CN107654566B - 参数可调的液弹式隔振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种参数可调的液弹式隔振装置，其包括缸筒、焊接波纹管、主质量、橡胶圈和悬挂质量，焊接波纹管、主质量、橡胶圈、悬挂质量和缸筒同轴设置；焊接波纹管的一端密封设置一悬挂质量，焊接波纹管的另一端固定于缸筒底部；主质量通过橡胶圈与所述缸筒连接，用以驱动所述缸筒内的液压油直线往复运动。本发明通过对传统的动力反共振结构的改进，解决了传统动力反共振结构中存在的结构复杂，不易调节的缺点。

Description

参数可调的液弹式隔振装置
技术领域
本发明涉及工程结构隔振领域，具体地，涉及一种参数可调的液弹式隔振装置。
背景技术
振动控制是工程领域中一个常见的问题。振动广泛存在于日常生活中，从铁路到建筑，从汽车到船舶，再到航空航天等等，振动问题无处不在。振动不仅影响到机械设备的使用寿命，仪表器械的使用性能，操作人员的正常工作，造成建筑结构的损坏。而且还影响到舰船、飞机的生命力及其战斗技术性能，乃至影响到人的健康。
振动控制方法一般包括：减小振源的激励、防止共振和振动隔离。这些方法可以通过主动控制技术、半主动控制技术和被动控制技术来实现，其中前两种技术由于需要外界能量输入和稳定性问题，较少应用在实际工程中。与此相对应的被动控制技术通常结构相对简单、不需要外界能量输入且稳定性较强，广泛应用在实际工程中。被动控制技术一般分为阻振、吸振、隔振。阻振为阻尼减振的简称，即用附加子系统连于需减振的系统或结构以消耗振动能量，从而达到控制振动水平的目的。但是阻尼力一般与阻尼两端的相对位移或速度有关，低频时的阻尼力较小，且在静态时不能提供支撑力；吸振是动力吸振的简称，在工程应用中，这种减振主要是通过主系统附加子系统以后再隔振频率处实现能量的转移来实现的。且动力吸振不加在振动的传递路径上，会增加系统的自由度，使得系统的响应多一个共振峰，且隔离低频振动往往需要较大的隔振质量。在低频隔振且对系统质量有严格要求的场合亦不适用；动力反共振隔振器是一种利用惯性耦合来实现隔振目的的一种新型隔振器。其原理主要是通过引入杠杆结构，放大置于杠杆末端悬挂质量的惯性力，在某一频率时使得传递到基础的惯性力与系统的弹性力，大小相等，相位相反，进而实现该频率处的隔振。通过设计杠杆比，用较小的质量就可以实现低频隔振。同时它一般置于振动的传递路径中，不会增加系统的自由度。因此，它不仅可以用于一般条件下的隔振，而且还适合应用在低频隔振领域。
目前，国外在这方面的研究已经比较深入，实现结构也有多种。由于实际应用中对隔振器空间的要求，采用液力杠杆代替机械式杠杆更易实现大杠杆比，更节省空间。申请号为US4236607的发明专利，公开了一种液体惯性隔振装置，它主要由橡胶、液体惯性通道、液体通道两端的液室组成，惯性质量为液体通道内液体的质量，惯性通道两端液室的横截面积和惯性通道的横截面积之比作为放大机构，利用惯性耦合实现隔振目的。但是这里橡胶和内筒、外筒的连接需要硫化来实现，工艺较为复杂，且一旦形成不能更改。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种参数可调的液弹式隔振装置，其通过对传统的动力反共振结构的改进，解决了传统动力反共振结构中存在的结构复杂，不易调节的缺点。
根据本发明的一个方面，提供一种参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述参数可调的液弹式隔振装置包括缸筒、焊接波纹管、主质量、橡胶圈和悬挂质量，焊接波纹管、主质量、橡胶圈、悬挂质量和缸筒同轴设置；焊接波纹管的一端密封设置一悬挂质量，焊接波纹管的另一端固定于缸筒底部；主质量通过橡胶圈与所述缸筒连接，用以驱动所述缸筒内的液压油直线往复运动。
优选地，所述缸筒一端与所述焊接波纹管的另一端通过法兰连接，所述橡胶圈设于所述缸筒的另一端，同时密封缸筒。
优选地，所述焊接波纹管的另一端设有法兰，缸筒的一端与所述法兰之间设有一轴向O形密封圈。
优选地，所述悬挂质量是分片式结构。
优选地，所述参数可调的液弹式隔振装置还包括分片式端盖，分片式端盖固定在缸筒的底端且与焊接波纹管的法兰完全贴合。
优选地，所述缸筒的高度大于所述焊接波纹管的长度和所述悬挂质量的工作行程之和。
优选地，所述主质量上部设有进油口、出油口，且进油口和出油口均为单向阀结构。
优选地，所述橡胶圈作为系统的主刚度，且可通过更换橡胶圈来调节系统的主刚度。
优选地，所述橡胶圈的内圈和外圈分别通过一橡胶板与所述主质量、缸筒连接。
优选地，所述橡胶圈采用损耗因子小的天然橡胶。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：由橡胶圈作为系统的主刚度，与主质量和缸筒的连接通过螺栓连接，工艺简单，易更换。悬挂质量可以根据需求进行定制。焊接波纹管内置于缸筒，节省空间，且焊接波纹管，刚度小，变形范围大，对系统主刚度影响小。本发明容易实现大杠杆比，结构简单，无摩擦，参数可调，拆装方便。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明参数可调的液弹式隔振装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明参数可调的液弹式隔振装置包括缸筒9、焊接波纹管5、主质量1、橡胶圈11和悬挂质量4，焊接波纹管5、主质量1、橡胶圈11、悬挂质量4和缸筒9同轴设置；焊接波纹管5的一端密封设置一悬挂质量4，焊接波纹管5的另一端固定于缸筒底部；主质量1通过橡胶圈11与所述缸筒9连接，用以驱动所述缸筒内的液压油直线往复运动。
在本实施例中，所述缸筒9一端与所述焊接波纹管5的另一端通过法兰连接，所述橡胶圈11设于所述缸筒的另一端，同时密封缸筒9。
在本实施例中，焊接波纹管5的另一端设有法兰，缸筒9的一端与所述法兰之间设有一轴向O形密封圈6。
在本实施例中，本发明参数可调的液弹式隔振装置还包括分片式端盖7，分片式端盖7固定在缸筒9的底端且与焊接波纹管5的法兰完全贴合。
在本实施例中，主质量1上部设有进油口14、出油口15，且进油口14和出油口15均为单向阀结构。
在本实施例中，橡胶圈11作为系统的主刚度，且可通过更换橡胶圈11来调节系统的主刚度。
在本实施例中，橡胶圈11采用损耗因子小的天然橡胶。
悬挂质量4是分片式结构，通过螺栓固接在焊接波纹管5的顶部，悬挂质量4可以根据隔振频率选择片数，然后再用螺母拧紧，方便调节。
焊接波纹管5通过分片式端盖7固定在缸筒9上，并通过轴向O形密封圈6进行密封，由焊接波纹管5、缸筒9、橡胶圈11和主质量1所组成的腔体为油腔。
所述橡胶圈的内圈和外圈分别通过一橡胶板与所述主质量、缸筒连接。
橡胶圈11通过上橡胶板12和下橡胶板3用第一螺栓2和第二螺栓13分别固定在缸筒9和主质量1上。
所述缸筒的高度大于所述焊接波纹管的长度和所述悬挂质量的工作行程之和。
缸筒9与焊接波纹管5通过螺栓10连接，缸筒9、焊接波纹管5、橡胶圈11、主质量1组成液腔，构成动力反共振放大机构，通过下橡胶板3、第二螺栓13，橡胶圈11与主质量1固定在一起，通过上橡胶板12、第一螺栓2、橡胶圈11与缸筒9固定在一起，即由主质量1作为质量元素，橡胶圈11作为刚度元素，缸筒9底座固定在基础上。当外部简谐激励力作用于主质量1上时，主质量1的振动一部分通过橡胶圈11传递到缸筒9底座上，同时主质量1利用液力杠杆放大悬挂质量4的惯性力，被放大的惯性力也传递到缸筒9的底座上，在设计频率处，这两部分力大小相等相位相反，最终使得传递到缸筒9底座上的力为零即实现该频率处的隔振。
与现有的技术相比，本发明提供的液压式动力反共振隔振装置容易实现大杠杆比，结构简单，工艺简单，无摩擦，参数可调，拆装方便。通过参数优化，可以最大程度的减小被控系统的在给定频率处的共振峰值，试验结果表明，该液压式动力反共振结构可对轴系的纵向线谱振动降低5dB，并且具有稳定性好的特点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述参数可调的液弹式隔振装置包括缸筒、焊接波纹管、主质量、橡胶圈和悬挂质量，焊接波纹管、主质量、橡胶圈、悬挂质量和缸筒同轴设置；焊接波纹管的一端密封设置一悬挂质量，焊接波纹管的另一端固定于缸筒底部；主质量通过橡胶圈与所述缸筒连接，用以驱动所述缸筒内的液压油直线往复运动；所述缸筒一端与所述焊接波纹管的另一端通过法兰连接，所述橡胶圈设于所述缸筒的另一端，同时密封缸筒。
2.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述焊接波纹管的另一端设有法兰，缸筒的一端与所述法兰之间设有一轴向O形密封圈。
3.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述悬挂质量是分片式结构。
4.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述参数可调的液弹式隔振装置还包括分片式端盖，分片式端盖固定在缸筒的底端且与焊接波纹管的法兰完全贴合。
5.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述缸筒的高度大于所述焊接波纹管的长度和所述悬挂质量的工作行程之和。
6.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述主质量上部设有进油口、出油口，且进油口和出油口均为单向阀结构。
7.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述橡胶圈作为系统的主刚度，且可通过更换橡胶圈来调节系统的主刚度。
8.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述橡胶圈的内圈和外圈分别通过一橡胶板与所述主质量、缸筒连接。
9.根据权利要求1所述的参数可调的液弹式隔振装置，其特征在于，所述橡胶圈采用损耗因子小的天然橡胶。
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