CN106801716B - 一种机械分子弹簧隔振缓冲装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种机械分子弹簧隔振缓冲装置，机械分子弹簧隔振缓冲技术以水为传力介质，以活塞和预压缩弹簧为承力元件，以机械分子弹簧隔振缓冲技术设计的隔振缓冲器主要由一个主活塞、多个次活塞、缸体和上端盖组成，主活塞用于承载质量，每个次活塞都与一个特定刚度的预压缩弹簧相连，缸体里装满水，该机械分子弹簧隔振缓冲器具有鲜明的分段线性刚度，包括承载段、工作段和限位段，可实现高静低动的刚度特性，具有工作压强低、性能参数可调等特点，特别适用于低频重载领域。
Description
技术领域
本发明属于隔振缓冲装置技术领域，具体涉及一种机械分子弹簧隔振缓冲装置。
背景技术
在航空、航天、航海和车辆工程领域，振动始终是焦点问题之一。一般来讲，振动会导致结构疲劳破坏，降低仪表设备使用性能，降低乘坐舒适性。在国防领域，强烈振动更是会影响武器装备的生存力及战斗技术性能。被动隔振技术因其简单、低价、可靠等优点而得到应用广泛，如金属弹簧隔振器、金属橡胶隔振器、橡胶隔振器、钢丝绳隔振器、空气弹簧隔振器等。但这些隔振器在重载低频领域的隔振效果往往不能达到人们的预期，其中最主要的问题就是重载下低固有频率与小静变形不可兼得的问题。分子弹簧隔振缓冲技术是采用水和具有纳米级疏水微孔的多孔材料混合而成的分子弹簧功能材料作为隔振缓冲介质，利用水分子在高压下可克服临界压强进入和逸出疏水微孔的原理，实现高静低动的刚度特性，分子弹簧隔振缓冲技术特别适用于重载低频隔振领域。分子弹簧隔振缓冲技术工作压强为20-200Mpa。
本发明所述机械分子弹簧隔振缓冲技术可在低压下实现类似于分子弹簧隔振缓冲技术的高静低动刚度特性。当水压还不能克服预压缩弹簧提供的预紧力之前，隔振器的刚度极大，为活塞压水的刚度，而一旦水压能够克服该预紧力，隔振器的刚度急剧降低并出现鲜明的转折，一旦变形过大从活塞和预紧块上的橡胶垫接触，刚度又急剧增加。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本申请提出一种机械分子弹簧隔振缓冲装置，具有高静低动刚度特性、工作压强低、可通过改变设计参数实现性能设计和结构简单等特性，可以根据同一个隔振设计要求得到多种解决方案，适用于不同的场合，特别适用于低频重载隔振领域，解决现有技术中重载下低固有频率与小静变形不可兼得等技术问题。
技术方案：一种机械分子弹簧隔振缓冲装置，所述机械分子弹簧隔振缓冲装置包括缸体、密封圈、上端盖、主活塞、沉头螺钉、橡胶垫圈、从活塞、弹簧、预紧块、橡胶垫以及水，所述密封圈设在缸体与上端盖的接触面上，上端盖上设有一组螺孔，缸体与上端盖通过螺孔内的沉头螺钉固定连接；所述上端盖中部设有往缸体内凸起的中空轴，所述主活塞设在上端盖的中空轴内，主活塞为丄形轴，分为竖直段和平行段，上端盖中心设有通孔，主活塞竖直段与上端盖上的通孔通过滑动配合，主活塞平行段和上端盖的中空轴滑动、密封配合；缸体内设有一组活塞筒，所述从活塞设在活塞筒内，从活塞与缸体之间的接触面垫有橡胶垫圈，从活塞与活塞筒滑动、密封配合；弹簧布置在活塞筒内，且套置在从活塞外，活塞筒下端设有螺纹孔，所述预紧块与活塞筒下端的螺纹孔连接，预紧块上表面垫有橡胶垫，所述水封闭在由主缸体、上端盖、主活塞和从活塞组成的封闭腔室内，形成密封液压容器。
作为本申请的一种优选技术方案：所述上端盖上螺孔数量为8个；
作为本申请的一种优选技术方案：所述上端盖中心通孔数量为1个。
作为本申请的一种优选技术方案：所述缸体内活塞筒数量为4个。
作为本申请的一种优选技术方案：所述预紧块中间有六角通孔，用于放置内六角扳手对弹簧进行预压缩。
作为本申请的一种优选技术方案：所述弹簧端部并紧、磨平。
有益效果：
1. 通过主活塞和从活塞协同作用，可在低于3Mpa下实现高静低动刚度特性。
2. 本申请机械分子弹簧隔振缓冲装置具有高静低动、工作水压低、设计参数多等特点，应用范围广泛，特别适合应用于低频重载领域。
3. 可以通过增加从活塞的数量来降低机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度。
4. 可以通过降低弹簧的刚度来降低机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度。
5. 可以通过降低主活塞与从活塞的面积比来降低机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度。
6. 可以通过增加弹簧的预压缩量来增加机械分子弹簧隔振缓冲装置的承载能力或工作压强。
7. 可以通过增加从活塞筒的长度来满足机械分子弹簧隔振缓冲装置隔振需求的变形量。
附图说明
图1是本申请机械分子弹簧隔振缓冲装置结构示意图。
图2是本申请机械分子弹簧隔振缓冲装置缸体俯视图。
图3是本申请机械分子弹簧隔振缓冲装置典型的力-位移曲线。
附图标记说明：1、缸体，2、密封圈，3、上端盖，4、主活塞，5、沉头螺钉，6、橡胶垫圈，7、从活塞，8、弹簧，9、预紧块，10、橡胶垫，11、水。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本申请的具体实施方式作进一步详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请，但不以任何形式限制本申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。
实施例1：
如图1和图2所示，一种机械分子弹簧隔振缓冲装置，所述机械分子弹簧隔振缓冲装置包括缸体1、密封圈2、上端盖3、主活塞4、沉头螺钉5、橡胶垫圈6、从活塞7、弹簧8、预紧块9、橡胶垫10以及水11，所述水11封闭在由主缸体1、上端盖3、主活塞4和从活塞7组成的封闭腔室内，形成密封液压容器；所述密封圈2设在缸体1与上端盖3的接触面上，上端盖3上设有8个螺孔，缸体1与上端盖3通过螺孔内的沉头螺钉5固定连接；所述上端盖3中部设有往缸体内凸起的中空轴，所述主活塞4设在上端盖3的中空轴内，主活塞4为丄形轴，分为竖直段和平行段，上端盖3中心设有1个通孔，主活塞4竖直段与上端盖3上的通孔通过滑动配合，增加整个装置的侧向稳定性，主活塞4平行段和上端盖3的中空轴滑动、密封配合；缸体1内设有4个活塞筒，所述从活塞设在活塞筒内所述从活塞7设在活塞筒内，从活塞7与缸体1之间的接触面垫有橡胶垫圈6，从活塞7与活塞筒滑动、密封配合；弹簧8布置在活塞筒内，且套置在从活塞7外，活塞筒下端设有螺纹孔，所述预紧块9与活塞筒下端的螺纹孔连接，预紧块9上表面垫有橡胶垫10，所述预紧块9中间有六角通孔，用于放置内六角扳手对弹簧8进行预压缩，通过调节预紧块9可改变弹簧8的压缩量，实现对从活塞预紧力的调节，所述弹簧8端部并紧、磨平。
通过预紧块9预压缩弹簧8对从活塞7施加预紧力，使用过程中负载压缩主活塞4对水施加压力，当水压无法克服施加在从活塞7上的预紧力时，从活塞7保持静止，机械分子弹簧隔振缓冲装置刚度增大，此阶段称为承载段；当水压克服施加在从活塞7上的预紧力后，从活塞7开始滑动，机械分子弹簧隔振缓冲装置刚度为套置在从活塞7上的弹簧8串联的刚度，机械分子弹簧隔振缓冲装置刚度降低，称为工作段；水压继续增加，水压迫使从活塞7继续滑动至从活塞7底面与垫在预紧块9上表面的橡胶垫10接触，机械分子弹簧隔振缓冲装置刚度又变大，此阶段为限位段，其总体刚度特性呈现出极高承载刚度、极低动态刚度和极高限位刚度的特性，机械分子弹簧隔振缓冲装置同时具备极低固有频率和小静变形的理想性能。机械分子弹簧隔振缓冲装置总体上的力-位移曲线呈现出分段的高-低-高刚度特性。其典型的刚度曲线如图3所示。
机械分子弹簧工作段的刚度可通过调节结构参数进行调节，工作段刚度随着从活塞7的数量增加而降低，工作段刚度随着主活塞4和从活塞面7积之比的降低而显著降低，随着弹簧8的刚度的降低而降低。
本申请机械分子弹簧隔振缓冲装置具有高静低动、工作水压低、设计参数多等特点，应用范围广泛，特别适合应用于低频重载领域，通过主活塞和从活塞协同作用，可在低于3Mpa下实现高静低动刚度特性，本装置工作水压低于现有技术中分子弹簧隔振缓冲技术工作压强为20-200Mpa，可以通过增加从活塞的数量来降低机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度；可以通过降低弹簧的刚度来降低机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度；可以通过降低主活塞与从活塞的面积比来降低机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度；可以通过增加弹簧的预压缩量来增加机械分子弹簧隔振缓冲装置的承载能力或工作压强；可以通过增加从活塞筒的长度来满足机械分子弹簧隔振缓冲装置隔振需求的变形量。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
以上对本申请的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本申请并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本申请的实质内容。
Claims (5)
1.一种机械分子弹簧隔振缓冲装置，其特征在于：所述机械分子弹簧隔振缓冲装置包括缸体(1)、密封圈(2)、上端盖(3)、主活塞(4)、沉头螺钉(5)、橡胶垫圈(6)、从活塞(7)、弹簧(8)、预紧块(9)、橡胶垫(10)以及水(11)，所述密封圈(2)设在缸体(1)与上端盖(3)的接触面上，上端盖(3)上设有一组螺孔，缸体(1)与上端盖(3)通过螺孔内的沉头螺钉(5)固定连接；所述上端盖(3)中部设有往缸体内凸起的中空轴，所述主活塞(4)设在上端盖(3)的中空轴内，主活塞(4)为丄形轴，分为竖直段和平行段，上端盖(3)中心设有通孔，主活塞(4)竖直段与上端盖(3)上的通孔通过滑动配合，主活塞(4)平行段和上端盖(3)的中空轴滑动、密封配合；缸体(1)内设有一组活塞筒，所述从活塞(7)设在活塞筒内，从活塞(7)与缸体(1)之间的接触面垫有橡胶垫圈(6)，从活塞(7)与活塞筒滑动、密封配合；弹簧(8)布置在活塞筒内，且套置在从活塞(7)外，活塞筒下端设有螺纹孔，所述预紧块(9)与活塞筒下端的螺纹孔连接，所述弹簧(8)端部并紧、磨平，预紧块(9)上表面垫有橡胶垫(10)，所述水(11)封闭在由缸体(1)、上端盖(3)、主活塞(4)和从活塞(7)组成的封闭腔室内，形成密封液压容器。
2.根据权利要求1所述的机械分子弹簧隔振缓冲装置，其特征在于：所述上端盖(3)上螺孔数量为8个。
3.根据权利要求1所述的机械分子弹簧隔振缓冲装置，其特征在于：所述上端盖(3)中心通孔数量为1个。
4.根据权利要求1所述的机械分子弹簧隔振缓冲装置，其特征在于：所述缸体(1)内活塞筒数量为4个。
5.根据权利要求1所述的机械分子弹簧隔振缓冲装置，其特征在于：所述预紧块(9)中间有六角通孔，用于放置内六角扳手对弹簧(8)进行预压缩。
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