CN104265819B - 一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,包括安装座、主轴以及下弹簧座;在主轴底端径向外凸形成一圈挡环,位于挡环上方的主轴外壁上、由下至上依次设置有下挡圈、阻尼摩擦环、阻尼压环、调节螺母和上缓冲垫;阻尼摩擦环的内圈面具有上宽下窄的锥形腔结构,阻尼压环的外圈面具有上宽下载的锥形结构,阻尼压环的上端面和下端面分别高出阻尼摩擦环的上端面和下端面;上缓冲垫设置在调节螺母上、并且上缓冲垫的径向尺寸大于调节螺母的径向尺寸。通过调整调节螺母的松紧可以改变阻尼力的大小,通过改变主弹簧的节距、细径的大小,可获得外形尺寸相同,而具有不同刚度、阻尼特性和不同承载量的系列隔振器。

Description

一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器。
背景技术
[0002] 随着现代军事的发展,对武器装备的要求进一步提高,电子设备所的环境俞加严酷,对隔振器提出如下特殊要求:
[0003] 1、能在较大加速度、较大位移量、较大冲击等力学环境条件下,确保电子设备能够正常工作;
[0004] 2、隔振器在三轴向具有隔振、缓冲的能力。
[0005] 3、在舰载强冲击、车载冲击和机载坠撞时,电子设备受到较大的冲击加速度的情况下,要确保电子设备的正常工作;
[0006] 但是传统的隔振器在承受振动和强冲击时无法实现有效的缓冲和顺利反弹复位。
发明内容
[0007] 本发明要解决的技术问题是:提供一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,包括安装座,在安装座的座腔内设置有可上下移动的主轴以及设置在座腔底部的下弹簧座,在主轴与下弹簧座之间设置有用于抗主轴振动的主弹簧,所述的主轴经主弹簧支撑设置在座腔内;
[0009] 在主轴底端径向外凸形成一圈挡环,位于挡环上方的主轴外壁上、由下至上依次设置有下挡圈、阻尼摩擦环、阻尼压环、调节螺母和上缓冲垫;阻尼摩擦环的内圈面具有上宽下窄的锥形腔结构,阻尼摩擦环的外壁靠近座腔的内壁面,阻尼压环的外圈面具有上宽下载的锥形结构,阻尼压环的内圈面与主轴外壁之间留有间隙,阻尼压环设置在阻尼摩擦环的锥形腔中,所述阻尼压环的上端面和下端面分别高出阻尼摩擦环的上端面和下端面;
[0010] 位于阻尼压环上的调节螺母与主轴外壁之间形成螺旋连接,调节螺母的外壁与安装座的座腔内臂之间留有空隙,上缓冲垫设置在调节螺母上、并且上缓冲垫的径向尺寸大于调节螺母的径向尺寸。
[0011] 进一步的,在所述的下弹簧座上设置有下缓冲垫,下缓冲垫位于主轴的下方,下缓冲垫与主轴之间留有距离。
[0012] 进一步的,所述的阻尼压环和调节螺母之间设置有上阻尼挡片,阻尼摩擦环与主轴的挡环之间设置有下阻尼挡片。
[0013] 进一步的,在所述的主轴的上端开设有安装孔,在该安装孔内设置有安装螺钉,该安装螺钉伸入主轴的内腔中,位于主轴内腔中的安装螺钉上设置有上弹簧座,上弹簧座与安装螺钉之间形成螺旋连接,所述的主弹簧上端抵紧在上弹簧座上,主弹簧的下端抵紧在下弹簧座上。
[0014] 进一步的,在所述的安装座上端设置有旋盖,所述的上缓冲垫位于该旋盖的开口中,在上缓冲垫的侧壁形成于该旋盖口配合的台阶口。
[0015] 进一步的,所述的阻尼摩擦环和阻尼压环采用金属材质制成。
[0016] 进一步的,所述的下缓冲垫上端形成有台阶,在该台阶上设置有下缓冲锥簧,所述下缓冲锥簧的小圈端与主轴的底端连接,并通过下锁紧螺母固定,下缓冲锥簧的大圈端与下缓冲垫上的台阶连接。
[0017] 进一步的,在所述的调节螺母上设置有上缓冲锥簧,上缓冲锥簧的小圈端经上锁紧螺母设置在调节螺母上,上缓冲锥簧的大圈端与座腔的内壁相抵,所述的上缓冲垫下半部分设置在上缓冲锥簧的锥形腔内,位于该锥形腔内的上缓冲垫外壁形成锥形结构。
[0018] 本发明的有益效果是:
[0019] 1、通过调整调节螺母的松紧可以改变阻尼力的大小,通过改变主弹簧的节距、细径的大小,可获得外形尺寸相同,而具有不同刚度、阻尼特性和不同承载量的系列隔振器。
[0020] 2、在主轴在垂直方向和水平方向承受轻微振动时,上缓冲垫、下缓冲垫均不起作用,主轴在垂直方向上依靠主弹簧实现减震,主轴在水平方向上的冲击依靠调节螺母与上阻尼挡片之间摩擦力来控制,垂直方向上依靠主弹簧减震是隔振器呈现线性特性。
[0021] 3、随着加速度的增大,主轴在垂直方向和水平方向在承受强力冲击时,主轴在垂直方向上与下缓冲垫接触缓冲,在水平方向上依靠上缓冲垫与底座和旋盖接触缓冲,上缓冲垫和下缓冲垫依靠其非线性特性,隔振器的刚度也随之增大,呈现非线性特性,有利于隔振器缓冲顺利反弹复位。
[0022] 4、增强隔振器水平缓冲性,上缓冲垫做成带有台阶形状包裹在主轴上,水平冲击时,将主轴与壳体旋盖进行有效隔离缓冲,防止隔振器内部结构发生非线性刚性碰撞。
[0023] 5、上弹簧座和安装螺钉之间采用可调节的螺纹连接方式,可以根据实际工程的要求,通过螺纹调节上弹簧座,改变主弹簧的压缩量,实现同刚度不同的负载,便于产品系列化。
[0024] 6、阻尼摩擦环和阻尼压环采用金属材料,不易磨损,有效提高隔振器的使用寿命。
附图说明
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0026] 图1是实施例1隔振器的结构示意图;
[0027] 图2是实施例2隔振器的结构示意图;
[0028] 图3是隔振器的刚度特性图;
[0029] 图中,1、安装螺钉,2、主轴,3、上弹簧座,4、主弹簧,5、旋盖,6、安装座,7、下缓冲垫,8、下弹簧座,9、下挡圈,10、下阻尼挡片,11、阻尼摩擦环,12、阻尼压环,13、上阻尼挡片,14、调节螺母,15、上缓冲垫,16、下缓冲锥簧,17、下锁紧螺母,18、上缓冲锥簧,19、上锁紧螺母。
具体实施方式
[0030] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0031] 实施例一:如图1所示,一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,包括安装座6,在安装座6的座腔内设置有可上下移动的主轴2以及设置在座腔底部的下弹簧座8,在主轴2与下弹簧座8之间设置有用于抗主轴2振动的主弹簧4,主轴2经主弹簧4支撑设置在座腔内。
[0032] 在主轴2底端径向外凸形成一圈挡环,位于挡环上方的主轴2外壁上、由下至上依次设置有下挡圈9、阻尼摩擦环11、阻尼压环12、调节螺母14和上缓冲垫15 ;阻尼摩擦环11的内圈面具有上宽下窄的锥形腔结构,阻尼摩擦环11的外壁靠近座腔的内壁面,阻尼压环12的外圈面具有上宽下载的锥形结构,阻尼压环12的内圈面与主轴2外壁之间留有间隙,阻尼压环12设置在阻尼摩擦环11的锥形腔中,阻尼压环12的上端面和下端面分别高出阻尼摩擦环11的上端面和下端面;位于阻尼压环12上的调节螺母14与主轴2外壁之间形成螺旋连接,调节螺母14的外壁与安装座6的座腔内臂之间留有空隙,上缓冲垫15设置在调节螺母14上、并且上缓冲垫15的径向尺寸大于调节螺母14的径向尺寸。
[0033] 缓冲垫是采用橡胶材质制成,在遇到冲击的时候,缓冲垫的反作用力为非线性特性。在下弹簧座8上设置有下缓冲垫7,下缓冲垫7位于主轴2的下方,下缓冲垫7与主轴2之间留有距离。依靠设置的下缓冲垫7,当主轴2承受振动所带来的垂直方向上的变形量时,主轴2的底部可以直接作用在下缓冲垫7上,依靠下缓冲垫7的非线性特性的反作用力对主轴2提供非线性特性的缓冲。
[0034] 阻尼压环12和调节螺母14之间设置有上阻尼挡片13,阻尼摩擦环11与主轴2的挡环之间设置有下阻尼挡片10。上下两块阻尼挡片的设置可以有更好的效限制两块阻尼板在上下方向上的运动,避免阻尼挡片滑脱;并且调节螺母14可以直接与上阻尼挡片13之间实现压紧配合,避免对阻尼压环12上端面造成损坏。
[0035] 在主轴2的上端开设有安装孔,在该安装孔内设置有安装螺钉1,该安装螺钉1伸入主轴2的内腔中,位于主轴2内腔中的安装螺钉1上设置有上弹簧座3,上弹簧座3与安装螺钉1之间形成螺旋连接,主弹簧4上端抵紧在上弹簧座3上,主弹簧4的下端抵紧在下弹簧座8上。安装螺钉1主要用来将所需隔振的机械设备安装在上面,安装螺钉1的中部设置螺孔;上弹簧座3与安装螺钉1之间的转动配合可以调节设置在下方主弹簧4的松紧。
[0036] 在安装座6上端设置有旋盖5,上缓冲垫15位于该旋盖5的开口中,在上缓冲垫15的侧壁形成于该旋盖5 口配合的台阶口。
[0037] 阻尼摩擦环11和阻尼压环12采用金属材质制成。阻尼器采用金属材料,不易磨损,有效提高隔振器的使用寿命。
[0038] 采用本发明的隔振器可以使安装在主轴2上的设备在垂直方向上承受线性和非线性这两种特性力进行抗振;在水平方向上可承受非线性力的抗冲击,有利于隔振器在承受撞击时顺利反弹复位;隔振器中的主弹簧4对主轴2提供的是线性特性力,而本发明中的缓冲垫提供的非线性特性力,主轴2在承受线性反作用力和非线性反作用力的刚度特性受力如图3所示。
[0039] 在垂直方向上,当主轴2在承受轻微振动时(即主轴2底端不与下缓冲垫7接触),依靠弹簧所提供的线性特性的反作用,使主轴2的减振效果更理想;当主轴2在垂直方向上承受强力振动(即主轴2底端与下缓冲垫7接触),此时,下缓冲垫7向主轴2提供非线性特性的反作用力,该力如图3中曲线部分所示,非线性特性的反作用力可以有效承受主轴2带来的强力撞击,在撞击的同时仍可以对主轴2实现稳定的顺利反弹复位。
[0040] 在水平方向上,安装在主轴2上的设备承受轻微冲击(即上缓冲垫15未与座腔内壁接触)的时候,主轴2做水平移动,依靠调节螺母14与上阻尼挡片13、下挡圈9与下阻尼挡片10之间形成的阻尼摩擦力对水平移动的主轴2提供反作用力,有效缓冲主轴2在水平方向上承受的冲击力;如果调节螺母14与上阻尼挡片13也不接触,那么在轻微振动的时候,主轴2可以只要依靠主弹簧4的弯曲来实现缓冲复位,理论上讲主弹簧4的弯曲变形力为非线性特性力,但在本发明中,由于主弹簧4的弯曲变形幅度相对较小,因此,可近似的认为主弹簧4提供的也是线性特性的反作用力;主轴2在承受强力冲击(即上缓冲垫15与座腔内壁接触或者上缓冲垫15与旋盖5接触)的时候,上缓冲垫15还向主轴2提供非线性特性的反作用力,因此,依靠上缓冲垫15的非线性特性的弹力以及阻尼摩擦力,确保主轴2在水平方向上实现稳定缓冲复位,确保主轴2上所安装设备的稳定运行,避免设备因撞击或者振动无法工作。
[0041] 在本发明中,通过转动调节螺母14既可以调节水平方向的阻尼摩擦力的变化,还可以调节垂直方向上阻尼摩擦力的变化;阻尼摩擦力为非线性特性;阻尼压环12与外部的阻尼摩擦环11之间是锥面滑动配合,当调节螺母14在下压时,随着压力的增大,调节螺母14与上阻尼挡片13的压力增大,因此,调节螺母14在上阻尼挡片13上的水平阻尼摩擦力也变大;当调节螺母14在下压时,随着压力的增大,阻尼压环12下行,从而带动阻尼摩擦环11向外扩张,因此也提高了阻尼摩擦环11与座腔内壁之间的垂直阻尼摩擦力,通过该垂直阻尼摩擦力可以缓冲主轴2在垂直方向上所受的振动和冲击。
[0042] 实施例二:如图2所示,一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,下缓冲垫7上端形成有台阶,在该台阶上设置有下缓冲锥簧16,下缓冲锥簧16的小圈端与主轴1的底端连接,并通过下锁紧螺母17固定,下缓冲锥簧16的大圈端与下缓冲垫7上的台阶连接。
[0043] 在调节螺母14上设置有上缓冲锥簧18,上缓冲锥簧18的小圈端经上锁紧螺母19设置在调节螺母14上,上缓冲锥簧18的大圈端与座腔的内壁相抵,这样当主轴2水平移动的过程中上缓冲锥簧18提供水平方向上的非线性特性的反作用力;上缓冲垫15下半部分设置在上缓冲锥簧18的锥形腔内,位于该锥形腔内的上缓冲垫15外壁形成锥形结构,上缓冲垫15的上半部分处在旋盖5的开口内,主轴2水平移动的过程中,将主轴2与壳体旋盖5进行有效隔离缓冲,防止隔振器内部结构发生非线性刚性碰撞。
[0044] 缓冲锥簧与缓冲垫一样,受压时所产生的反作用力都为非线性特性力;因此通过缓冲锥簧来代替缓冲垫可以取得同样的缓冲减振效果。
[0045] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,包括安装座¢),在安装座(6)的座腔内设置有可上下移动的主轴(2)以及设置在座腔底部的下弹簧座(8),在主轴(2)与下弹簧座(8)之间设置有用于抗主轴(2)振动的主弹簧(4),所述的主轴(2)经主弹簧(4)支撑设置在座腔内; 在主轴(2)底端径向外凸形成一圈挡环,位于挡环上方的主轴(2)外壁上、由下至上依次设置有下挡圈(9)、阻尼摩擦环(11)、阻尼压环(12)、调节螺母(14)和上缓冲垫(15);阻尼摩擦环(11)的内圈面具有上宽下窄的锥形腔结构,阻尼摩擦环(11)的外壁靠近座腔的内壁面,阻尼压环(12)的外圈面具有上宽下载的锥形结构,阻尼压环(12)的内圈面与主轴(2)外壁之间留有间隙,阻尼压环(12)设置在阻尼摩擦环(11)的锥形腔中,所述阻尼压环(12)的上端面和下端面分别高出阻尼摩擦环(11)的上端面和下端面; 位于阻尼压环(12)上的调节螺母(14)与主轴(2)外壁之间形成螺旋连接,调节螺母(14)的外壁与安装座(6)的座腔内臂之间留有空隙,上缓冲垫(15)设置在调节螺母(14)上、并且上缓冲垫(15)的径向尺寸大于调节螺母(14)的径向尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,在所述的下弹簧座(8)上设置有下缓冲垫(7),下缓冲垫(7)位于主轴(2)的下方,下缓冲垫(7)与主轴(2)之间留有距离。
3.根据权利要求1所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,所述的阻尼压环(12)和调节螺母(14)之间设置有上阻尼挡片(13),阻尼摩擦环(11)与主轴(2)的挡环之间设置有下阻尼挡片(10)。
4.根据权利要求1所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,在所述的主轴(2)的上端开设有安装孔,在该安装孔内设置有安装螺钉(1),该安装螺钉(1)伸入主轴(2)的内腔中,位于主轴(2)内腔中的安装螺钉(1)上设置有上弹簧座(3),上弹簧座(3)与安装螺钉(1)之间形成螺旋连接,所述的主弹簧(4)上端抵紧在上弹簧座(3)上,主弹簧(4)的下端抵紧在下弹簧座(8)上。
5.根据权利要求1所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,在所述的安装座(6)上端设置有旋盖(5),所述的上缓冲垫(15)位于该旋盖(5)的开口中,在上缓冲垫(15)的侧壁形成于该旋盖(5) 口配合的台阶口。
6.根据权利要求1所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,所述的阻尼摩擦环(11)和阻尼压环(12)采用金属材质制成。
7.根据权利要求2所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,所述的下缓冲垫上端形成有台阶,在该台阶上设置有下缓冲锥簧(16),所述下缓冲锥簧(16)的小圈端与主轴(2)的底端连接,并通过下锁紧螺母(17)固定,下缓冲锥簧(16)的大圈端与下缓冲垫上的台阶连接。
8.根据权利要求1所述的一种线性抗振动、非线性抗强冲击型隔振器,其特征是,在所述的调节螺母(14)上设置有上缓冲锥簧(18),上缓冲锥簧(18)的小圈端经上锁紧螺母(19)设置在调节螺母(14)上,上缓冲锥簧(18)的大圈端与座腔的内壁相抵,所述的上缓冲垫(15)下半部分设置在上缓冲锥簧(18)的锥形腔内,位于该锥形腔内的上缓冲垫(15)外壁形成锥形结构。
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