CN101865235B - 一种抗强冲击隔振缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗强冲击隔振缓冲器，该隔振器以底座套为主架，底座套内装有主弹簧模块、阻尼缓冲簧模块以及安装连接结构模块，其中在底座套内圆与阻尼缓冲簧模块的直簧片和弯簧片之间填充一圈缓冲网垫，形成了一道弹性箍环，当缓冲器受到较大的水平向冲击力时，缓冲网垫可以增强缓冲效果，同时可以约束直簧片和弯簧片，使之不会脱离压紧机构而散落。同时增加了垂直方向缓冲弹簧，当主弹簧受垂直冲击力位移，接触到缓冲弹簧时，缓冲弹簧可以抵消部分冲击力，而且当冲击力消失后，对主弹簧提供复位帮助。

Description

一种抗强冲击隔振缓冲器

技术领域

本发明涉及一种机电设备用隔振缓冲装置，尤其是一种适用于在舰船电子设备舱中采用标准通用机柜、并承受强冲击的安全隔振缓冲器。

背景技术

舰船电子设备(系统)不仅本身制造精密，同时工作条件恶劣，除受到正常航行时的振动、冲击、摇摆等力学环境外，在战时还可能受到水雷、鱼雷等水下爆炸、我方武器发射和敌方武器命中等引起的强冲击激励，所以要求有非常良好的隔振缓冲保护。

由于舰艇电子设备的标准化、通用化和模块化越来越高，对于不同功能的电子设备，在重量、质心都不相同的条件下，仍然要求隔振器的外形尺寸、安装方式及加载后的工作高度必须相同，而每个隔振器的实际承载量却有很大差别。为了获得具有抑制共振，减少耦合振动的有害影响和具有抗强冲击特性的隔振缓冲系统，根据振动控制设计理论，选用的隔振器必须满足以下要求：

1、在与某一座标轴向正交的平面内，同一机柜中选用的隔振器刚度中心必须逼近质量中心(即质心G}，最好是重合。

2、现有无谐振峰隔振器在垂直方向上承受强冲击性能尚好。但在水平方向进行强冲击时，易引起簧片弯曲变形大，甚至折断。其原因在于：

①锥环外缘与上盖内壁及下环与底座内壁接触面太小，理论上为线接触，水平冲击时是刚性冲击接触应力大；

②当直簧片与帽盖调到所需抑制共振的阻尼后，弯簧片与帽盖间的间隙(图1)过大，目前为1-1.5mm，只有在直簧片产生占变形后，弯簧片才开始工作。从而易造成直簧片产生永久变形甚至折断。

③簧片上端简支在开口环内，受水平冲击时，不能限制转角变形。

为此，本申请人在2003年6月12日提出了一项名称为“模块化抗冲击型无峰隔振器”的发明专利申请(公开号CN1457229A)，该隔振器主要由减振弹簧、阻尼弹簧及连接机构所组成，该隔振器采用模块化结构，将减振弹簧部分、阻尼弹簧部分、连接机构部分分别构成主弹簧模块、阻尼缓冲簧模块以及安装连接结构模块，其中：

抗强冲击阻尼缓冲簧模块由沿开口环和垫套圆周均匀分布、并按一定比例间隔排列的直簧片、弯簧片、起水平缓冲作用的“O”型圈A和“O”型圈B，以及相应的锥环、开口环、下环和垫套等结构件组成。抗强冲击主要依靠以下原理：

(a)在隔振器垂直轴向，强冲击产生的冲击应力主要由弯簧片承担，帽盖与弯簧片开始时是不接触的，当隔振器受强冲击位移一段后与弯簧片接触，弯簧片开始工作，根据隔振器公称载荷，适当配置弯簧片的数量或改变弯簧片的厚度，即可获得垂直轴抗强冲击能力。

(b)在水平轴向，强冲击产生的冲击应力和冲击能量是由直簧片、弯簧片承担，受水平冲击时，帽盖带动整个阻尼缓冲簧模块沿冲击方向移动，首先通过“O”型圈A和B使得锥环和上盖以及下环和底座间的接触面积增大，从而大大降低了表面接触应力：紧接着，帽盖顶弯直簧片并变形后与弯簧片接触。此时沿冲击方向与帽盖接触的半圆周簧片同时开始工作，有效地保护了主弹簧不受强冲击的有害影响。

但是，在实际应用中，当受到水平向冲击力过大时，簧片变形量大，上端有可能会从开口环的内槽中脱离从而导致簧片散落。此外，主弹簧模块下的空间较大，但缺少辅助减震机构，当变形量大时也没有回复力支撑。

发明内容

本发明目所要解决的技术问题是提供一种在遭受过大强冲击情况下，簧片不会散落，仍能正常工作的安全隔振缓冲器。

本发明的另一种目的是增加辅助减震机构，当变形量大时对主弹簧提供回复力支撑。

本发明所述的一种抗强冲击隔振缓冲器，包括底座套、底板、上盖、帽盖、调节螺栓、调节螺母、主弹簧、直簧片和弯簧片；该隔振器以底座套为主架，底板通过螺纹连接固定在底座套内圆底部，上盖通过螺纹连接固定在底座套的顶部，从而组成该隔振器的外壳；帽盖的上部位于底座套外，下部由底座套上沿伸入底座套内，帽盖的上部套在调节螺栓中部的外圆周上，帽盖顶部由六角圈通过螺纹连接将帽盖和调节螺栓固定在一起；调节螺栓的下部外圆周上设有调节螺母，主弹簧的两端分别顶在调节螺母和底板上；直簧片和弯簧片间隔设置在底座套的内圆中，形如一个圆筒状将主弹簧包围，直簧片和弯簧片的两端通过压紧机构压紧，帽盖的下端有一圈向外折的圆环形边，该边位于直簧片和弯簧片向外弯曲的位置；在底座套内圆与直簧片和弯簧片构成的圆筒状结构之间填充一圈缓冲网垫。

为了增加辅助减震机构，当变形量大时对主弹簧提供回复力支撑，可以在底板轴心位置设有弹簧座，在弹簧座上设有缓冲弹簧，该缓冲弹簧的上端装有闷塞并处于自由状态。当主弹簧受力位移，接触到缓冲弹簧时，缓冲弹簧可以抵消部分冲击力，而且当冲击力消失后，对主弹簧提供复位帮助。

上述直簧片和弯簧片的两端的压紧机构为：在底板的上面设有垫套，直簧片和弯簧片的下端位于垫套上，由下环将直簧片和弯簧片的下端压在垫套上；在直簧片和弯簧片的上端的外侧固定有开口环，开口环的上端内侧开有一个环形槽，直簧片和弯簧片的上端卡在槽内。

在开口环外圆周上设有锥环，在锥环外圆周上设有第一“O”型圈，在下环的外圆周上设有第二“O”型圈。通过设置“O”型圈，将锥环与上盖、下环与底座之间的金属件“硬冲击”变为金属与橡胶间的“软冲击”，极大地降低了水平强冲击时的表面接触应力和峰值冲击力。同时，由于“O”型圈的介入，也减小了主弹簧的水平极限位移和主弹簧中的剪切应力，提高了隔振器的使用寿命。

本发明通过在底座套内圆与直簧片和弯簧片构成的圆筒状结构之间填充一圈缓冲网垫，形成了一道弹性箍环，当缓冲器受到较大的水平向冲击力时，直簧片和弯簧片形成的圆筒状结构向受力方向位移，当触到缓冲网垫时，缓冲网垫可以增强缓冲效果，同时可以约束直簧片和弯簧片，使之不会脱离压紧机构而散落，同时增加了辅助减震机构，并且当变形量大时对主弹簧提供复位帮助。本发明在现有技术基础上进行了改进，改进过程中对现有技术的结构影响不大，但是却起到了良好的应用效果，效费比较高。

附图说明

图1本发明总体结构示意图，

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

本发明是一种抗强冲击隔振缓冲器，该隔振器采用模块化结构，主要由主弹簧模块、阻尼缓冲簧模块以及安装连接结构模块组成；其中，

主弹簧模块包括六角圈1，调节螺栓3，调节螺母4，销钉5，主弹簧6，阻尼缓冲簧模块包括帽盖2，锥环7，第一“O”型圈8，开口环9，直簧片10，第二“O”型圈11，下环12、垫套13、弯簧片14，安装连接结构模块包括底板15、底座16、上盖17。

该隔振器以底座套16为主架，底板15通过螺纹连接固定在底座套16内圆底部，上盖17通过螺纹连接固定在底座套16的顶部，从而组成该隔振器的外壳。帽盖2的上部位于底座套16外，下部由底座套16上沿伸入底座套16内，帽盖2的上部套在调节螺栓3中部的外圆周上，帽盖2顶部由六角圈1通过螺纹连接将帽盖2和调节螺栓3固定在一起；调节螺栓3的下部外圆周上设有调节螺母4，主弹簧6的两端分别顶在调节螺母4和底板15上。直簧片10和弯簧片14间隔设置在底座套16的内圆中，形如一个圆筒状将主弹簧6包围。直簧片10和弯簧片14的两端通过压紧机构压紧直簧片10和弯簧片14的下端位于垫套13上，由下环12将直簧片10和弯簧片14的下端压在垫套13上，第二“O”型圈11套在下环12的外圆周上；在直簧片10和弯簧片14的上端的外侧固定有开口环9，在开口环9外圆周上设有锥环7，在锥环7外圆周上设有第一“O”型圈8；帽盖2的下端有一圈向外折的圆环形边，该边位于直簧片10和弯簧片14向外弯曲的位置。在底座套16内圆与直簧片10和弯簧片14构成的圆筒状结构之间填充一圈缓冲网垫18。在底板15轴心位置设有弹簧座19，在弹簧座19上设有缓冲弹簧(20)，该缓冲弹簧20的上端装有闷塞21并处于自由状态。

本发明的安装过程为：

1、将下环12放入特制夹具内，将计算好的、与公称载荷相适配的若干根直簧片10和弯簧片14按顺序均匀排列在其内凸缘上，然后将垫套I3自簧片根部压入后紧固并铆接成组件。组件取出后套上第二“O”型圈，将帽盖2装入组件内，在簧片上端套入开口环9，在底座套内圆与簧片构成的圆筒状结构之间填充一圈缓冲网垫，缓冲网垫的尺寸与填充空间相适配。再装入已套好第一“O”型圈的锥环，这就构成了阻尼缓冲簧模块组件。

2、在底板轴心位置装上与之适配的弹簧座，在弹簧座上安装缓冲弹簧。再将底板15旋入底座16，底板15底面应比底座底面高出0.2-0.5mm，将主弹簧6压入底板15凸缘；将销钉5压入调节螺母4的孔内；将调节螺母4旋入调节螺栓3组装成工作高度调节组件，将上述组件装入主弹簧6的上端，在压力机上调到所需实际载荷和规定的工作高度H。，这就构成了主弹簧模块组件。

3、将阻尼缓冲簧模块组件套入主弹簧模块组件，此时，帽盖2内的直槽应对准调节螺母上的销钉5。销钉5的长度应保证其不会从直槽内滑出，又能沿槽上、下自由运动，以保证工作高度的微调。

4、将六角圈1装入调节螺栓3；将上盖17旋入底座16，在压力机上调节抑制共振所需的阻尼力后，将上盖和底座的相对位置固封。

以上步骤是本发明的装配与调试实施方案，完成上述步骤后，即构成本发明的产品。当电子设备自重相差很大或隔振系统具有很大批偏心时，均可在采用理论计算或实际称重方法确定电子设备各隔振器支承点实际载荷后，总可在相应的公称载荷及其载荷范围内找到相应的隔振器。更换主弹簧6，相应配置适配的直簧片10和弯簧片14组合，即可制成系列化、模块化的隔振器。

本发明提供了一种抗强冲击隔振缓冲器的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种抗强冲击隔振缓冲器，包括底座套(16)、底板(15)、上盖(17)、帽盖(2)、调节螺栓(3)、调节螺母(4)、主弹簧(6)、直簧片(10)和弯簧片(14)；该抗强冲击隔振缓冲器以底座套(16)为主架，底板(15)通过螺纹连接固定在底座套(16)内圆底部，上盖(17)通过螺纹连接固定在底座套(16)的顶部，从而组成该抗强冲击隔振缓冲器的外壳；帽盖(2)的上部位于底座套(16)外，下部由底座套(16)上沿伸入底座套(16)内，帽盖(2)的上部套在调节螺栓(3)中部的外圆周上，帽盖(2)顶部由六角圈(1)通过螺纹连接将帽盖(2)和调节螺栓(3)固定在一起；调节螺栓(3)的下部外圆周上设有调节螺母(4)，主弹簧(6)的两端分别顶在调节螺母(4)和底板(15)上；直簧片(10)和弯簧片(14)间隔设置在底座套(16)的内圆中，形如一个圆筒状将主弹簧(6)包围，直簧片(10)和弯簧片(14)的两端通过压紧机构压紧，帽盖(2)的下端有一圈向外折的圆环形边，该边位于直簧片(10)和弯簧片(14)向外弯曲的位置；其特征是：在底座套(16)内圆与直簧片(10)和弯簧片(14)构成的圆筒状结构之间填充一圈缓冲网垫(18)。

2.根据权利要求1所述的抗强冲击隔振缓冲器，其特征是：在底板(15)轴心位置设有弹簧座(19)，在弹簧座(19)上设有缓冲弹簧(20)，该缓冲弹簧(20)的上端装有闷塞(21)并处于自由状态。

3.根据权利要求1或2所述的抗强冲击隔振缓冲器，其特征是：直簧片(10)和弯簧片(14)的两端的压紧机构为：在底板(15)的上面设有垫套(13)，直簧片(10)和弯簧片(14)的下端位于垫套(13)上，由下环(12)将直簧片(10)和弯簧片(14)的下端压在垫套(13)上；在直簧片(10)和弯簧片(14)的上端的外侧固定有开口环(9)，开口环(9)的上端内侧开有一个环形槽，直簧片(10)和弯簧片(14)的上端卡在环形槽内。

4.根据权利要求3所述的抗强冲击隔振缓冲器，其特征是：在开口环(9)外圆周上设有锥环(7)，在锥环(7)外圆周上设有第一“O”型圈(8)。

5.根据权利要求3所述的抗强冲击隔振缓冲器，其特征是：在下环(12)的外圆周上设有第二“O”型圈(11)。

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