CN102678814A

CN102678814A - 欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器

Info

Publication number: CN102678814A
Application number: CN2012101436201A
Authority: CN
Inventors: 刘兴天; 华宏星; 黄修长; 张志谊; 谌勇
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: CN102678814B

Abstract

本发明公开一种欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，所述隔振器将圆形截面，环形分布的欧拉压杆和三向橡胶或金属橡胶隔振器通过上、下两个压板进行固定，形成欧拉压杆和橡胶或金属橡胶并联结构。所述圆形截面，环向分布的欧拉压杆隔振器提供大的载荷支撑能力并降低隔振器的横向刚度，三向橡胶或金属橡胶隔振器提供水平、垂向支撑能力且提供合适的阻尼。本发明相比于普通的隔振器，可以实现较小的静变形和较大的承载能力，在三个方向上的固有频率均较低，结构简单紧凑，制造成本低，可根据实际情况设计承载能力及固有频率，具有一定的通用性。

Description

欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器

技术领域

本发明涉及一种减振抗冲装置，具体是一种欧拉压杆橡胶（金属橡胶）组合重载低频隔振器，尤其是承受重载，并具有三向低频隔振能力的隔振器。

背景技术

对振动传递路径进行控制是减少受体结构振动的重要途径。通常采取的振动控制措施有隔振、吸振、消振和阻振等多种方法，其中隔振最为常用。按照是否需要外部能源，隔振可以分为主动隔振，被动隔振以及由这两种方法衍生的主被动混合隔振。由于被动隔振的设备简单，可靠性高，成本较低，因而被广泛应用。

采用隔振器的设计目标是使隔振系统的固有频率尽可能低，隔振效率尽可能高。但是对决定其承载能力、稳定性的静刚度和决定其隔振性能的动刚度的要求是一对矛盾。对静刚度的要求为使隔振器具有较大的承载能力和各个方向较小的变形，以满足稳定性要求；对动刚度的要求为使隔振器的动刚度尽可能低，以实现低频隔振要求，在同一频率处具有较大的衰减。因此，构造出能够实现较低固有频率和较小静变形的隔振器，具有重要的现实意义。

经检索，中国实用新型专利：一种高阻尼三向隔振器，申请号：201020657683.5，该实用新型提供一种高阻尼三向隔振器，“一种高阻尼三向隔振器由安装芯轴、第一圆锥螺旋弹簧、上壳体、摩擦环、开口胀簧、第二圆锥螺旋弹簧、下壳体、调整片、空心铆钉、和摩擦块组成。在上壳体顶部中央开有一个孔,安装芯轴顶部由此孔高出上壳体一定高度用于安装光电类设备。此隔振器中，摩擦块处于隔振器的中心位置。从摩擦块向上和向下在安装芯轴上都依次安装摩擦环、第二圆锥螺旋弹簧、调整片、第一圆锥螺旋弹簧,形成了以摩擦块为中心,上、下完全对称的结构布置。本隔振器可以精确复位,从而解决了现有隔振设备存在的位置漂移问题。”该实用新型专利采用的技术虽然能够达到一定的技术效果，但是仍旧会存在传统隔振器变形和固有频率之间的矛盾以及仅具有单向隔振能力的缺陷。

发明内容

为克服传统隔振器变形和固有频率之间的矛盾以及部分隔振器仅具有单向隔振能力的缺陷，本发明提供一种能够支撑重载，变形小，阻尼合适，且固有频率相对于传统隔振器降低，能够通用的三向隔振器，以提高隔振器的隔振效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明所述隔振器是将圆形截面，环形分布的欧拉压杆和三向橡胶或金属橡胶隔振器通过上、下两个压板进行固定，形成欧拉压杆和橡胶或金属橡胶并联结构。

进一步，本发明具体结构组成包括：上、下两个压板、欧拉压杆以及橡胶或金属橡胶，所述上、下两个压板将欧拉压杆环向固定支撑，所述橡胶或金属橡胶固定在环形的欧拉压杆中间，构成隔振器的基本结构，其中下压板开有固定孔，上压板顶端有螺孔，用于和设备的连接。

本发明通过采用欧拉压杆和橡胶或金属橡胶并联的结构，来提供高的静刚度以有效地支撑负载，利用系统在承受载荷后发生变形产生的较小动态刚度实现较低的固有频率，满足良好的隔振效果。

本发明中，圆形截面，环向分布的欧拉压杆隔振器提供大的载荷支撑能力并降低隔振器的横向刚度，三向橡胶或金属橡胶隔振器提供水平、垂向支撑能力且提供合适的阻尼。欧拉压杆的材料采用弹性良好的高级弹簧钢，并且工作在失稳状态。

本发明的有益效果是，相比于普通的隔振器，可以实现较小的静变形和较大的承载能力，在三个方向上的固有频率均较低，结构简单紧凑，制造成本低，可根据实际情况设计承载能力及固有频率，具有一定的通用性。

附图说明

图1是本发明隔振器所采用的欧拉压杆的变形及横向刚度原理图。

图2是本发明隔振器的基本结构图；

图3是图2的A-A剖面图；

图中，1为上压板，2为环向欧拉压杆，3为橡胶或金属橡胶，4为下压板。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

欧拉压杆在载荷作用下的变形示意图如附图1。欧拉压杆的特点为在所承受的载荷到达其临界载荷前，欧拉压杆几乎不发生变形，可认为其刚度为无限大，这是该隔振器能够提供高静态刚度的原因；但是在载荷超过欧拉压杆的临界载荷后，欧拉压杆发生失稳，其刚度变的很小，这样和橡胶或金属橡胶隔振器进行并联，不仅可以提供适当的阻尼，而且可以进一步调节隔振器的动态刚度，使其固有频率在设定范围内，并具有一定的抗冲击能力。而且欧拉压杆在屈服后，其水平方向的刚度为负刚度，可以降低橡胶或金属橡胶水平方向的刚度，降低水平方向的隔振频率，提高其隔振性能。在图1中，长度为L，两端固定的欧拉压杆在承受一定的载荷F后屈服，屈服后，其垂向刚度很小，而其水平方向的横向刚度为负刚度，单独的欧拉压杆隔振器，具有垂向隔振效果，但因为屈服后的欧拉压杆水平刚度为负，故不具备水平隔振效果。

如图2-3所示，本实施例隔振器的示意图，其中：1为上压板，2为环向欧拉压杆，3为橡胶或金属橡胶，4为下压板。上、下两个压板1、4将欧拉压杆环向固定支撑，将橡胶或金属橡胶3固定在环向欧拉压杆2中间，构成隔振器的基本结构。

下压板4开有固定孔，上压板1顶端有螺孔，用于和设备的连接。

橡胶或金属橡胶可以为通用的橡胶或金属橡胶隔振器。

在图2所示的实施例中，n个欧拉压杆2，环向分布，其截面为圆形，其个数和长度以及截面尺寸可根据具体载荷进行设计。上压板1和下压板4用于固定环向分布的欧拉压杆和中间的三向橡胶或金属橡胶隔振器3，上压板1和下压板4分别具有连接载荷和固定隔振器的作用，固定欧拉压杆时可以采用焊接，或者可以采用一个圆盘和一个圆环结构，将欧拉压杆插入圆盘和圆环之间再进行紧固。中间的三向橡胶或金属橡胶隔振器3可以为工业成品，也可以按照载荷要求单独设计。此隔振器由于引入了欧拉压杆2，极大的提升了隔振器的承载能力；同时，安装载荷后，无论是横向固有频率还是垂直固有频率均有所降低，使其达到更好的三向隔振效果。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，其特征在于：所述隔振器将圆形截面，环形分布的欧拉压杆和三向橡胶或金属橡胶隔振器通过上、下两个压板进行固定，形成欧拉压杆和橡胶或金属橡胶并联结构。

2.根据权利要求1所述的欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，其特征在于：所述隔振器包括上、下两个压板、欧拉压杆以及橡胶或金属橡胶，所述上、下两个压板将欧拉压杆环向固定支撑，所述橡胶或金属橡胶固定在环形的欧拉压杆中间，构成隔振器的基本结构。

3.根据权利要求2所述的欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，其特征在于：所述下压板开有固定孔。

4.根据权利要求2所述的欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，其特征在于：所述上压板顶端有螺孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，其特征在于：所述圆形截面，环向分布的欧拉压杆隔振器提供大的载荷支撑能力并降低隔振器的横向刚度，三向橡胶或金属橡胶隔振器提供水平、垂向支撑能力且提供合适的阻尼。

6.根据权利要求1-4任一项所述的欧拉压杆橡胶组合重载低频隔振器，其特征在于：所述欧拉压杆的材料采用弹性良好的高级弹簧钢，并且工作在失稳状态。