CN102927185A - 一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器，涉及电子设备的冲击隔振领域。本发明包括下底板（1）、上底板（2）、缠绕在上底板（2）和下底板（1）外部的钢丝绳（3）、n组由抗压缩螺旋弹簧（4）和橡胶导柱（5）组成的变刚度模块（G）；抗压缩螺旋弹簧（4）的高度h2小于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的有效高度H；橡胶导柱的高度h3大于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器有效高度H的一半。本发明结构简单紧凑、在冲击隔振过程中实现了变刚度功能和变固有频率特性，在大冲击要求较高的场合具有很大的应用前景。

Description

一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器

技术领域

本发明涉及电子设备的冲击隔振领域，特指一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器。

背景技术

工程中电子设备的隔振通常分为振动隔振和冲击隔振，振动隔振对隔振器要求较低，冲击隔振常常由于脉冲加速度幅值大、脉冲时间长而变得很恶劣，对于隔振器的性能要求很高。无论是振动隔振还是冲击隔振，工程中使用最多的还是钢丝绳隔振器。

现有的钢丝绳隔振器能够很好地用于电子设备的振动隔振和小冲击隔振，但对于大冲击情况常常导致隔振器破坏。参见图1所述，现有的钢丝绳隔振器由上底板、下底板和钢丝绳构成，当安装在上底板上的设备受到冲击时，钢丝绳产生变形吸收能量，实现隔振的目的。上述方式虽然能够实现隔振的功能，但也存在缺陷：由于钢丝绳隔振器在力学性能上体现为变形越大，其刚度越小，故遇到能量很大的冲击作用时，整个钢丝绳隔振器会产生蠕变或断裂失效，从而导致设备不正常工作。

发明内容

本发明的目的是：为克服现有的钢丝绳隔振器不能适用于大冲击隔振的问题，本发明提出了一种变形越大、刚度越大、能够适用于大冲击隔振的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器。

本发明的技术方案是：包括下底板、上底板、钢丝绳和变刚度模块；所述钢丝绳缠绕在上底板和下底板外部的两侧；所述变刚度模块位于上底板和下底板之间、两侧钢丝绳之间的内部，由抗压缩螺旋弹簧和橡胶导柱组成，所述橡胶导柱的一端固定于下底板上，抗压缩螺旋弹簧套在橡胶导柱上，所述下底板上设置2组以上的变刚度模块。

所述抗压缩螺旋弹簧的高度h2小于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的有效高度H，且大于所述橡胶导致的高度h3；一种较优的 h2满足条件：                                                

。

所述橡胶导柱的高度h3大于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器有效高度H的一半，一种较优的h3满足条件：

。

本发明的有益效果是：本发明的一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器装设有n组变刚度模块，在振动隔振时，n组变刚度模块不起作用；在小冲击隔振时，n组变刚度模块中的抗压缩螺旋弹簧与钢丝绳一起变形，整个系统的刚度由钢丝绳的刚度改变为钢丝绳刚度与抗压缩螺旋弹簧的刚度之和；在大冲击隔振时，除了钢丝绳吸收能量外，n组变刚度模块中的抗压缩螺旋弹簧和橡胶导柱也一起变形吸收能量，而且抗压缩螺旋弹簧和橡胶导致的刚度大于钢丝绳的刚度，因此，本发明的一种变刚度钢丝绳隔振器适用于大冲击隔振时，既实现了三级冲击隔振，又实现了保护钢丝绳的目的。

附图说明

图1 是现有技术的钢丝绳隔振器的结构示意图。

图2 是本发明的一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的结构原理示意图。

图3 是本发明的两组变刚度模块的安装示意图。

图4 是本发明的四组变刚度模块的安装示意图。

图5 是本发明的一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的工作原理示意图。

图中，1－下底板；2—上底板；3—钢丝绳；4—抗压缩螺旋弹簧；5—橡胶导柱；6—地面；7—电子设备；G—变刚度模块； G1—第一组变刚度模块；G2—第二组变刚度模块；G3—第三组变刚度模块；G4—第四组变刚度模块；S1—变刚度步骤一；S2—变刚度步骤二；S3—变刚度步骤三；H—本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的有效高度；h2—抗压缩螺旋弹簧的高度；h3—橡胶导柱的高度。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图2所示，本发明的一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器，它包括下底板1、上底板2、钢丝绳3和变刚度模块G；所述钢丝绳3缠绕在上底板2和下底板1外部的两侧；所述变刚度模块G位于上底板2和下底板1之间、两侧钢丝绳3之间的内部，由抗压缩螺旋弹簧4和橡胶导柱5组成；所述橡胶导柱5的一端固定于下底板1上，抗压缩螺旋弹簧4套在橡胶导柱5上；所述下底板1上设置两组以上的变刚度模块G。

[0017]参见图3所示，本发明两组变刚度模块G固定于下底板1上，且位于所述钢丝绳3缠绕空间的内部；抗压缩螺旋弹簧4的高度h2小于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的有效高度H，通常取

；所述橡胶导柱的高度h3大于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器有效高度的一半，通常取

；所述下底板1上至少设置2组变刚度模块G。

参见图4所示，本发明的四组变刚度模块G固定于下底板1上，钢丝绳3的总体刚度为K1，四组抗压缩螺旋弹簧4的总刚度为K2，四组橡胶导致5的总刚度为K3；当上底板2下降并接触到抗压缩螺旋弹簧4时，整个系统的刚度由K1提高到K1＋K2；当上底板2继续下降并接触到橡胶导致5时，整个系统的刚度达到最大值K1＋K2＋K3。

参见图5所示的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的工作原理示意图，电子设备7安装于上底板2上，下底板1固定于地面6上，冲击能量由下底板1向上传递给电子设备7。电子设备7遇到大冲击能量时，隔振系统首先进入变刚度步骤一S1：钢丝绳3发生变形量为H－h2的变形，吸收一部分能量；隔振系统接着进入变刚度步骤二S2：多余的能量继续导致上底板2下降，此时由于下底板2接触到抗压缩螺旋弹簧4，整个系统的刚度立即变为K1＋K2；如果冲击能量能够被钢丝绳3和抗压缩螺旋弹簧4的变形吸收掉，则上底板2的位移量小于H－h3；如果冲击能量没有被吸收掉，则隔振系统进入变刚度步骤三S3：整个系统的刚度由于上底板2接触到橡胶导致5后变为K1＋K2＋K3；由于K3远远大于K1，于是多余的冲击能量就被橡胶导柱5的变形吸收掉，从而实现变刚度、抗冲击的目的。

Claims (3)

1.一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器，其特征在于：包括下底板（1）、上底板（2）、钢丝绳（3）和变刚度模块（G）；所述钢丝绳（3）缠绕在上底板（2）和下底板（1）外部的两侧；所述变刚度模块（G）位于上底板（2）和下底板（1）之间、两侧钢丝绳（3）之间的内部，由抗压缩螺旋弹簧（4）和橡胶导柱（5）组成；所述橡胶导柱（5）的一端固定于下底板（1）上，抗压缩螺旋弹簧（4）套在橡胶导柱（5）上；所述下底板（1）上设置两组以上的变刚度模块（G）。

2.根据权利要求1所述的一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器，其特征在于：所述抗压缩螺旋弹簧（4）的高度h2小于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器的有效高度H，且大于所述橡胶导致的高度h3；一种较优的 h2满足条件：                                               。

3.根据权利要求2所述的一种变刚度抗冲击钢丝绳隔振器，其特征在于： 所述橡胶导柱的高度h3大于本发明的变刚度抗冲击钢丝绳隔振器有效高度H的一半，一种较优的h3满足条件：

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