CN112922996A - 三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器及工作方法 - Google Patents

三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器及工作方法 Download PDF

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陈小超
陈雄雄
任子林
吴章斌
薛新
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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Abstract

本发明提供了一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，包括底座、壳体、支撑体，所述壳体罩设固定在底座上，支撑体设置在壳体内，支撑体上侧面中部向上延伸形成连接臂，壳体上表面中部设置有供连接臂外端伸出的通孔，壳体内设置有减振组件，减振组件包括上下对称设置的两个减振单元，减振单元包括碗形金属橡胶、斜置的圆周均布在碗形金属橡胶外周的螺旋弹簧，支撑体夹固在上下两个碗形金属橡胶之间，螺旋弹簧内端经球形万向节A与碗形金属橡胶内端铰接，螺旋弹簧外端经球形万向节B连接万向连接轴套，本减振器采用的金属橡胶和螺旋弹簧作为核心减振元件，可实现减振器在长宽高三个方向上的同量级刚度减振和较大的位移补偿。

Description

三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器及工作方法
技术领域
本发明涉及一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器及工作方法。
背景技术
在当前的三向减振器研究领域当中，许多学者主要还是以传统的橡胶类元件作为减振器的减振核心元件，但此类橡胶件由于其本身的材料所致，使其难以满足在复杂环境下长时间正常工作的要求。由于减振器的功能要求，大多数的减振器主要采用竖直或水平放置的螺旋弹簧作为减振器的核心元件，会导致其空间利用率较低，而且使用场合固定单一。
现有的三向减振器。其存在的问题和缺陷主要有：(1)以传统橡胶类元件作为减振器的核心减振元件，难以满足减振器在复杂环境下长时间的正常工作的要求。(2)当前减振器的设计主要以三向的刚度条件为主，而没有整合三向的位移补偿需求。(3)现有三向减振器由于其弹簧的竖直或水平放置，在受载时弹簧会发生弯曲变形。
发明内容
有鉴于此，针对大型机械装备在复杂服役环境下承受多向载荷的减振及位移补偿问题，本发明的目的是提出一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器及工作方法。
本发明采用以下方案实现：一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，包括底座、壳体、支撑体，所述壳体罩设固定在底座上，支撑体设置在壳体内，支撑体上侧面中部向上延伸形成连接臂，壳体上表面中部设置有供连接臂外端伸出的通孔，壳体内设置有减振组件，支撑体经减振组件与壳体相连接；
所述减振组件包括上下对称设置的两个减振单元，上侧的减振单元套设在连接臂上；
所述减振单元包括碗形金属橡胶、斜置的圆周均布在碗形金属橡胶外周的螺旋弹簧，支撑体夹固在上下两个碗形金属橡胶之间，螺旋弹簧内端经球形万向节A与碗形金属橡胶内端铰接，螺旋弹簧外端经球形万向节B连接万向连接轴套，上下侧的万向连接轴套分别固定在壳体和底座上。
进一步的，所述碗形金属橡胶外端设置有外凸缘，碗形金属橡胶上套设有压固外凸缘的锁紧垫片，上下侧的锁紧垫片分别经紧固螺栓A固定在壳体和底座上。
进一步的，所述碗形金属橡胶内端设置有由外至内依次设置的夹板A、夹板B，球形万向节A的球头部夹固在夹板A、夹板B之间并与转动配合；夹板A、夹板B经紧固螺栓B锁固，支撑体夹固在上下两夹板B之间。
进一步的，所述球形万向节A包括基座A，基座A外端设置有球头部A，内端设置有插柱，基座经插柱套设在螺旋弹簧内端，基座抵靠螺旋弹簧内端。
进一步的，所述球形万向节B包括基座B，基座B外端设置有球头部B，内端与螺旋弹簧外端固定连接。
进一步的，所述碗形金属橡胶外周设置四个螺旋弹簧，各个螺旋弹簧分别与壳体的一个对角线同轴心。
进一步的，所述底座上开设有固定接口，连接臂外端设置有用于连接设备的接口。
一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器的工作方法：通过减振器的连接臂外端的接口与所需隔振设备相连，并通过底座上的固定接口将减振器与设备地基相连，固定好减振器之后，在额定载荷下对设备提供长宽高三个方向的同量级刚度减振和阻尼耗能以及位移补偿。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：采用的金属橡胶和螺旋弹簧作为核心减振元件，避免了现有技术中传统橡胶类减振器不能在复杂环境下长时间正常工作的问题；可实现减振器在长宽高三个方向上的同量级刚度减振和较大的位移补偿；减振器内部的上下对称结构，使得减振器可同时满足承压安装及吊装，应用场合较广。
附图说明
图1为减振器整体结构示意图。
图2为减振器的内部剖视图。
图3为螺旋弹簧的结构示意图。
图中：1-壳体；2-碗形金属橡胶；3-锁紧垫片；4-紧固螺栓A；5-球形万向节A；6-螺旋弹簧；7-球形万向节B；8-万向连接轴套；9-固定接口；10-底座；11-夹板A；12-夹板B；13-紧固螺栓B；14-支撑体；15-连接臂；16-外壳与底座的锁紧螺栓。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1-3所示，一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，包括底座10、壳体1、支撑体14，所述壳体罩设固定在底座上，支撑体设置在壳体内，支撑体上侧面中部向上延伸形成连接臂15，壳体上表面中部设置有供连接臂外端伸出的通孔，壳体内设置有减振组件，支撑体经减振组件与壳体相连接；
所述减振组件包括上下对称设置的两个减振单元，上侧的减振单元套设在连接臂上；
所述减振单元包括碗形金属橡胶2、斜置的圆周均布在碗形金属橡胶外周的螺旋弹簧6，支撑体夹固在上下两个碗形金属橡胶之间，螺旋弹簧内端经球形万向节A5与碗形金属橡胶内端铰接，螺旋弹簧外端经球形万向节B7连接万向连接轴套8，上下侧的万向连接轴套分别固定在壳体和底座上，以螺旋弹簧与碗形金属橡胶配合共同实现减振器的三向阻尼耗能减振及位移补偿功能。
在本实施例中，所述碗形金属橡胶外端设置有外凸缘，碗形金属橡胶上套设有压固外凸缘的锁紧垫片3，上下侧的锁紧垫片分别经紧固螺栓A4固定在壳体和底座上。
在本实施例中，所述碗形金属橡胶内端设置有由外至内依次设置的夹板A11、夹板B12，球形万向节A的球头部夹固在夹板A、夹板B之间并与转动配合；夹板A、夹板B经紧固螺栓B13锁固，支撑体夹固在上下两夹板B之间，夹板A抵靠碗形金属橡胶内端。
在本实施例中，所述球形万向节A包括基座A，基座A外端设置有球头部A，内端设置有插柱，基座经插柱套设在螺旋弹簧内端，基座抵靠螺旋弹簧内端。
在本实施例中，所述球形万向节B包括基座B，基座B外端设置有球头部B，内端与螺旋弹簧外端固定连接。
在本实施例中，所述碗形金属橡胶外周设置四个螺旋弹簧，各个螺旋弹簧分别与壳体的一个对角线同轴心。
在本实施例中，所述底座上开设有固定接口9，连接臂外端设置有用于连接设备的接口。
一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器的工作方法：通过减振器的连接臂外端的接口与所需隔振设备相连，并通过底座上的固定接口将减振器与设备地基相连，固定好减振器之后，在额定载荷下对设备提供长宽高三个方向的同量级刚度减振和阻尼耗能以及位移补偿。
本减振器由螺旋弹簧、金属橡胶阻尼元件以及其他连接件装配而成。减振器内部设计为上下对称结构，可同时实现吊装以及承压安装，并可在高低温、湿热、辐照、盐雾、油雾等复杂环境下应用的纯金属减振装置。
本减振器采用的金属橡胶和金属弹簧作为核心减振元件，避免了现有技术中传统橡胶类减振器不能在复杂环境下长时间正常工作的问题，提高了减振器的在面对复杂环境能够正常工作的能力，延长了其使用周期。
本减振器可实现减振器在长宽高三个方向上的同量级刚度减振和较大的位移补偿。
本减振器采用球形万向节连到螺旋弹簧的一端，可避免螺旋弹簧的弯曲变形，使其在工作中始终承受轴向压力。
本减振器可用作机械设备的减振，既适用于传统的汽车领域，又能广泛应用于航天、航海、核能等工作环境恶劣的领域。
本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸的固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：包括底座、壳体、支撑体，所述壳体罩设固定在底座上，支撑体设置在壳体内，支撑体上侧面中部向上延伸形成连接臂，壳体上表面中部设置有供连接臂外端伸出的通孔，壳体内设置有减振组件，支撑体经减振组件与壳体相连接；
所述减振组件包括上下对称设置的两个减振单元，上侧的减振单元套设在连接臂上；
所述减振单元包括碗形金属橡胶、斜置的圆周均布在碗形金属橡胶外周的螺旋弹簧，支撑体夹固在上下两个碗形金属橡胶之间，螺旋弹簧内端经球形万向节A与碗形金属橡胶内端铰接，螺旋弹簧外端经球形万向节B连接万向连接轴套，上下侧的万向连接轴套分别固定在壳体和底座上。
2.根据权利要求1所述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：所述碗形金属橡胶外端设置有外凸缘，碗形金属橡胶上套设有压固外凸缘的锁紧垫片，上下侧的锁紧垫片分别经紧固螺栓A固定在壳体和底座上。
3.根据权利要求1述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：所述碗形金属橡胶内端设置有由外至内依次设置的夹板A、夹板B，球形万向节A的球头部夹固在夹板A、夹板B之间并与转动配合；夹板A、夹板B经紧固螺栓B锁固，支撑体夹固在上下两夹板B之间。
4.根据权利要求1所述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：所述球形万向节A包括基座A，基座A外端设置有球头部A，内端设置有插柱，基座经插柱套设在螺旋弹簧内端，基座抵靠螺旋弹簧内端。
5.根据权利要求1所述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：所述球形万向节B包括基座B，基座B外端设置有球头部B，内端与螺旋弹簧外端固定连接。
6.根据权利要求1所述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：所述碗形金属橡胶外周设置四个螺旋弹簧，各个螺旋弹簧分别与壳体的一个对角线同轴心。
7.根据权利要求1所述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：所述底座上开设有固定接口，连接臂外端设置有用于连接设备的接口。
8.一种三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器的工作方法，采用如权利要求8所述的三向同量级刚度及位移补偿的阻尼减振器，其特征在于：通过减振器的连接臂外端的接口与所需隔振设备相连，并通过底座上的固定接口将减振器与设备地基相连，固定好减振器之后，在额定载荷下对设备提供长宽高三个方向的同量级刚度减振和阻尼耗能以及位移补偿。
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