CN108150574A - 一种刚度可调的橡胶减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减振设备领域，特别是一种刚度可调的橡胶减振器，其包括：顶板；底座；橡胶体，所述橡胶体设置在所述顶板和底座之间；连接杆件，所述连接杆件穿过所述顶板和底座，且连接杆件的两端设置有能够缩短或增长顶板和底座间距的压紧部；间隔件；所述橡胶体至少包括第一调整橡胶和第二调整橡胶，所述第一调整橡胶和第二调整橡胶由所述间隔件分开，所述连接杆件穿过所述间隔件中部；所述第一调整橡胶和所述第二调整橡胶被构造为满足：所述顶板和底座间距缩短时，所述第一调整橡胶在竖向上的压缩大于所述第二调整橡胶，所述第二调整橡胶在横向上的压缩大于所述第一调整橡胶，本发明的发明目的在于提供一种刚度可调的橡胶减振器。

Description

一种刚度可调的橡胶减振器
技术领域
本发明涉及减振设备领域，特别是一种刚度可调的橡胶减振器。
背景技术
机械振动普遍存在于各类机械设备中，振动的存在会对机械设备和相关人员造成不利影响，而减振器则用于减少这些振动。
因此，各类减振器被广泛地应用在机械设备的振动隔离中，用于减小噪声，提高舒适度，延长机械设备寿命。
橡胶减振器作为一种重要的减振元件，由于其形状设计自由高、可以满足多向刚度的要求、内阻高而减振降噪的效果好、非线性承载性能、造价低廉等特性被用于汽车、铁路机车、水上运输工具、飞机及其他各类机械设备的减振降噪中。相较于传统的钢弹簧减振器，橡胶减振器具有具有质量小、形状可自由、拆卸方便等优点。
橡胶减振器的性能直接关系到减振系统的减振效果；影响橡胶减振器性能的主要因素由刚度和阻尼，阻尼是橡胶自身的固有特性，受形状的影响不大，而减振器刚度主要受减振器形状和胶料性能影响。
现代各种机械设备常常需要在各种不同的环境下工作，减振系统受到的外界和内部的激励也随之变化，要达到最佳的减振效果就需对减振器的刚度特性进行调整。
传统的橡胶减振器多为金属与橡胶层叠复合结构，其刚度特性在设计时就已经确定，无法在安装后调节，在应对变化的工况时其隔振效果无法达到最优。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的发明目的在于提供一种刚度可调的橡胶减振器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种刚度可调的橡胶减振器，其包括：
顶板；
底座；
橡胶体，所述橡胶体设置在所述顶板和底座之间；
连接杆件，所述连接杆件穿过所述顶板和底座，且连接杆件的两端设置有能够缩短或增长顶板和底座间距的压紧部；
间隔件；
所述橡胶体至少包括第一调整橡胶和第二调整橡胶，所述第一调整橡胶和第二调整橡胶由所述间隔件分开，所述连接杆件穿过所述间隔件中部；
所述第一调整橡胶和所述第二调整橡胶被构造为满足：所述顶板和底座间距缩短时，所述第一调整橡胶在竖向上的压缩大于所述第二调整橡胶，所述第二调整橡胶在横向上的压缩大于所述第一调整橡胶。
通过连接杆件把顶板和底座拉向一起，通过顶板和底座之间的橡胶体被压缩后的反力，使所有结构紧密得连接在一起，形成减振器，同时且连接杆件的两端设置有能够缩短顶板和底座间距的压紧部，可以通过缩短顶板和底座间距，压缩第一调整橡胶和第二调整橡胶，使减振器整体的刚度变大，或增长顶板和底座间距，释放第一调整橡胶和第二调整橡胶的弹力，使减振器整体的刚度变小，适用不同的机械设备，进行不同效果的隔振，同时，所述第一调整橡胶和所述第二调整橡胶被构造为满足：所述顶板和底座间距缩短时，所述第一调整橡胶在竖向上的压缩大于所述第二调整橡胶，所述第二调整橡胶在横向上的压缩大于所述第一调整橡胶，使第一调整橡胶和第二调整橡胶相比，其更多地负责减振器整体对竖向上的减振，使第一调整橡胶和第二调整橡胶在竖向上的振动幅值减小，而第二调整橡胶更多地负责减振器整体对横向上的减振，使第一调整橡胶和第二调整橡胶在横向上的振动幅值减小，同时间隔件以及间隔件的设置位置，顶板和底座间距缩短时，第一调整橡胶和第二调整橡胶均能被压缩，使其单独的刚度都得到增大，保证了对减振器的刚度调整时，第一调整橡胶依旧更多地负责减振器整体对竖向上的力的减振，第二调整橡胶依旧更多地负责减振器整体对横向上的力的减振，至于增长顶板和底座间距，最终达到减振器整体的刚度变小的过程，和上述的减振器整体的刚度变大的过程相反。
作为本发明的优选方案，所述第一调整橡胶在竖向上压缩时其横向上扩充，有效释放减振器整体在竖向上收到的压力的释放。
作为本发明的优选方案，所述第二调整橡胶在竖向上的压缩量小于其横向上的压缩量，有效释放减振器整体在横向上收到的压力的释放，同时使第二调整橡胶达到更多地负责减振器整体对横向上的力的减振的职能。
作为本发明的优选方案，所述第一调整橡胶为旋转体，结构更对称且整体更稳定，减振时第一调整橡胶变形更均匀，减振效果更好。
作为本发明的优选方案，所述第二调整橡胶为旋转体，结构更对称且整体更稳定，减振时第二调整橡胶变形更均匀，减振效果更好。
作为本发明的优选方案，所述连接杆件从第一调整橡胶中部穿过，减振器结构更对称，减振效果更好。
作为本发明的优选方案，所述连接杆件从第二调整橡胶中部穿过，减振器结构更对称，减振效果更好。
作为本发明的优选方案，所述第一调整橡胶的旋转面为中部具备两个相对内凹曲线的沙漏状图形，旋转体为闭环结构，由于旋转面为中部具备两个相对内凹曲线的沙漏状图形，所以旋转后的闭环结构中心留有供连接杆件穿过的通道，且在第一调整橡胶被压变形时，其腰部向两侧扩张，内凹曲线旋转形成的两个环状的沟状表面可以使第一调整橡胶向两侧扩张时(内环向连接杆件扩张，外环向外侧扩张)，有足够的扩张空间，保证不与其他部件产生干涉，特别是对于连接杆件的干涉，如果没有内凹曲线旋转形成的朝内环状的沟状表面，第一调整橡胶的腰部向连接杆件扩张时容易接触到连接杆件并形成挤压，这样就会造成应力释放不均，不仅减振不稳定均匀，对第一调整橡胶的寿命也是一种损伤，容易开裂。
作为本发明的优选方案，所述第二调整橡胶的旋转面为上部和下部具备两个相对内凹曲线的斜向布置的卧沙漏状图形，且所述卧沙漏状图形的上部相较下部距离连接杆件更近，其旋转体结构为闭环结构，且外部为圆台状，其上部的内凹曲线旋转形成朝内的环状沟状表面，其下部的内凹曲线旋转形成朝外的环状沟状表面，朝内的环状沟状表面中部留出供连接杆件穿过的空间，同时也留出防止第二调整橡胶因为变形和间隔件产生干涉的空间，第一调整橡胶体由于更多地负责减振器整体对竖向上的力的减振，所以其大部分是上下表面平整的结构，间隔件的上表面也是平整的结构，而第二调整橡胶的特殊结构使其与间隔件的连接还需要其他连接件来接触到第二调整橡胶的最外侧的锥面，由于这个连接件需要定位，而连接杆件又要穿过第二调整橡胶的中部，所以间隔件的下表面中部一般设置有凸起，而减振时由于第二调整橡胶的变形以及其更多地负责减振器整体对横向上的力的减振，所以这个凸起会有横向的移动，所述上部的内凹曲线旋转形成朝内的环状沟状表面，朝内的环状沟状表面中部留出供这个凸起活动的空间，防止其与第二调整橡胶接触形成挤压，如果形成挤压，不仅减振不稳定均匀，对第二调整橡胶的寿命也是一种损伤，容易开裂。
作为本发明的优选方案，所述第一调整橡胶和第二调整橡胶的弹性模量相等，由于橡胶具有强烈的非线性特征，类型、结构不同的橡胶体受力时其变形不相同，弹性模量相等的设置可以使第一调整橡胶4和第二调整橡胶11在设置结构时更易设计且相互配合调整结构参数。
本发明的有益效果是：
通过连接杆件把顶板和底座拉向一起，通过顶板和底座之间的橡胶体被压缩后的反力，使所有结构紧密得连接在一起，形成减振器，同时且连接杆件的两端设置有能够缩短顶板和底座间距的压紧部，可以通过缩短顶板和底座间距，压缩第一调整橡胶和第二调整橡胶，使减振器整体的刚度变大，使用不同的机械设备，进行不同效果的隔振，同时，所述第一调整橡胶和所述第二调整橡胶被构造为满足：所述顶板和底座间距缩短时，所述第一调整橡胶在竖向上的压缩大于所述第二调整橡胶，所述第二调整橡胶在横向上的压缩大于所述第一调整橡胶，使第一调整橡胶和第二调整橡胶相比，其更多地负责减振器整体对竖向上的减振，而第二调整橡胶更多地负责减振器整体对横向上的减振(但这里只是阐述“更多地”，第二调整橡胶竖向刚度相较于横向刚度也不容忽)，同时间隔件以及间隔件的设置位置，顶板和底座间距缩短时，第一调整橡胶和第二调整橡胶均能被压缩，使其单独的刚度都得到增大，保证了对减振器的刚度调整时，第一调整橡胶依旧更多地负责减振器整体对竖向上的减振，第二调整橡胶依旧更多地负责减振器整体对横向上的减振，至于增长顶板和底座间距，最终达到减振器整体的刚度变小的过程，和上述的减振器整体的刚度变大的过程相反，即当工作环境变化时，可增大顶板和底座间距离，使第一调整橡胶和第二调整橡胶放松，减小减振器刚度，适应变化的工作要求。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的俯视图；
图中标记：1-螺母，2-第一垫片，3-顶板，4-第一调整橡胶，5-应变片，6-间隔件，7-连接件，8-螺栓，9-第二垫片，10-底座，11-第二调整橡胶。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明的发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1，一种刚度可调的橡胶减振器，其包括：
顶板3；
底座10；
橡胶体，所述橡胶体设置在所述顶板3和底座10之间；
连接杆件，所述连接杆件穿过所述顶板3和底座10，且连接杆件的两端设置有能够缩短或增长顶板3和底座10间距的压紧部；
间隔件6；
所述橡胶体至少包括第一调整橡胶4和第二调整橡胶11，所述第一调整橡胶4和第二调整橡胶11由所述间隔件6分开，所述连接杆件穿过所述间隔件6中部；
所述第一调整橡胶4和所述第二调整橡胶11被构造为满足：所述顶板3和底座10间距缩短时，所述第一调整橡胶4在竖向上的压缩大于所述第二调整橡胶11，所述第二调整橡胶11在横向上的压缩大于所述第一调整橡胶4。
本实施例中，具体的，所述第一调整橡胶4和第二调整橡胶11均为旋转体，且螺栓8(即连接杆件)同时从第一调整橡胶4中部以及第二调整橡胶11中部穿过，所述第一调整橡胶4的旋转面为中部具备两个相对内凹曲线的沙漏状图形，所述第二调整橡胶11的旋转面为上部和下部具备两个相对内凹曲线的斜向布置的卧沙漏状图形，且所述卧沙漏状图形的上部相较下部距离连接杆件更近，所述连接杆件包括螺栓8和螺母1，且螺栓8倒向设置，所述压紧部包括螺栓8的大头端以及螺母1(所述螺母1和顶板3之间设置有垫片(图中为第一垫片2)，所述螺栓8的大头端和底座10间也设置有垫片(图中为第二垫片9)，所述螺栓8的中部具备用于检测螺栓8的杆部变形情况的应变片5(所述应变片5为矩形结构，其对称地贴合在螺栓8的杆部的圆周面上)，用于判断减振器的受力情况，防止其突破减振极限造成损坏)，所述间隔件6、顶板3和底座10均为对称体，所述底座10的横截面为T形状，底座10的上表面为平面，和第一调整橡胶4的底部接触，所述顶板3的下表面为平面，和第二调整橡胶11的顶部接触，所述间隔件6中部形成向下的凸起，所述螺杆配合地穿过所述向下的凸起，所述第二调整橡胶11具备最外侧的锥面和内侧锥面，这两个锥面的横截面均为平面，所述间隔件6下配合有连接件7，该连接件7顶部为平面且中心具备和所述向下的凸起配合的开孔，该连接件7为圆台状结构，其具备环状的能够和第二调整橡胶11的最外侧的锥面配合的内锥面，所述底座10的中心设置有圆台状的凸起结构，所述螺栓8向上配合在底座10上的凸起结构的中部，底座10上的凸起结构的外侧为和第二调整橡胶11的内侧锥面配合的外锥面。
俯视图如图2，底座10的外部轮廓为正方形且四角倒圆角，间隔件6的外部轮廓为正方形且四角倒圆角，顶板3为圆形的板状结构。
所述间隔件6和螺栓8紧密配合，所述螺栓8的杆状部分和顶板3以及底座10间间隙配合，压紧部和顶板3以及底座10紧密配合，便于允许第二调整橡胶11在形成一定的横向压缩量的同时不会对连接杆件产生剪切力造成破坏，且第二调整橡胶11和顶板3之间还设置有加速度传感器，用于检测减振器在竖向上的移动数据，以此判断其减振状态，从而调整顶板3到底座10的间距，改变减振器的刚度。
在减振时，所述第一调整橡胶4在竖向上压缩时其横向上扩充，所述第二调整橡胶11在竖向上的压缩量小于其横向上的压缩量。
实施例2
本实施例中，和实施例1的不同之处在于，所述第一调整橡胶4和第二调整橡胶11的弹性模量相等(由于橡胶具有强烈的非线性特征，类型、结构不同的橡胶体受力时其变形不相同，弹性模量相等的设置可以使第一调整橡胶4和第二调整橡胶11在设置结构时更易设计且相互配合调整结构参数)，所述应变片5为环状结构，其包裹地配合在螺栓8的杆部的圆周面上)，同时，所述应变片5为环状结构，其包裹地配合在螺栓8的杆部的圆周面上)，所述第一调整橡胶4的顶面和顶板3的底面粘接，所述第一调整橡胶4的底面间隔件6的顶面粘接，第二调整橡胶11的上部的圆周面和连接件7粘接，第二调整橡胶11的下部的圆周面和底座10粘接，这种方式，使第一调整橡胶4和第二调整橡胶11不仅仅只是能够放松到未压缩状态，相较于传统的减振器，第一调整橡胶11的存在以及上述的粘接方式，可以避免减振器在极限拉伸状态时产生的刚性冲击。

Claims (10)

1.一种刚度可调的橡胶减振器，其包括：
顶板；
底座；
橡胶体，所述橡胶体设置在所述顶板和底座之间；
连接杆件，所述连接杆件穿过所述顶板和底座，且连接杆件的两端设置有能够缩短或增长顶板和底座间距的压紧部；
其特征在于，还包括间隔件；
所述橡胶体至少包括第一调整橡胶和第二调整橡胶，所述第一调整橡胶和第二调整橡胶由所述间隔件分开，所述连接杆件穿过所述间隔件中部；
所述第一调整橡胶和所述第二调整橡胶被构造为满足：所述顶板和底座间距缩短时，所述第一调整橡胶在竖向上的压缩大于所述第二调整橡胶，所述第二调整橡胶在横向上的压缩大于所述第一调整橡胶。
2.根据权利要求1所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第一调整橡胶在竖向上压缩时其横向上扩充。
3.根据权利要求1所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第二调整橡胶在竖向上的压缩量小于其横向上的压缩量。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第一调整橡胶为旋转体。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第二调整橡胶为旋转体。
6.根据权利要求4所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述连接杆件从第一调整橡胶中部穿过。
7.根据权利要求5所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述连接杆件从第二调整橡胶中部穿过。
8.根据权利要求6所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第一调整橡胶的旋转面为中部具备两个相对内凹曲线的沙漏状图形。
9.根据权利要求7所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第二调整橡胶的旋转面为上部和下部具备两个相对内凹曲线的斜向布置的卧沙漏状图形，且所述卧沙漏状图形的上部相较下部距离连接杆件更近。
10.根据权利要求1所述的刚度可调的橡胶减振器，其特征在于，所述第一调整橡胶和第二调整橡胶的弹性模量相等。
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