可以承受向上的拉力的新型隔振装置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种既能够承受向下的压力，又能够承受向上拉力的抗拉隔振装置。

本发明抗拉隔振装置是这样实现的，包括基板和弹性支承元件，所述弹性支承元件中包含金属压缩弹簧，还包括反压弹性元件、反压板和连接件，连接件中设有中间承力板和外连接板，基板上设有连杆或壳体，连杆或壳体的底端与基板固定相连，反压板及其限位件设置在连杆顶部或者反压板固定设置在壳体顶部，所述反压弹性元件位于反压板和中间承力板之间，所述支承弹性元件位于中间承力板和基板之间，并且反压弹性元件对中间承力板的作用力方向与弹性支承元件对中间承力板的支承力方向相反。

所述反压弹性元件包括至少一个压缩弹簧，压缩弹簧一端抵压在反压板上，另一端抵压作用于中间承力板上，而且压缩弹簧对中间承力板的作用力方向与弹性支承元件的对中间承力板的支承力方向相反。所述压缩弹簧的具体形式多种多样，其可以是金属螺旋弹簧、金属碟簧、高分子材料制成的弹簧以及上述金属弹簧与高分子材料构成的复合弹簧，所述高分子材料具体包括橡胶、弹性聚氨酯和弹性塑料等材料。为方便对反压弹性元件限位，反压板和中间承力板上分别设置反压弹性元件的对中限位块。同样道理，为便于对支承弹性元件限位，也可以在中间承力板和基板上分别设置支承弹性元件的对中限位块。

为提高本发明抗拉隔振装置的***阻尼，还可以在中间承力板和基板之间或/和反压板和中间承力板之间设置阻尼装置。所述阻尼装置包括液压式阻尼装置、粘滞阻尼装置、电涡流阻尼装置、磁流变阻尼装置和粘弹性阻尼装置等多种具体形式。此外，也可以直接在反压板、壳体及基板构成的腔室中设置阻尼材料，弹性支承元件至少部分置于阻尼材料中。

另外，外连接板或/和基板上还可以设置连接结构，以方便与外部结构连接。所述连接结构包括连接孔、螺孔、连接销和卡扣等等。

本发明抗拉隔振装置，通过增设反压板及反压弹性元件，利用反压弹性元件提供的反压作用力，抵消弹性支承元件回弹时产生的向上的拉力，避免弹性支承元件跳动的幅度过大，弹性支承元件从限位结构中脱出并且倾倒的情况，从而保证本发明抗拉隔振装置不仅具有良好的承压能力，而且还具有良好的抗拉能力，其工作状态更加稳定可靠，可以有效保证被隔振的设备或车辆的正常使用和运行安全，当然，为了更好地实现上述目的，一般情况下，应提前对反压弹性元件施加一定的预紧力，该预紧力作为反压作用力可以有效抵消或部分抵消弹性支承元件回弹时产生的向上的拉力。特别要指出的是，如果反压弹性元件的反压作用力使全部或至少大部分弹性支承元件实现预紧，进入所承受外力与自身的压缩位移成正比的线性变化阶段，可以消除或部分消除加工误差及装配误差对本发明抗拉隔振装置的***固有频率的影响，使其***固有频率变化范围更小，保证本发明抗拉隔振装置的固有频率参数始终处于合理可控水平，其隔振效果也将更加稳定可靠。为实现上述目的，一般情况下，反压弹性元件的预压缩行程应大于工作状态下弹性支承元件最大压缩变形量的110％。

本发明抗拉隔振装置，结构简单，其不仅可以承受向下的压力，还能够承受向上的拉力，隔振效率高，隔振性能更加稳定可靠，安全性能更好，可以广泛应用于各种船舶动力设备、工业回转设备或轨道交通车辆运营的弹性隔振基础工程中，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明抗拉隔振装置的结构示意图之一。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为实施例二的结构示意图。

图4为本发明抗拉隔振装置的结构示意图之二。

图5为图4的B-B剖视图。

图6为实施例四的结构示意图之一。

图7为实施例四的结构示意图之一。

图8为实施例四的结构示意图之一。

图9为实施例五中的结构示意图。

图10为本发明抗拉隔振装置的结构示意图之三。

图11为图10的仰视图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2所示本发明抗拉隔振装置，包括基板3和弹性支承元件2，所述弹性支承元件为螺旋钢弹簧构成的金属压缩弹簧，所述螺旋钢弹簧共设置四个，此外，还包括反压弹性元件8、反压板7和连接件1，所述反压弹性元件8具体为螺旋钢弹簧，反压弹性元件8与弹性支承元件2一一对应设置，所述连接件1由连接管件4、中间承力板6和外连接板5焊接组合而成，基板3上设有连杆10，连杆10的底端与基板3焊接固定相连，反压板7及其限位件11设置在连杆10顶部，所述限位件11具体为锁紧螺母，相应的连杆10顶部设置螺纹连接段(常规结构，图中未具体示出)与锁紧螺母配合，所述反压弹性元件8位于反压板7和中间承力板6之间，所述支承弹性元件2位于中间承力板6和基板3之间，并且反压弹性元件8对中间承力板6的作用力方向与弹性支承元件2对中间承力板6的支承力方向相反。其中，为节约空间和提高安全性，连杆10分别从反压弹性元件8及弹性支承元件2的内圈中穿过。另外，为方便对反压弹性元件8限位，反压板7和中间承力板6上分别设置反压弹性元件的对中限位块9。同样道理，为便于对支承弹性元件2限位，在中间承力板6和基板3上分别设置支承弹性元件的对中限位块12。

本发明抗拉隔振装置，通过增设反压板及反压弹性元件，利用反压弹性元件提供的反压作用力，避免弹性支承元件跳动的幅度过大，弹性支承元件从限位结构中脱出并且倾倒的情况，从而保证本发明抗拉隔振装置不仅具有良好的承压能力，而且还具有良好的抗拉能力，其工作状态更加稳定可靠，可以有效保证被隔振的设备或车辆的正常使用和运行安全。当然，为了更好地实现上述目的，一般情况下，应提前对反压弹性元件施加一定的预紧力，该预紧力作为反压作用力可以有效抵消或部分抵消弹性支承元件回弹时产生的向上的拉力。特别要指出的是，如果反压弹性元件的反压作用力使全部或至少大部分弹性支承元件实现预紧，进入所承受外力与自身的压缩位移成正比的线性变化阶段，可以消除或部分消除加工误差及装配误差对本发明抗拉隔振装置的***固有频率的影响，使其***固有频率变化范围更小，保证本发明抗拉隔振装置的固有频率参数始终处于合理可控水平，其隔振效果也将更加稳定可靠。为实现上述目的，一般情况下，反压弹性元件的预压缩行程应大于工作状态下弹性支承元件最大压缩变形量的110％。使用时，将本发明抗拉隔振装置放置在待隔振物体与基础之间即可，必要时可以采取防滑或固定措施。当然，图2所示本发明抗拉隔振装置中仅设置了弹性元件，没有设置阻尼结构，在应用时可以与阻尼装置配合使用。

需要指出的是，本发明中，可以用做反压弹性元件8的所述压缩弹簧的具体形式多种多样，其可以是金属螺旋弹簧、金属碟簧、高分子材料制成的弹簧以及上述金属弹簧与高分子材料构成的复合弹簧，所述高分子材料具体包括橡胶、弹性聚氨酯和弹性塑料等材料。此外，本发明中的弹性支承元件，可以仅由螺旋钢弹簧等金属压缩弹簧构成；也可以由金属压缩弹簧及弹性材料组成的复合弹簧构成，例如螺旋钢弹簧和弹性橡胶一起构成的复合弹簧，或者钢制碟簧和弹性聚氨酯材料一起构成的复合弹簧等等。另外，本例仅以设置四个反压弹性元件8、四个弹性支承元件2及四根连杆10为例进行说明，在实际应用中，可以根据工程需要设定反压弹性元件8、弹性支承元件2及连杆10的数量。再有，图1中，中间承力板6、外连接板5及基板3的轮廓形状均为矩形，在实际应用中，其轮廓形状还可以是圆形、菱形、正五边形、正六边形等其他形状，甚至是不规则的形状。以上技术方案都是基于本发明技术原理的简单变化，在此仅以文字给予说明，都在本发明要求的保护范围之中。上述说明同样也适用于本发明的其也实施例，在此一并给予说明。

本发明抗拉隔振装置，结构简单，其不仅可以承受向下的压力，还能够承受向上的拉力，隔振效率高，隔振性能更加稳定可靠，安全性能更好，可以广泛应用于各种船舶动力设备、工业回转设备或轨道交通车辆运营的弹性隔振基础工程中，具有广阔的市场应用前景。

实施例二

如图3所示本发明抗拉隔振装置，与实施例一的区别在于，与反压板7配合的每一组反压弹性元件8中包含二个压缩弹簧，所述压缩弹簧具体为螺旋钢弹簧。此外，连杆10从多个压缩弹簧中间围成的空隙中穿过与反压板7相连，二个压缩弹簧在连杆10周围对称地均匀布置。另外，为了提高本发明抗拉隔振装置的减振耗能能力，在中间承力板6和基板3之间还设置了阻尼装置，所述阻尼装置具体为一个粘滞阻尼装置13。

与实施例一相比，本例所述技术方案中，由于反压弹性元件8由多个压缩弹簧组成，因此单个压缩弹簧的尺寸相对较小，其占用空间高度较小，有利于降低本发明抗拉隔振装置的整体高度，使产品结构更加紧凑，从而有效提高空间利用率。此外，本例所述抗拉隔振装置中增设了阻尼装置，因此耗能能力更强。

基于本例所述技术原理，阻尼装置13除了已经提到的粘滞阻尼装置以外，还可以是液压式阻尼装置、电涡流阻尼装置、磁流变阻尼装置和粘弹性阻尼装置等其他类型的阻尼装置，只要能有效提高***阻尼，实现快速消耗振动能量的目的，都可以应用于本发明当中。此外，反压弹性元件还可以包含三个、四个或者更多个压缩弹簧，在设计中可以根据工程需要设定具体数量，为保持承载均匀，优选的，压缩弹簧设置二个或二个以上时，在连杆周围均匀布置。这些技术方案都是基于本发明技术原理的简单变化，在此仅以文字给予说明，都在本发明要求的保护范围之中，上述说明同样也适用于本发明的其也实施例，在此一并给予说明。

实施例三

如图4和图5所示本发明抗拉隔振装置，与实施例一的不同之处在于，反压板7为一块整体的矩形板，板体中部设置有为连接管件4让位的中心通孔。此外，在反压板7和中间承力板6之间设置阻尼装置，所述阻尼装置具体为四个液压式阻尼装置14。

与实施例二相比，本例所述技术方案中，将阻尼装置设置在反压板7和中间承力板6之间，可以为摆放弹性支承元件2留出更多空间，充分满足重载条件下，弹性支承元件数量较多的使用需求；此外，由于在反压板7和中间承力板6之间设置了阻尼装置，本例所述本发明抗拉隔振装置的***阻尼更大，减振耗能效果更强，隔振效果也更好。当然所述阻尼装置除了可以是液压式阻尼装置外，还可以是粘滞阻尼装置、电涡流阻尼装置、磁流变阻尼装置和粘弹性阻尼装置等其他多种具体形式。只要能有效提高***阻尼，实现快速消耗振动能量的目的，都可以应用于本发明当中，都在本发明要求的保护范围之内。

实施例四

如图6所示本发明抗拉隔振装置，与实施例一的不同之处在于，反压弹性元件8采用弹性橡胶材料构成的橡胶弹簧。需要指出的是，由于橡胶材料具有良好的阻尼特性，因此，本例中，反压弹性元件8同时又是设置在在反压板7和中间承力板6之间设置阻尼装置。

与实施例三相比，本例所述本发明抗拉隔振装置中，由于橡胶材料具有良好的阻尼特性，因此反压弹性元件8同时又是设置在在反压板7和中间承力板6之间设置阻尼装置。由于将反压弹性元件8及阻尼装置集成在一起，本例所述本发明抗拉隔振装置结构更加简单。

需要指出的是，基于本发明的技术原理，根据弹性支承元件的具体形式不同，以及出于空间安排的需要，连杆10的数量可以与弹性支承元件2及反压弹性元件8的数量相同，也可以不相同。例如，如图7所示，弹性支承元件2仍设置四个，反压弹性元件8采用耐压强度更好的橡胶金属复合弹簧，连杆10设置二根，对应的反压弹性元件8也设置二个；或者，如图8所示，弹性支承元件2为螺旋钢弹簧，共设置一个，反压弹性元件8采用耐压强度更好的橡胶金属复合弹簧，连杆10仍设置四根，对应的反压弹性元件8也设置四个，只要弹性支承元件的承载能力和反压弹性元件的反压力满足工程使用要求，都能起到很好的技术效果，这些技术方案都是基于本发明技术原理的简单变化，都在本发明要求的保护范围之中。

实施例五

如图9所示本发明抗拉隔振装置，与实施例一的不同之处在于，基板3上设有壳体15，壳体15的底端与基板3焊接固定成一体，反压板7固定设置在壳体15顶部。此外，在反压板7、壳体15及基板3构成的腔室中设置阻尼材料17，本例中所述阻尼材料具体为固体弹性聚氨酯材料，弹性支承元件2部分置于阻尼材料中。另外，为了方便与外部结构连接，在外连接板5和基板3上还设置有连接结构，所述连接结构为连接孔18。

当然，本发明中，根据工程的不同需要，可以在外连接板或/和基板上设置连接结构，所述连接结构包括连接孔、螺孔、连接销和卡扣等等，只要能实现方便可靠地与外部结构连接的作用，都可以应用于本发明中。在反压板7、壳体15及基板3构成的腔室中设置阻尼材料，除了可以采用固体弹性聚氨酯材料外，还可以采用弹性橡胶等其他固体阻尼材料。这些技术方案都是基于本发明技术原理的简单变化，在此仅以文字给予说明，都在本发明要求的保护范围之中，上述说明同样也适用于本发明的其也实施例，在此一并给予说明。

本例所述技术方案中，由于在反压板7、壳体15及基板3构成的腔室中设置阻尼材料，并将弹性支承元件2部分设置在阻尼材料中，构成一种粘弹性阻尼装置，因此当弹性支承元件承载后发生压缩和拉伸时，会剪切阻尼材料实现耗能，因此具有良好的减振效果。需要指出的是，阻尼材料的高度可以根据需要设定。

本例所述技术方案设置阻尼装置的结构更加简单，并且不占用摆放弹性支承元件2或反压弹性元件8的空间，便于实现更加紧凑的结构，空间利用率也更高。

实施例六

如图10和图11所示本发明抗拉隔振装置，与实施例五的不同之处在于，连接件由连接棒件4、中间承力板6和外连接板5焊接组合而成。此外，反压弹性元件8采用金属碟簧。另外，在反压板7、壳体15及基板3构成的腔室中设置阻尼材料17，本例中所述阻尼材料具体为液体阻尼材料，弹性支承元件2共设置一个，具体为一个螺旋钢弹簧，所述弹性支承元件2部分浸于阻尼材料中。

与实施例五相比，本例所述技术方案的结构更加紧凑，空间利用率更高。此外，本例所述技术方案中，弹性支承元件2不仅可以部分浸没于液体阻尼材料中，为进一步提高阻尼效果，弹性支承元件2还可以全部浸没于液体阻尼材料，甚至反压弹性元件8也可以部分或全部浸没于液体阻尼材料中，只需要在连接棒件4与反压板7之间设置常规密封结构，防止液体阻尼材料漏出即可。在此，仅以文字给予说明，不再另外附图，都在本发明要求的保护范围之中。

通过上述实施例可以看出，本发明抗拉隔振装置，通过增设反压板及反压弹性元件，利用反压弹性元件提供的反压作用力，抵消弹性支承元件回弹时产生的向上的拉力，避免弹性支承元件跳动的幅度过大，弹性支承元件从限位结构中脱出并且倾倒的情况，从而保证本发明抗拉隔振装置不仅具有良好的承压能力，而且还具有良好的抗拉能力，其工作状态更加稳定可靠，可以有效保证被隔振的设备或车辆的正常使用和运行安全，当然，为了更好地实现上述目的，一般情况下，应提前对反压弹性元件施加一定的预紧力，该预紧力作为反压作用力可以有效抵消弹性支承元件回弹时产生的向上的拉力。特别要指出的是，如果反压弹性元件的反压作用力使全部或至少大部分弹性支承元件实现预紧，进入所承受外力与自身的压缩位移成正比的线性变化阶段，可以消除或部分消除加工误差及装配误差对本发明抗拉隔振装置的***固有频率的影响，使其***固有频率变化范围更小，保证本发明抗拉隔振装置的固有频率参数始终处于合理可控水平，其隔振效果也将更加稳定可靠。为实现上述目的，一般情况下，反压弹性元件的预压缩行程应大于工作状态下弹性支承元件最大压缩变形量的110％。本发明抗拉隔振装置，结构简单，其不仅可以承受向下的压力，还能够承受向上的拉力，隔振效率高，隔振性能更加稳定可靠，安全性能更好，可以广泛应用于各种船舶动力设备、工业回转设备或轨道交通车辆运营的弹性隔振基础工程中，具有广阔的市场应用前景。

此外，本发明的实施例主要是为了方便理解本发明的技术原理，并不局限于上述实施例记载的内容，上述实施例记载的技术内容也可以进行交叉使用，基于本发明技术原理，本领域技术人员可以对上述实施例所述技术方案重新进行组合或利用同类技术对其中某些元件进行简单替换，只要基于本发明的技术原理，都在本发明要求的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种抗拉隔振装置，包括基板和弹性支承元件，所述弹性支承元件中包含金属压缩弹簧，其特征在于还包括反压弹性元件、反压板和连接件，连接件中设有中间承力板和外连接板，基板上设有连杆或壳体，连杆或壳体的底端与基板固定相连，反压板及其限位件设置在连杆顶部或者反压板固定设置在壳体顶部，所述反压弹性元件位于反压板和中间承力板之间，所述弹性支承元件位于中间承力板和基板之间，并且反压弹性元件对中间承力板的作用力方向与弹性支承元件对中间承力板的支承力方向相反；反压弹性元件包括至少一个压缩弹簧，压缩弹簧一端抵压在反压板上，另一端抵压作用于中间承力板上，而且压缩弹簧对中间承力板的作用力方向与弹性支承元件的对中间承力板的支承力方向相反；反压弹性元件的反压作用力使全部或至少大部分弹性支撑元件实现预紧。

2.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于压缩弹簧包括金属螺旋弹簧、金属碟簧、高分子材料制成的弹簧以及高分子材料与金属构成的复合弹簧。

3.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于压缩弹簧设置二个以上时，在连杆周围均匀布置。

4.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于压缩弹簧的预压缩行程应大于工作状态下弹性支承元件最大压缩变形量的110％。

5.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于反压板和中间承力板上分别设置反压弹性元件的对中限位块。

6.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于中间承力板和基板上分别设置弹性支承元件的对中限位块。

7.根据权利要求1或2所述的抗拉隔振装置，其特征在于中间承力板和基板之间或/和反压板和中间承力板之间设置阻尼装置。

8.根据权利要求7所述的抗拉隔振装置，其特征在于所述阻尼装置包括液压式阻尼装置、粘滞阻尼装置、电涡流阻尼装置、磁流变阻尼装置和粘弹性阻尼装置。

9.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于反压板、壳体及基板构成的腔室中设置阻尼材料，弹性支承元件至少部分置于阻尼材料中。

10.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于外连接板或/和基板上设置连接结构，所述连接结构包括连接孔、螺孔、连接销和卡扣。

11.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于所述限位件为锁紧螺母，相应的连杆顶部设置螺纹连接段。

12.根据权利要求1所述的抗拉隔振装置，其特征在于所述限位件为限位销，相应的连杆上设置销孔。