CN101598187B - 一种复合减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合减震器，包括主动减震装置和被动减震装置，所述的主动减震装置包括主动壳体及滑动插装在主动壳体上的推杆，推杆上的径向挡板位于主动壳体内并将主动壳体的内腔分为上、下两个空腔，两个空腔内分别设置有上、下两个用于正反向驱动推杆的压电陶瓷堆；所述的被动减震装置通过其弹性体与所述的主动壳体串联相接。该减震器能实现双向主动减震，频率特性可以调节，减震的性能更加稳定可靠，适应的温度范围更宽，减震器频率特性漂移更小；同时，主动减震装置可消减低频线谱震动，被动减震装置可消减随机震动与中高频线谱震动，从而实现全频段内震动能量的最大消减。

Description

一种复合减震器
技术领域
本发明属于减震器技术领域，特别是涉及一种主、被动复合减震器。
背景技术
目前，被动减震器应用的领域越来越宽，但现有的被动减震器的频率特性不能够调节，并且难以达到重量轻、体积小、结构紧凑及全频段消减震动信号的技术要求，对于高频震动，其消减效果比较好，但对于低频振动，由于体积庞大，重量重，限制了其应用范围；而随着基于新型功能材料的驱动器的研制开发，许多基于新型功能材料的主动减震器应运而生，虽然其丰富了减震器的应用范围，满足了某些特殊领域的技术要求，但是主动减震器对中低频线谱震动消减效果良好，其对随机与高频震动消减效果却不如被动减振器。
如图1所示为现有的压电陶瓷复合减震器，在使用时，其上的压电陶瓷堆15在控制电压的驱动下，可通过活塞13使得活塞杆14发生位移，起到减震作用；该减震器在活塞13和活塞杆14之间设有一个液压位移扩展器12，通过该扩展器12内的不可压缩液体将活塞13处的运动经放大并传递给活塞杆14。由此可见，该减震器通过压电陶瓷堆15、活塞13和液压位移扩展器12一起作用带动活塞杆14实现减震，其整体结构较为复杂，并且，液压位移扩展器12内的不可压缩液体在使用过程中还可能会产生泄露现象，影响减震效果甚或造成减震失效。另外，该减震器上叠加的减震弹性体16采用橡胶材料制成，频率特性受温度影响大，而且散热困难，容易老化而造成整个减震器失效，从而影响减震器的整体性能和寿命。另外，现有的压电陶瓷复合减震器只能承受压应力，不能承受拉应力，其中的压电陶瓷作动器只能单方向工作，位移伸长时起作用，缩短时不起作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种减震性能稳定，能实现双向主动减震，以及能消减全频段内的随机和线谱震动的复合减震器。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合减震器，包括主动减震装置和被动减震装置，所述的主动减震装置包括主动壳体及滑动插装在主动壳体上的推杆，推杆上的径向挡板位于主动壳体内并将主动壳体的内腔分为上、下两个空腔，两个空腔内分别设置有上、下两个用于正反向驱动推杆的压电陶瓷堆；所述的被动减震装置通过其弹性体与所述的主动壳体串联相接。
所述的主动壳体由主动壳身和主动壳盖螺旋连接构成。
所述的被动减震装置包括套装在主动壳体外围的被动壳体，被动壳体与主动壳体之间设有阻尼件；所述的弹性体有两个，两弹性体分别设置在所述阻尼件与被动壳体轴向两端内壁之间。
所述的被动壳体由被动壳身和被动壳盖螺旋连接构成。
所述的主动壳盖和被动壳盖位于该复合减震器的同一侧。
所述主动壳体的外壁上设有阻尼卡槽，所述的阻尼件卡装于该阻尼卡槽内，所述的弹性体均顶置在该阻尼卡槽相应的槽壁上。
所述的弹性体为弹簧。
所述的弹簧是圆柱形金属弹簧或者塔形金属弹簧。
本发明提供的复合减震器在主动壳体的内部设有上、下两个压电陶瓷堆，在使用时，主动壳体内的上、下压电陶瓷堆分别加等幅的正向电压和反向电压，其中一个伸长时，另一个缩短，使得上、下压电陶瓷堆之间的径向挡板带动推杆一并上下往复运动，以消减低频线谱震动；同时，被动减震装置通过其弹性体与主动壳体串联相接，并通过该弹性体可消减随机震动与中高频线谱震动，从而实现全频段内震动能量的最大消减。该减震器与现有的压电陶瓷复合减震器相比，由于没有设置液压位移扩展器，从而避免了液压位移扩展器泄露不可压缩液体的现象，使得减震的性能更加稳定可靠。另外，由于采用上、下两个压电陶瓷堆实现双向驱动，克服了现有压电陶瓷复合减震器中的压电陶瓷作动器只能单向起作用的缺点。
本发明中，主、被动壳体均由对应的壳身和相应的壳盖螺旋连接构成，使得主、被动壳体内部的空腔大小可以调节，即上、下压电陶瓷堆的预压力和弹性体的初始状态均可以调节，从而使得该复合减震器频率特性可以调节，应用范围更为广泛；主动壳盖和被动壳盖均位于该复合减震器的同一侧，使得调节均在同一方向，不仅放置方便，操作也更为简便；被动减震装置采用金属弹簧进行减震，相对于现有减震器采用橡胶材质的弹性体相比，不仅温度稳定性更好，频率输出更小，而且使用寿命较长；金属弹簧采用塔形弹簧，根据其自身的特性，可将塔形弹簧压缩的更薄，弹力行程更大，从而得到更好的减震效果。
附图说明
图1是现有压电陶瓷复合减震器的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明提供的复合减震器包括主动减震装置和被动减震装置，其中，主动减震装置包括主动壳体及滑动插装在主动壳体上的推杆11，主动壳体可由主动壳身1和主动壳盖8螺旋连接构成，推杆11上的径向挡板10位于主动壳体内并将主动壳体的内腔分为上、下两个空腔，两个空腔内分别设置有上、下两个用于正反向驱动推杆的压电陶瓷堆2、3，主动壳体的外壁上还设有阻尼卡槽6；被动减震装置包括套装在主动壳体外围的被动壳体，被动壳体也由被动壳身5和被动壳盖9螺旋连接构成，被动壳体的内壁通过一阻尼件7与主动壳体1的外壁呈接触状配合，阻尼件7卡装于阻尼卡槽6内，阻尼件7与被动壳体5轴向两端的内壁之间还分别设有弹性体，两弹性体均顶置在阻尼卡槽6相应的槽壁上，被动减震装置就是通过该弹性体与主动壳体串联相接的，其中，弹性体为金属材质的塔形弹簧4，塔形弹簧4外径小的一端朝向阻尼件7。另外，弹性体也可采用金属材料的圆柱形弹簧或者金属簧片及其他材质的弹簧等能起到弹性减震作用的元件。上述主动壳盖8和被动壳盖9均位于该复合减震器的同一侧。
本发明的复合减震器在工作时，对上、下压电陶瓷堆2、3分别加等幅的正向电压和反向电压，当上压电陶瓷堆2伸长时，下压电陶瓷堆3会缩短，并通过推杆11将位移传递给机座，从而消除低频线谱震动；若震动较大，两个压电陶瓷堆2、3无法消除全部震动时，下压电陶瓷堆3会将力传递给主动壳盖8，主动壳盖8带动整个主动减震装置向下移动，此时，被动壳体内的塔形弹簧4工作，从而消减随机震动与中高频线谱震动，以实现全频段内震动能量的最大消减；反之，当上压电陶瓷堆2缩短时，下压电陶瓷堆3会伸长，其工作原理一样，也可实现全频段内的随机和线谱震动的最大消减。

Claims (10)

1.一种复合减震器，包括主动减震装置和被动减震装置，其特征在于：所述的主动减震装置包括主动壳体及滑动插装在主动壳体上的推杆，推杆上的径向挡板位于主动壳体内并将主动壳体的内腔分为上、下两个空腔，所述的上、下两个空腔内各设有一个用于正反向驱动推杆的压电陶瓷堆；所述的被动减震装置通过其弹性体与所述的主动壳体串联相接。
2.根据权利要求1所述的复合减震器，其特征在于：所述的主动壳体由主动壳身和主动壳盖螺旋连接构成。
3.根据权利要求1所述的复合减震器，其特征在于：所述的被动减震装置包括套装在主动壳体外围的被动壳体，被动壳体与主动壳体之间设有阻尼件；所述的弹性体有两个，两弹性体分别设置在所述阻尼件与被动壳体轴向两端内壁之间。
4.根据权利要求3所述的复合减震器，其特征在于：所述的主动壳体由主动壳身和主动壳盖螺旋连接构成。
5.根据权利要求4所述的复合减震器，其特征在于：所述的被动壳体由被动壳身和被动壳盖螺旋连接构成。
6.根据权利要求5所述的复合减震器，其特征在于：所述的主动壳盖和被动壳盖位于该复合减震器的同一侧。
7.根据权利要求3-6中任一项权利要求所述的复合减震器，其特征在于：所述主动壳体的外壁上设有阻尼卡槽，所述的阻尼件卡装于该阻尼卡槽内，所述的弹性体均顶置在该阻尼卡槽相应的槽壁上。
8.根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的复合减震器，其特征在于：所述的弹性体为弹簧。
9.根据权利要求8所述的复合减震器，其特征在于：所述的弹簧是圆柱形金属弹簧或者塔形金属弹簧。
10.根据权利要求7所述的复合减震器，其特征在于：所述的弹性体为弹簧，该弹簧是圆柱形金属弹簧或者塔形金属弹簧。 
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