CN103821872A

CN103821872A - 一种新型摩擦阻尼器

Info

Publication number: CN103821872A
Application number: CN201410096419.1A
Authority: CN
Inventors: 张盟; 赵东; 刘海洋; 孙连江
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-05-28

Abstract

一种新型摩擦阻尼器，涉及一种阻尼器。在圆筒形的所述缸体的上下两端分别固定安装一上盖板和与地基固定连接的下盖板，一与振源连接的活塞杆穿过上盖板并与上盖板滑动连接，其特征是，在所述活塞杆上固定安装两上下设置的螺母，在两所述螺母之间的活塞杆上自上而下依次套置有一上挡板、橡胶体和下挡板，圆形的所述上挡板和下挡板与缸体的内壁接触配合，在圆柱形的所述橡胶体的外围套置有一与缸体内壁接触配合的螺线形的螺旋摩擦板；所述缸体被橡胶体分成了两个腔室，在两所述腔室中分别设有阻尼件。本新型摩擦阻力器，通过粘滞阻尼吸收振源一部分能量，提高了减振效率；振源消除后螺旋摩擦板恢复原状，提高了螺旋摩擦板的使用寿命。

Description

一种新型摩擦阻尼器

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，具体地说是一种可根据外部载荷大小而产生相应大小摩擦力的摩擦阻尼器。

背景技术

振动广泛存在多个领域中，在机械加工领域，由于振动使得加工出的零件精度降低；在建筑领域，由于自然灾害会使得建筑物遭到破坏。振动还会带来噪声，给人们的身体健康带来危害。振动已经成为制约多个领域发展的重要因素，但是很多情况下振动现象又是不可避免的。因此，采取合理的措施来减小振动至关重要。摩擦阻尼器在减小振动方面具有广泛的应用，现存摩擦阻尼器工作原理主要是：靠摩擦体与缸体之间产生摩擦来实现减振的目的。这种方式下摩擦体的磨损严重，致使摩擦阻尼器寿命减小，阻尼器的减振效果明显下降。因此，采取合理的摩擦体结构来提高摩擦阻尼器的减振效果，延长摩擦阻尼器的使用寿命，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型摩擦阻尼器，用于解决现有摩擦阻尼器减震效率低、使用寿命短的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种新型摩擦阻尼器，包括缸体、上盖板、下盖板和活塞杆，在圆筒形的所述缸体的上下两端分别固定安装一上盖板和与地基固定连接的下盖板，一与振源连接的活塞杆穿过上盖板并与上盖板滑动连接，其特征是，在所述活塞杆上固定安装两上下设置的螺母，在两所述螺母之间的活塞杆上自上而下依次套置有一上挡板、橡胶体和下挡板，圆形的所述上挡板和下挡板与缸体的内壁接触配合，在圆柱形的所述橡胶体的外围套置有一与缸体内壁接触配合的螺线形的螺旋摩擦板；

所述缸体被橡胶体分成了两个腔室，在两所述腔室中分别设有阻尼件。

进一步地，所述阻尼件为填充在两所述腔室中的高压空气。

进一步地，所述阻尼件分别为空套在两腔室中的活塞杆上的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧的两端分别与上盖板和上挡板固定连接，所述第二弹簧的两端分别与下盖板和下挡板固定连接。

进一步地，所述阻尼件为填充在两所述腔室中的油液。

进一步地，在活塞杆的外壁上设有螺线形的螺旋槽，在所述上挡板和下挡板上分别设有连通螺旋槽与两腔室的流道，填充在下部腔室中的油液经流道进入螺旋槽中产生粘滞阻力。

进一步地，所述上挡板和下挡板结构、形状完全相同且关于橡胶体的对称面对称设置。

进一步地，在所述上挡板的上端面和下端面的中心分别设有一圆形的第一凹槽和第二凹槽，所述上挡板通过第一凹槽与活塞杆滑动配合；在所述第一凹槽的周围沿周向均匀设有等数量的若干螺纹孔和针状的液体通道，每一所述液体通道与相对应的螺纹孔连通后贯穿上挡板的两端面，所述第二凹槽、螺纹孔和液体通道组成了油液由腔室进入螺旋槽的流道。

进一步地，在所述缸体内壁涂有耐磨层，所述螺旋摩擦板由耐磨材料制成。

本发明的有益效果是：本发明提供的新型摩擦阻力器，将振源对活塞杆的作用力转化为螺旋摩擦板与缸体的摩擦力，并通过摩擦力来抵消振源对活塞杆的作用力，以减小震动。并通过油液在螺旋槽中的粘滞阻尼吸收振源一部分能量，提高了减振效率；当振源消除时，螺旋摩擦板恢复原状，提高了螺旋摩擦板的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为螺旋摩擦板的示意图；

图4为橡胶体与螺旋摩擦板的配合示意图；

图5为本发明实施例二的示意图；

图6为本发明实施例三的示意图；

图7为实施例三的活塞杆示意图；

图8为实施例三的上挡板剖视图；

图9为实施例三的上挡板三维示意图；

图中：1上盖板，2螺母，3上挡板，31第一凹槽，32第二凹槽，33液体通道，34螺纹孔，4橡胶体，5螺旋摩擦板，6下挡板，7活塞杆，71螺旋槽，8缸体，9下盖板，10第一弹簧，11第二弹簧。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明实施例一包括上盖板1、螺母2、上挡板3、橡胶体4、螺旋摩擦板5、下挡板6、活塞杆7、缸体8和下盖板9。下面结合附图，对实施例一进行描述。

如图1所示，缸体8为竖向放置的圆筒形的金属件，在缸体内壁涂有耐磨材料，在缸体的顶部固定安装一上盖板1，上盖板1为圆形的金属件，在上盖板的中心设有一圆孔。在缸体的底部固定安装一下盖板9，下盖板为圆形的金属件，下盖板从底部实现对缸体的密封。一圆形的活塞杆滑动套置在上盖板的圆孔中，活塞杆的下端伸入到缸体的内腔中。在活塞杆的下端套置有一下挡板6，下挡板为圆形的金属板，在下挡板下方的活塞杆上固定有一螺母，该螺母与活塞杆螺纹配合实现对下挡板的轴向限位。下挡板的中心设有与活塞杆滑动配合的圆孔，在下挡板的上方设有一橡胶体4，橡胶体为中线上设有圆孔的圆柱形圆柱体，橡胶体套置在活塞杆上，橡胶体的外径小于缸体的内径，如图2所示，在橡胶体的外围套置有一螺旋摩擦板5，如图3所示，螺旋摩擦板为由耐磨材料制成的螺线形的金属件，螺旋摩擦板的外圆柱面与缸体的内壁接触配合，且螺旋摩擦板的高度与橡胶体的高度相同。在橡胶体的顶部设有一上挡板3，上挡板为圆形的金属件，上挡板与下挡板结构、形状完全相同，上挡板的底端与橡胶体的顶端接触配合。在上挡板的中心设有一圆孔，上挡板通过该圆孔套置在活塞杆上，在上挡板上方的活塞杆上螺纹连接一螺母2，通过该螺母实现对上挡板的轴向限位。这样，顺次设置的下挡板、橡胶体、螺旋摩擦板和上挡板限制在两螺母之间的活塞杆上。缸体被分为两个腔室，在两个腔室中分别充满高压空气。

安装时，摩擦阻尼器通过下盖板与地基或安装座固定连接，通过活塞杆的上端与振源连接。当有振动作用于活塞杆时，活塞杆受到轴向力的作用而向下移动，缸体下部腔室中的高压空气被压缩，压力增大，作用于下挡板并迫使下挡板向上移动；上挡板与下挡板相互靠近，使得橡胶体受到压缩，橡胶体的径向尺寸变大并迫使螺旋摩擦板径向尺寸变大，如图4所示；螺旋摩擦板的外壁与缸体的内壁之间产生正压力并产生沿缸体轴线方向的摩擦力。通过活塞杆的位移将振源作用力传递给螺旋摩擦板和缸体，以起到减振的作用。当振源的振幅不同时，活塞杆的位移不同，螺旋摩擦板与缸体之间的摩擦力也不同。当振源不再振动时，螺旋摩擦板和橡胶体均恢复原状。

如图5所示，为本发明实施例二的示意图，实施例二与实施例一的区别仅在于，在缸体的两腔室中分别设有一第一弹簧10和第二弹簧11，以代替高压空气。具体为:第一弹簧空套在活塞杆的外部，第一弹簧10的一端与上挡板的上端固定连接，第一弹簧10的另一端与上盖板的下端固定连接。第二弹簧的一端与下挡板的下端固定连接，第二弹簧的另一端与下盖板的上端固定连接。当活塞杆上端受到振源作用时，活塞杆向下移动并作用于第二弹簧迫使第二弹簧压缩，第二弹簧反作用于下挡板并迫使下挡板向靠近上挡板的一侧移动，进而压缩橡胶体使得橡胶体径向尺寸变大，以作用于螺旋摩擦板，并使得螺旋摩擦板与缸体内壁之间产生沿活塞杆轴向方向的摩擦力，起到减振作用。当弹簧的弹力不足时，可通过在第一、第二弹簧的外围套置弹簧的形式或增加更高强度弹簧形式，来克服振源的作用，减小活塞杆的位移。

如图6所示，为本发明实施例三的示意图，它包括上盖板1、螺母2、上挡板3、橡胶体4、螺旋摩擦板5、下挡板6、活塞杆7、缸体8和下盖板9。在实施例三中，上下挡板与实施例一中的上下挡板结构不同，活塞杆与实施例一中的活塞杆结构不同，缸体两腔室中盛有油液。下面结合附图对实施例三进行详细描述，如图7所示，活塞杆为圆形的金属杆，在活塞杆的外圆柱面上设有一螺线形的螺旋槽71。如图8、图9所示，在上挡板一端的中心设有一圆形的第二凹槽32，在上挡板另一端的中心设有一圆形的第一凹槽31，且第一凹槽与第二凹槽相连通形成一个台阶孔。第一凹槽的径向尺寸比第二凹槽的径向尺寸小，第一凹槽的深度比第二凹槽的深度大，上挡板通过第一凹槽与活塞杆滑动连接。在第一凹槽的周围设有若干周向布置的螺纹孔34，螺纹孔为盲孔，在每一螺纹孔的轴线上设有一液体通道33，液体通道为细长形的圆孔，液体通道的两端分别与第二凹槽和螺纹孔连通。这样，螺纹孔、液体通道和第二凹槽相互连通。下挡板与上挡板的结构、形状完全相同，安装时，上挡板和下挡板设有第二凹槽的一端分别与橡胶体的上端和下端接触配合，上挡板和下挡板上的螺纹孔分别与缸体的两腔室相连通，在缸体的两腔室中分别装满油液。缸体的两腔室通过两挡板上的螺纹孔、液体通道、第二凹槽与活塞杆上的螺旋槽相连通。当振源作用于活塞杆时，活塞杆向下移动，使得缸体下部腔室中的油液被压缩而压力增大，油液反作用于下挡板迫使下挡板向上挡板一侧移动，进而使橡胶体受到压缩、径向尺寸增大，橡胶体径向尺寸的增大作用于螺旋摩擦板使得螺旋摩擦板径向尺寸增大，螺旋摩擦板与缸体内壁之间产生正压力；在正压力的作用下，螺旋摩擦板与缸体内壁之间产生沿活塞杆轴向的摩擦力，且该摩擦力的作用方向与振源对活塞杆的作用力的方向相反，进而实现减振的目的。与此同时，缸体下部腔室的油液通过下挡板的螺纹孔、液体通道和第二凹槽进入活塞杆的螺旋槽中，产生粘滞阻力以吸收一部分振源能量；同时，油液进入液体流道会产生较高的压力，流道内的高压油液作用于橡胶体，使橡胶体径向尺寸增大，以增大螺旋摩擦板与缸体内壁之间的正压力；油液经上挡板的第二凹槽、液体通道和螺纹孔进入上部腔室中。振源大部分能量被螺旋摩擦板与缸体之间的摩擦力吸收，少部分能量被粘滞阻尼吸收。根据螺旋摩擦板的磨损情况，选择性的通过密封螺栓封堵部分螺纹孔，来控制腔室内的压力，从而保证橡胶体受到足够大的压力，最后保证螺旋摩擦板与缸体间的阻尼力。

Claims

1.一种新型摩擦阻尼器，包括缸体、上盖板、下盖板和活塞杆，在圆筒形的所述缸体的上下两端分别固定安装一上盖板和与地基固定连接的下盖板，一与振源连接的活塞杆穿过上盖板并与上盖板滑动连接，其特征是，在所述活塞杆上固定安装两上下设置的螺母，在两所述螺母之间的活塞杆上自上而下依次套置有一上挡板、橡胶体和下挡板，圆形的所述上挡板和下挡板与缸体的内壁接触配合，在圆柱形的所述橡胶体的外围套置有一与缸体内壁接触配合的螺线形的螺旋摩擦板；

2.根据权利要求1所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，所述阻尼件为填充在两所述腔室中的高压空气。

3.根据权利要求1所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，所述阻尼件分别为空套在两腔室中的活塞杆上的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧的两端分别与上盖板和上挡板固定连接，所述第二弹簧的两端分别与下盖板和下挡板固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，所述阻尼件为填充在两所述腔室中的油液。

5.根据权利要求4所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，在活塞杆的外壁上设有螺线形的螺旋槽，在所述上挡板和下挡板上分别设有连通螺旋槽与两腔室的流道，填充在下部腔室中的油液经流道进入螺旋槽中产生粘滞阻力。

6.根据权利要求5所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，所述上挡板和下挡板结构、形状完全相同且关于橡胶体的对称面对称设置。

7.根据权利要求6所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，在所述上挡板的上端面和下端面的中心分别设有一圆形的第一凹槽和第二凹槽，所述上挡板通过第一凹槽与活塞杆滑动配合；在所述第一凹槽的周围沿周向均匀设有等数量的若干螺纹孔和针状的液体通道，每一所述液体通道与相对应的螺纹孔连通后贯穿上挡板的两端面，所述第二凹槽、螺纹孔和液体通道组成了油液由腔室进入螺旋槽的流道。

8.根据权利要求1所述的一种新型摩擦阻尼器，其特征是，在所述缸体内壁涂有耐磨层，所述螺旋摩擦板由耐磨材料制成。