CN113251101A

CN113251101A - 椭圆环隔振器

Info

Publication number: CN113251101A
Application number: CN202110521171.9A
Authority: CN
Inventors: 牛牧青; 韩文举; 陆泽琦; 陈立群
Original assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Current assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2021-08-13

Abstract

本申请提供了一种椭圆环隔振器，包括弹性隔振件及导向机构。所述弹性隔振件为椭圆环状结构，将所述弹性隔振件上位于椭圆短轴两端的部位设置为自由端及固定端，所述自由端用于连接被隔振物，所述固定端用于连接基础。所述导向机构包括可直线运动的移动件，所述移动件与所述自由端连接，且所述移动件的运动轨迹与所述椭圆短轴重合。本申请中的椭圆环隔振器与现有技术相比，具有结构简单、紧凑、安装方便等优点，同时，本申请可以通过调节弹性隔振件的椭圆形离心率，对激励中包含的超低频区域实现有效隔振。

Description

椭圆环隔振器

技术领域

本申请涉及减振装置的技术领域，特别涉及一种非线性隔振器。

背景技术

线性隔振器在外激励频率大于隔振器固有频率的

倍时能起到很好的隔振效果，然而当激励(如振荡或振动)包含危险的低频分量时，线性隔振器的使用将受到限制。非线性隔振器可以实现良好的低频振动抑制，但是，现有的非线性隔振器结构比较复杂，在实现超低频隔振时往往所需隔振器的体积比较大。

发明内容

本申请提供了一种椭圆环隔振器，以解决现有技术中非线性隔振器结构比较复杂，在实现超低频隔振时所需隔振器的体积比较大的问题。

为解决上述问题，本申请提供的技术方案为：一种椭圆环隔振器，包括弹性隔振件及导向机构。所述弹性隔振件为椭圆环状结构，将所述弹性隔振件上位于椭圆短轴两端的部位设置为自由端及固定端，所述自由端用于连接被隔振物，所述固定端用于连接基础。所述导向机构包括可直线运动的移动件，所述移动件与所述自由端连接，且所述移动件的运动轨迹与所述椭圆短轴重合。

使用本申请中的椭圆环隔振器，将弹性隔振件的两端，即自由端和固定端分别连接在被隔振物和基础上，此时弹性隔振件对被隔振物起到支撑作用，当被隔振物产生竖向振动时，带动自由端也产生竖向的振动，此时弹性隔振件将被隔振物的振动能转换为弹性隔振件的内能，以热量的形式散发至空气中，从而起到耗能及隔振的作用；同时，为了使弹性隔振件的自由端仅在竖向振动，以避免自由端产生横向的偏离，防止自由端带动被隔振物产生横向偏离，增设的导向机构可以对自由端和被隔振物进行竖向的导向，使被隔振物仅在竖向振动，以提高被隔振物的稳定性；弹性隔振件为椭圆环状结构，可以通过改变椭圆形的离心率，即改变椭圆形的扁平程度，进而适配多范围的超低频振动，应用范围较广。

本申请中的椭圆环隔振器与现有技术相比，具有结构简单、紧凑、安装方便等优点，同时，本申请可以通过调节弹性隔振件的椭圆形离心率，对激励中包含的超低频区域实现有效隔振。

在一种可能的设计方式中，所述自由端通过所述移动件与所述被隔振物连接。

在一种可能的设计方式中，所述自由端开设第一连接孔，所述第一连接孔内穿设并固定所述移动件。

在一种可能的设计方式中，所述移动件具有凸缘，通过螺栓将所述凸缘与所述被隔振物固定。

在一种可能的设计方式中，所述导向机构还包括导向杆，所述导向杆上滑动套设所述移动件。

在一种可能的设计方式中，所述固定端通过所述导向杆与所述基础连接。

在一种可能的设计方式中，所述固定端开设第二连接孔，所述导向杆具有第一螺杆部以及与所述第一螺杆部连接的限位台，所述第二连接孔内穿设所述第一螺杆部，所述第一螺杆部上旋拧螺母以将所述固定端压紧至所述限位台上。

在一种可能的设计方式中，所述导向杆具有第二螺杆部，用于与所述基础螺纹连接。

在一种可能的设计方式中，所述移动件为滑动直线轴承或者滚珠直线轴承。

在一种可能的设计方式中，所述弹性隔振件的材质包括金属或者非金属材料。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中，一种实施例提供的椭圆环隔振器的剖面图；

图2是本发明中，一种实施例提供的椭圆环隔振器的***图。

附图标记：10、弹性隔振件；11、自由端；12、固定端；20、导向机构；21、移动件；211、凸缘；22、导向杆；221、第一螺杆部；222、限位台；223、螺母；224、第二螺杆部；30、被隔振物。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

根据激振源的不同，隔振可分为两类。对于本身是振源的设备，为了减少它对周围机器、仪器和建筑物的影响，将它与支撑隔离开，以便减小传给支撑上的不平衡惯性力，称为积极隔振，又称主动隔振。水泵、发动机、锻锤机械等的隔振就属此类。积极隔振系数表示积极隔振效果；它等于隔振后传到地基上的力除以未隔振时传到支撑上去的力。对于振源来自支撑振动的情况，为了减少外界振动传到***中来，把***安装在一个隔振的台座上，使之与地基隔离，这种措施称为消极隔振，又称被动隔振。车辆的乘座、精密仪器的安装、环境运输的包装、舰艇上导弹发射架的隔振等都属此类。消极隔振系数表示消极隔振效果，它等于隔振后机器设备的振幅除以支撑运动的振幅。本申请属于被动隔振。

由隔振理论可知，传统线性隔振***可较好隔离中、高频振动，但隔离低频振动尤其是超低频振动的能力较差。非线性隔振器是可以实现良好的低频振动抑制，但是现有的非线性隔振器的结构比较复杂，在实现超低频隔振时所需隔振器的体积比较大。

本实施例提供了一种椭圆环隔振器，能够解决现有技术中非线性隔振器结构比较复杂的问题，在实现超低频隔振时所需隔振器的体积较小。

如图1-2所示，具体的，本实施例提供的技术方案为：一种椭圆环隔振器，包括弹性隔振件10及导向机构20。弹性隔振件10为椭圆环状结构，将弹性隔振件10上位于椭圆短轴两端的部位设置为自由端11及固定端12，自由端11用于连接被隔振物30，固定端12用于连接基础。导向机构20包括可直线运动的移动件21，移动件21与自由端11连接，且移动件21的运动轨迹与椭圆短轴重合。

其中，本实施例中的弹性隔振件10，由具有弹性、可弯曲的金属或者非金属材料制成。具体的，条状的金属板或者高分子材料板弯曲后首尾相接，构成了本实施例中的椭圆形的弹性隔振件10。

使用本申请中的椭圆环隔振器，将弹性隔振件10的两端，即自由端11和固定端12分别连接在被隔振物30和基础上，此时弹性隔振件10对被隔振物30起到支撑作用，当被隔振物30产生竖向振动时，带动自由端11也产生竖向的振动，此时弹性隔振件10将被隔振物30的振动能转换为弹性隔振件10的内能，以热量的形式散发至空气中，从而起到耗能及隔振的作用；同时，为了使弹性隔振件10的自由端11仅在竖向振动，以避免自由端11产生横向的偏离，防止自由端11带动被隔振物30产生横向偏离，增设的导向机构20可以对自由端11和被隔振物30进行竖向的导向，使被隔振物30仅在竖向振动，以提高被隔振物30的稳定性；弹性隔振件10为椭圆环状结构，可以通过改变椭圆形的离心率，即改变椭圆形的扁平程度，进而适配多范围的超低频振动，应用范围较广。

其中，上述的椭圆形的离心率是指：离心率是椭圆扁平程度的一种量度，离心率定义为椭圆两焦点间的距离和长轴长度的比值，椭圆的离心率可以形象地理解为，在椭圆的长轴不变的前提下，两个焦点离开中心的程度。

本申请中的椭圆环隔振器与现有技术相比，具有结构简单、紧凑、安装方便等优点，同时，本申请可以通过调节弹性隔振件10的椭圆形离心率，对激励中包含的超低频区域实现有效隔振。

如图1-2所示，在一种实施例中，自由端11通过移动件21与被隔振物30连接。

自由端11可以直接与被隔振物30连接，也可以通过移动件21与被隔振物30间接连接。

其中，本实施例中的导向机构20可以是直线轴承组件、直线导轨组件、齿轮齿条组件等可以进行直线运动的机构。由此，移动件21也就可以是直线轴承、滑块、齿轮等配件。

需要说明的是，当导向机构20是直线导轨组件时，为了避免滑块单向受力进而卡死在导轨内，需要对称布置两个直线导轨组件，可使自由端11在被滑块导引时受力能够均衡，以避免卡死情况出现，安装时自由端11和被隔振物30被连接在两个相对设置的滑块之间。

另外需要说明的是，当导向机构20是齿轮齿条组件时，齿轮虽然沿着齿条的长度方向做直线运动，但是齿轮本身还在进行自转，因此，齿轮与自由端11或者被隔振物30的连接处还需要增设轴承。

如图1-2所示，在一种实施例中，自由端11开设第一连接孔，第一连接孔内穿设并固定移动件21。

如前所述，自由端11可以通过移动件21与被隔振物30间接连接，自由端11与移动件21的连接方式可以有多种，自由端11的边缘处与移动端连接，或者如本实施例中，在自由端11上开孔，孔内穿设移动件21。本实施例中通过开孔穿设移动件21的方式，可使移动件21与自由端11的连接处由“点连接”变为“线连接”，能够提高二者之间的连接强度。

如图1-2所示，在一种实施例中，移动件21具有凸缘211，通过螺栓将凸缘211与被隔振物30固定。

移动件21的形状类似化工管道的法兰零件，凸缘211上沿其周向开设有多个安装孔，相对应的被隔振物30也具有多个安装孔，通过螺栓将凸缘211与被隔振物30固定连接，进而使移动件21与被隔振物30连接。

如图1-2所示，在一种实施例中，导向机构20还包括导向杆22，导向杆22上滑动套设移动件21。

如前所述，导向机构20可以是直线轴承组件，因此导向机构20还包括导向杆22，移动件21即为直线轴承，导向杆22的外部滑动套设移动件21。

如图1-2所示，在一种实施例中，固定端12通过导向杆22与基础连接。

固定端12可以直接与基础连接，也可以通过导向杆22与基础间接连接。本实施例中，固定端12通过导向杆22与基础连接。

如图1-2所示，在一种实施例中，固定端12开设第二连接孔，导向杆22具有第一螺杆部221以及与第一螺杆部221连接的限位台222，第二连接孔内穿设第一螺杆部221，第一螺杆部221上旋拧螺母223以将固定端12压紧至限位台222上。

如前所述，固定端12通过导向杆22与基础间接连接，固定端12与导向杆22的连接方式可以有多种，固定端12的边缘处与导向杆22连接，或者如本实施例中，在固定端12上开孔，孔内穿设导向杆22。本实施例中通过开孔穿设导向杆22的方式，可使导向杆22与固定端12的连接处由“点连接”变为“线连接”，能够提高二者之间的连接强度。

再进一步，导向杆22具有第一螺杆部221以及与第一螺杆部221连接的限位台222，第二连接孔内穿设第一螺杆部221，第一螺杆部221上旋拧螺母223以将固定端12压紧至限位台222上。由此，可使导向杆22与固定端12的连接处由“线连接”变为“面连接”，更进一步提高二者之间的连接强度。

如图1-2所示，在一种实施例中，导向杆22具有第二螺杆部224，用于与基础螺纹连接。

导向杆22与基础的连接方式也有多种，可以进行焊接、胶黏剂粘接等，不过该几种方式均为不可拆卸的连接方式，不便于零部件的维修更换。因此，为了解决该问题，可以将导向杆22与基础的连接方式设计成可拆卸的连接方式，具体为导向杆22的底部具有第二螺杆部224，基础开设螺孔，导向杆22通过第二螺杆部224旋拧如螺孔内。

在一种实施例中，移动件21为滑动直线轴承或者滚珠直线轴承。

滚珠直线轴承是一种直线运动***，用于直线行程与导向杆22配合使用。由于承载球与轴承外套点接触，钢球以最小的摩擦阻力滚动，因此直线轴承具有摩擦小，且比较稳定，不随轴承速度而变化，能获得灵敏度高、精度高的平稳直线运动。

滑动直线轴承是一种自润滑特性的直线运动***，其与滚珠直线轴承最大的区别就是滚珠直线轴承是滚动摩擦，轴承与导向杆22之间是点接触；而滑动直线轴承是滑动摩擦，轴承与导向杆22之间是面接触。

进一步的，根据滑动直线轴承两个相对运动表面油膜形成原理的不同，还可分为流体动压润滑轴承(也称动压轴承)和流体静压轴承(也称静压轴承)。一般采用流体动压润滑轴承，它通过轴承与导向杆22的相对运动把油带入两表面之间，形成足够的压力膜，将两表面隔开，从而承受载荷。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。除了通过润滑油以降低轴承与导向杆22之间的摩擦阻力，还可在滑动直线轴承内侧涂覆轴承合金、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯、改性聚甲醛等，以通过自润滑材料本身降低二者之间的摩擦阻力。

在一种实施例中，弹性隔振件10的材质包括金属或者非金属材料。

如前所述，弹性隔振件10的材质可以是金属，比如铜、铁、铝、锡、银等。可通过铸造一体成型构成本申请中的椭圆形弹性隔振件10，也可以通过金属板材弯曲后首尾焊接而成。

弹性隔振件10的材质还可以是非金属材料，比如高密度聚乙烯(HDPE)、聚己二酰己二胺(尼龙-66)、聚丙烯(PP)、含凯夫拉纤维(82vol％)的环氧树脂、含玻璃纤维(73.3vol％)的环氧树脂等。可通过注塑工艺一体成型构成本申请中的椭圆形弹性隔振件10，也可以通过上述非金属材料的板材弯曲后首尾粘接或者热熔连接而成。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种椭圆环隔振器，其特征在于，包括：

弹性隔振件(10)，所述弹性隔振件(10)为椭圆环状结构，将所述弹性隔振件(10)上位于椭圆短轴两端的部位设置为自由端(11)及固定端(12)，所述自由端(11)用于连接被隔振物(30)，所述固定端(12)用于连接基础；导向机构(20)，所述导向机构(20)包括可直线运动的移动件(21)，所述移动件(21)与所述自由端(11)连接，且所述移动件(21)的运动轨迹与所述椭圆短轴重合。

2.根据权利要求1所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述自由端(11)通过所述移动件(21)与所述被隔振物(30)连接。

3.根据权利要求2所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述自由端(11)开设第一连接孔，所述第一连接孔内穿设并固定所述移动件(21)。

4.根据权利要求2所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述移动件(21)具有凸缘(211)，通过螺栓将所述凸缘(211)与所述被隔振物(30)固定。

5.根据权利要求1所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述导向机构(20)还包括导向杆(22)，所述导向杆(22)上滑动套设所述移动件(21)。

6.根据权利要求5所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述固定端(12)通过所述导向杆(22)与所述基础连接。

7.根据权利要求6所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述固定端(12)开设第二连接孔，所述导向杆(22)具有第一螺杆部(221)以及与所述第一螺杆部(221)连接的限位台(222)，所述第二连接孔内穿设所述第一螺杆部(221)，所述第一螺杆部(221)上旋拧螺母(223)以将所述固定端(12)压紧至所述限位台(222)上。

8.根据权利要求6所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述导向杆(22)具有第二螺杆部(224)，用于与所述基础螺纹连接。

9.根据权利要求5所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述移动件(21)为滑动直线轴承或者滚珠直线轴承。

10.根据权利要求1所述的椭圆环隔振器，其特征在于，所述弹性隔振件(10)的材质包括金属或者非金属材料。