CN102635659A - 一种扁平型空气隔振器 - Google Patents

Abstract

一种扁平型空气隔振器，该隔振器包括三个或四个主腔室，三个或四个附加气室。三个主腔室呈三角形布置，四个主腔室成四边形布置，附加气室并列布置在主腔室所形成的空间内。本发明与传统的双腔室空气隔振器相比，该隔振器采用带阻尼孔的附加气室来代替传统空气弹簧的下腔室，消除了传统空气隔振器下腔室体积和阻尼孔不变的缺点，同时采用上下腔室分离的结构，降低了空气隔振器的重心，使得空气隔振器更稳定，该空气隔振器主要用于超精密试验台、超精密机床和光学平台等设备的隔振。

Description

一种扁平型空气隔振器

技术领域

本发明涉及一种空气隔振器，用于隔离来自外界的振动。该隔振器主要应用于光学、超精密检测、超精密加工等领域。

背景技术

在超精密领域，由于机械设备内部和外部的振动干扰是降低加工精度和表面质量的重要因素之一，精密和超精密加工对环境的要求越来越严格。超精密加工的质量不仅与振动干扰的振幅有关，而且与振动干扰的频率有关，对超精密加工产生不良影响的振动频率是在0.5-5Hz范围内的微幅振动，对振动的控制方法常用消振、隔振和吸振，而在超精密领域中应用最广泛的当属隔振；其中空气隔振器以其简单可靠、成本低廉和性能优异得到了广泛的应用，它可以和其它主动隔振组成混合型隔振器，也可以单独使用。空气弹簧的结构形式主要有单腔室和双腔室两种，其中双腔室空气隔振器由于其固有频率不随负载质量大小而变化，实现了结构上的解耦，而在超精密试验台、超精密机床和光学平台领域中得到了大量的应用。

现有的空气隔振器大都是双腔室的，上下腔室之间采用节流孔相连接。工作时负载或外部的振动引起活塞上下振动，上腔室压力发生变化促使空气在上下腔室之间流动，流动的空气经过节流孔时节流产生阻尼衰减，达到消除振动幅值的目的。目前，双腔室的空气隔振器是上下腔室叠层使用，其重心较高，在使用的过程中会出现偏摆，系统的稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是提出一种重心较低，稳定性好，可实现低频隔振的扁平型空气隔振器。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种扁平型空气隔振器，其特征在于：该空气隔振器包括外壳以及设置在外壳内的三个主腔室和三个附加气室，三个主腔室呈三角形布置，三个附加气室并列布置在三个主腔室所形成的空间内；每个主腔室包括活塞、压环、橡胶密封圈和底板；所述的橡胶密封圈固定在活塞上，橡胶密封圈、压环和底板之间形成一个密闭的凹形腔室；在底板上设有阻尼孔和气管接头；三个主腔室的凹形腔室通过各自的阻尼孔和气管接头分别与三个附加气室连通。

本发明提供的另一种扁平型空气隔振器，其特征在于：该空气隔振器包括外壳以及设置在外壳内的四个主腔室和四个附加气室，四个主腔室呈四边形布置，所述的四个附加气室并列布置在四个主腔室所形成的空间内；每个主腔室包括活塞、压环、橡胶密封圈和底板；所述的橡胶密封圈固定在活塞上，橡胶密封圈、压环和底板之间形成一个密闭的凹形腔室；在底板上设有阻尼孔和气管接头，四个主腔室的凹形腔室通过各自的阻尼孔和气管接头分别与四个附加气室连通。

上述技术方案中，所述的扁平型空气隔振器还包括三个固定在外壳上的高度调节阀，并成三角形布置，三个高度调节阀成三角形布置，用以调节负载在同一水平高度上。

本发明与现有的技术相比较，具有以下优点和突出效果：

①将空气隔振器的上下腔室完全分离，成为两个独立部件，便于实现空气隔振器模块化。

②该隔振器结构扁平化，将空气隔振器的主腔室和附加腔室分离，降低空气隔振器的高度，提高了空气隔振器的稳定性。

③该空气隔振器可以使用打气筒或受压泵补充压力空气，可适用于现场没有工业气源的场合。

④该空气隔振器具有自限位的功能，带有橡胶块半刚性支撑组件，在空气隔振器失效情况下，隔振器搭载面基本保持水平，不会出现负载滑落的现象。

附图说明

图1为本发明提供的一种扁平型空气隔振器的结构原理示意图。

图2为主腔室的结构原理示意图。

图3为本发明提供的负载高度调节原理图。

图4为一种扁平型的桌面型空气隔振器的隔振性能图。

图中：1a-第一主腔室，1b-第二主腔室，1c-第三主腔室；2a-第一个高度调节阀，2b-第二个高度调节阀，2c-第三个高度调节阀；3a-第一附加气室，3b-第二附加气室，3c-第三附加气室；4-外壳；5-负载；6-固定螺栓；7-活塞；8-压环；9-橡胶密封圈；10-阻尼孔；11-气管接头；12-底板；13-凹形腔室；14-调节螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构做进一步的说明。

图1为本发明提供的一种扁平型空气隔振器的结构原理示意图，该空气隔振器包括外壳4，设置在外壳内的三个主腔室(即第一主腔室1a、第二主腔室1b和第三主腔室1c)和三个附加气室(即第一附加气室3a、第二附加气室3b和第三附加气室3c)；三个主腔室呈三角形布置，三个附加气室并列布置在三个主腔室所形成的空间内。每个主腔室包括活塞7、压环8、橡胶密封圈9和底板12；所述的橡胶密封圈9通过固定螺栓6固定在活塞7上，橡胶密封圈9、压环8和底板12之间形成一个密闭的凹形腔室13；在底板12上设有阻尼孔10和气管接头11；三个主腔室的凹形腔室13通过各自的阻尼孔10和气管接头11分别与三个附加气室相连通。

本发明提供的另一种实施方案是：该空气隔振器包括外壳4以及设置在外壳内的四个主腔室和四个附加气室，四个主腔室呈四边形布置，所述的四个附加气室并列布置在四个主腔室所形成的空间内；每个主腔室包括活塞7、压环8、橡胶密封圈9和底板12；所述的橡胶密封圈9通过固定螺栓固定在活塞7上，橡胶密封圈、压环8和底板12之间形成一个密闭的凹形腔室13；在底板12上设有阻尼孔10和气管接头11，四个主腔室的凹形腔室通过各自的阻尼孔和气管接头分别与四个附加气室连通。

图2为本发明的主腔室的结构原理示意图。当附加气室中的气体通过气管接头11和阻尼孔10进入密闭的凹形腔室13时，活塞6在气体推动下向上运动，将负载5浮起。当外界干扰作用在负载5上时，活塞6向下运动，使密闭的凹形腔室13中的气体通过阻尼孔10进入附加腔室，气体通过阻尼孔10时，产生能量损耗，使振动衰减，即可达到隔振目的。

图3为本发明提供的负载高度调节原理图。本发明所述的扁平型空气隔振器还包括三个固定在外壳上的高度调节阀，即第一个高度调节阀2a、第二个高度调节阀2b和第三个高度调节阀2c，实现负载高度的调节。三个高度调节阀成三角形布置，通过调整三个高度调节阀上的调节螺钉14的高度，来控制高度调节阀阀芯的开启大小，改变密闭的凹形腔室13中的气体压力，以确保负载5在同一水平高度上。

图4是采用四个主腔室和四个附加气室的结构时测得的隔振性能曲线，其固有频率为2.2Hz，当外界频率大约在11Hz时，其加速度被衰减-30dB，表明该隔振器具有良好的隔振性能。

Claims (3)

1.一种扁平型空气隔振器，其特征在于：该空气隔振器包括外壳以及设置在外壳内的三个主腔室和三个附加气室，三个主腔室呈三角形布置，三个附加气室并列布置在三个主腔室所形成的空间内；每个主腔室包括活塞(7)、压环(8)、橡胶密封圈(9)和底板(12)；所述的橡胶密封圈(9)固定在活塞(7)上，橡胶密封圈、压环(8)和底板(12)之间形成一个密闭的凹形腔室(13)；在底板(12)上设有阻尼孔(10)和气管接头(11)；三个主腔室的凹形腔室通过各自的阻尼孔和气管接头分别与三个附加气室连通。

2.一种扁平型空气隔振器，其特征在于：该空气隔振器包括外壳以及设置在外壳内的四个主腔室和四个附加气室(3)，四个主腔室呈四边形布置，所述的四个附加气室并列布置在四个主腔室所形成的空间内；每个主腔室包括活塞(7)、压环(8)、橡胶密封圈(9)和底板(12)；所述的橡胶密封圈(9)固定在活塞(7)上，橡胶密封圈、压环(8)和底板(12)之间形成一个密闭的凹形腔室(13)；在底板(12)上设有阻尼孔(10)和气管接头(11)，四个主腔室的凹形腔室通过各自的阻尼孔和气管接头分别与四个附加气室连通。

3.根据权利要求1或权利要求2所述一种扁平型空气隔振器，其特征在于：还包括三个固定在外壳上的高度调节阀(2)，三个高度调节阀成三角形布置，用以调节负载在同一水平高度上。

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