CN105972150B - 一种隔振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及结构振动控制技术领域，一种隔振器，包括钢板弹簧，第一、二空气弹簧，基础和待隔振设备。所述第一、二空气弹簧水平放置，并位于待隔振设备的两侧，其两端分别与基础和待隔振设备通过螺栓铰接；两空气弹簧为待隔振设备提供非线性恢复力和阻尼力，并确保待隔振设备沿着竖直方向运动；所述钢板弹簧水平放置，其两端通过螺栓分别与待隔振设备及基础固定连接，为待隔振设备提供线弹性支撑；本发明具有以下优点：一是，可以有效地降低静态变形量，从而增加静态刚度，增强了系统的稳定性；二是，可以有效地降低系统的固有频率，从而增加隔振区，提高隔振效率；三是，可以同时有效地降低共振区和隔振区的传递率，从而增强了隔振器的隔振效果。

Description

一种隔振器
技术领域
本发明涉及一种隔振器，属于结构振动控制技术领域。
背景技术
隔振是一种通过振源与隔振体之间的隔振器进行振动控制的技术，可以利用隔振器削弱各种有害振动的传播。
目前应用最为广泛的是线性隔振器。在振动隔离技术中，减小隔振器刚度是提高隔振效果的一种常见的方法。但是隔振器的刚度不可以无限制地降低，过于柔软的隔振器受到机器重力作用将出现很大的静变形量，使得系统的稳定性变差，给实现低频隔振带来困难。为了提高隔振效果，常常采用非线性隔振器。一般认为，非线性隔振器可以实现比线性隔振器更低的固有频率，从而增加隔振区，提高隔振效率。然而常见的非线性隔振器设计通常具有以下不足，一是低频阶段隔振效果差，二是静平衡时候的稳定性差。
理想的隔振装置应具有高的静刚度和低的动刚度，高的静刚度是保证系统安装精度和稳定性的必要措施，尽可能低的动刚度才能保证尽可能好的隔振效果。
发明内容
为了克服已有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种隔振器。该隔振器，其一是，可以有效地降低静态变形量，从而增加静态刚度，增强系统的稳定性；其二是，可以有效地降低系统的固有频率，从而增加隔振区，提高隔振效率；其三是，可以同时有效地降低共振区和隔振区的传递率，从而增强隔振器的隔振效果。
为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种隔振器，包括基础、待隔振设备、钢板弹簧及第一、二空气弹簧，所述第一空气弹簧水平放置，并位于待隔振设备的一侧，其两端分别与基础和待隔振设备通过螺栓铰接，所述第二空气弹簧水平放置，并位于待隔振设备的另一侧，其两端分别与基础和待隔振设备通过螺栓铰接，用于对待隔振设备提供非线性恢复力和阻尼力，并确保待隔振设备沿着竖直方向运动；所述钢板弹簧水平放置，其两端通过螺栓分别与待隔振设备及基础固定连接，用于对待隔振设备提供线弹性支撑。
所述第一、二空气弹簧与钢板弹簧之间的夹角均为90°。
本发明有益效果是：一种隔振器，包括基础、待隔振设备、钢板弹簧及第一、二空气弹簧，所述第一空气弹簧水平放置，并位于待隔振设备的一侧，其两端分别与基础和待隔振设备通过螺栓铰接，所述第二空气弹簧水平放置，并位于待隔振设备的另一侧，其两端分别与基础和待隔振设备通过螺栓铰接，用于对待隔振设备提供非线性恢复力和阻尼力，并确保待隔振设备沿着竖直方向运动；所述钢板弹簧水平放置，其两端通过螺栓分别与待隔振设备及基础固定连接，用于对待隔振设备提供线弹性支撑。与已有技术相比，本发明具有以下优点：一是，可以有效地降低静态变形量，从而增加静态刚度，增强了系统的稳定性；二是，可以有效地降低系统的固有频率，从而增加隔振区，提高隔振效率；三是，可以同时有效地降低共振区和隔振区的传递率，从而增强了隔振器的隔振效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1、基础，2、待隔振设备，3、钢板弹簧，4、第一空气弹簧，4a、第二空气弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种隔振器，包括基础1，待隔振设备2，钢板弹簧3及第一、二空气弹簧4、4a。所述第一空气弹簧4水平放置，并位于待隔振设备2的一侧，其两端分别与基础1和待隔振设备2通过螺栓铰接；所述第二空气弹簧4a水平放置，并位于待隔振设备2的另一侧，其两端分别与基础1和待隔振设备2通过螺栓铰接，两空气弹簧的对称结构为待隔振设备2提供非线性恢复力和阻尼力，使得待隔振设备2水平方向的合外力为零，从而保证待隔振设备2仅沿着竖直方向运动；所述钢板弹簧3水平放置，其两端通过螺栓分别与待隔振设备2及基础1固定连接，用于对待隔振设备2提供线弹性支撑。所述第一、二空气弹簧4、4a与钢板弹簧3之间的夹角均为90°。
具体隔振过程如下：第一空气弹簧4和第二空气弹簧4a具有初始静态变形，当待隔振设备2处于静止状态时，位于待隔振设备2两侧的第一、二空气弹簧4、4a处于压缩状态，待隔振设备2受到的来自第一、二空气弹簧4、4a的水平作用力相互平衡，竖直方向上待隔振设备2仅受钢板弹簧3的支持力，此时待隔振设备2在水平方向与竖直方向上均受力平衡，处于稳定平衡状态，实现了高静态条件下的隔振。
当待隔振设备2发生振动时，具体地说，当待隔振设备2振幅较小且向上运动时，此时的第一、二空气弹簧4、4a仍处于压缩状态，第一空气弹簧4和第二空气弹簧4a水平方向的分力大小相等、方向相反而相互抵消，竖直方向的分力向上，钢板弹簧3的弹性力方向竖直向下；当待隔振设备2振幅较小且向下运动时，此时的第一、二空气弹簧4、4a仍处于压缩状态，第一空气弹簧4和第二空气弹簧4a水平方向的分力大小相等、方向相反而相互抵消，竖直方向的分力向下，钢板弹簧3的弹性力方向竖直向上；当待隔振设备2振幅较大且向上运动时，此时的第一、二空气弹簧4、4a仍处于压缩状态，第一空气弹簧4和第二空气弹簧4a水平方向的分力大小相等、方向相反而相互抵消，竖直方向的分力向下，钢板弹簧3的弹性力方向竖直向下；当待隔振设备2振幅较大且向下运动时，此时的第一、二空气弹簧4、4a仍处于压缩状态，第一空气弹簧4和第二空气弹簧4a水平方向的分力大小相等、方向相反而相互抵消，竖直方向的分力向上，钢板弹簧3的弹性力方向竖直向上。
在以上待隔振设备2四种运动状态下，水平布置的第一、二空气弹簧4、4a和钢板弹簧3的共同作用，使系统的动态刚度降低，由得知隔振系统的固有频率降低，从而增加了隔振系统的隔振区，实现了较低频率的隔振。
水平布置在待隔振设备2两侧的第一、二空气弹簧4、4a，可以更大程度地阻碍待隔振设备2在竖直方向的振动，提供几何非线性的阻尼力。当待隔振设备2快速通过共振区，以大振幅瞬态振动时，第一、二空气弹簧4、4a的振幅随之增大，竖直方向上的阻尼力同步变大；当待隔振设备2在高频隔振区做小振幅振动时，第一、二空气弹簧4、4a压缩量在竖直方向上的阻尼力同步变小。进而实现同时降低共振区和隔振区的最大传递率的效果。

Claims (1)

1.一种隔振器，包括基础（1）、待隔振设备（2）、钢板弹簧（3）及第一、二空气弹簧（4、4a），其特征在于：所述第一空气弹簧（4）水平放置，并位于待隔振设备（2）的一侧，其两端分别与基础（1）和待隔振设备（2）通过螺栓铰接，与钢板弹簧（3）之间的夹角为90°，且有初始静态变形；所述第二空气弹簧（4a）水平放置，并位于待隔振设备（2）的另一侧，其两端分别与基础（1）和待隔振设备（2）通过螺栓铰接，与钢板弹簧（3）之间的夹角也为90°，且有初始静态变形；所述钢板弹簧（3）水平放置，其两端通过螺栓分别与待隔振设备（2）及基础（1）固定连接，用于对待隔振设备（2）提供线弹性支撑；在隔振过程中，第一、二空气弹簧（4、4a）处于压缩状态，用于对待隔振设备（2）提供非线性恢复力和阻尼力，并与钢板弹簧（3）的共同作用确保待隔振设备（2）沿着竖直方向运动；当待隔振设备（2）发生振动时，水平布置的第一、二空气弹簧（4、4a）和钢板弹簧（3）的共同作用，使系统的动态刚度降低，增加了隔振系统的隔振区，实现了较低频率的隔振；当待隔振设备（2）快速通过共振区，以大振幅瞬态振动时，第一、二空气弹簧（4、4a）的振幅随之增大，竖直方向上的阻尼力同步变大；当待隔振设备（2）在高频隔振区做小振幅振动时，第一、二空气弹簧（4、4a）压缩量在竖直方向上的阻尼力同步变小，进而实现同时降低共振区和隔振区的最大传递率的效果。
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