CN108223673B - 一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,尤其涉及轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置。轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的主活塞腔和从活塞腔由高压软管和接头连接,腔室内填充水;主活塞腔的主活塞承载,从活塞腔的从活塞受到弹簧施加的预紧力。轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置内所用的弹簧为碟簧。所述的机械分子弹簧以水为传力介质,以主活塞、从活塞及预压缩弹簧为承力元件。本发明提供了轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其具有高承载能力,低固有频率的特性,适用于低频重载领域。

Description

一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置
技术领域
本发明涉及一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,属于隔振缓冲技术领域。
背景技术
在航空、航天、航海和车辆工程领域,振动始终是焦点问题之一。一般来讲,振动会导致结构疲劳破坏,降低仪表设备使用性能,降低乘坐舒适性。在国防领域,强烈振动更是会影响武器装备的生存力及战斗技术性能。被动隔振技术因其简单、低价、可靠等优点而得到应用广泛,如金属弹簧隔振器、金属橡胶隔振器、橡胶隔振器、钢丝绳隔振器、空气弹簧隔振器等。但这些隔振器在低频重载领域的隔振效果往往不能达到人们的预期,其中最主要的问题就是重载下低固有频率与小静变形不可兼得的问题。分子弹簧隔振缓冲技术是采用水和具有纳米级疏水微孔的多孔材料混合而成的分子弹簧功能材料作为隔振缓冲介质,利用水分子在高压下可克服临界压强进入和逸出疏水微孔的现象,实现高静低动的刚度特性,分子弹簧隔振缓冲技术特别适用于低频重载隔振领域。分子弹簧介质的工作压强相当高,达到20-80Mpa,故而动态密封技术难度较大。为克服这一技术难点,提出本发明。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,该隔振缓冲装置具有高静低动刚度特性、工作压强低、尺寸小等特点,也特别适用于低频重载隔振领域,与分子弹簧类似,可以解决现有技术中重载下低固有频率与小静变形不可兼得等技术瓶颈。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,包括缸体、主活塞、碟簧、从活塞、端盖、连通管,所述端盖固定安装在缸体上,而所述从活塞设置于端盖与缸体之间形成的腔体内,其中,所述端盖靠近缸体的端面上设有盲孔三,所述从活塞与盲孔三密封滑动配合,所述从活塞底部与盲孔三所围成的腔体为从活塞腔;所述缸体远离端盖的端面上设有盲孔一,所述主活塞与盲孔一密封滑动配合,所述主活塞底部与盲孔一所围成的腔体为主活塞腔,所述盲孔一底部上开设有贯通缸体的通孔一;所述缸体靠近端盖的端面上设有盲孔二,所述碟簧设置于盲孔二内,且所述碟簧由从活塞压紧;所述从活塞远离端盖的端面上设有盲孔四,所述盲孔四的底部设有贯通从活塞的通孔二,所述连通管连接通孔一、通孔二,进而连通主活塞腔和从活塞腔,所述主活塞腔、从活塞腔、连通管内填充有液体。
进一步地:所述端盖远离缸体的端面上设有贯通端盖的通孔三,所述通孔三上安装有堵头。
优选的:所述缸体上设置有两个以上的沉头孔一,所述端盖上设置有与沉头孔一相对应的沉头孔二,通过螺栓组件将沉头孔一、沉头孔二固定连接,进而将缸体、端盖固定连接。
优选的:所述沉头孔一沿缸体周向均匀分布。
优选的:所述沉头孔一的个数为6个。
优选的:所述液体为水或矿物油。
本发明相比现有技术,具有以下有益效果:
1.本申请轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置具有高静低动刚度、工作水压低、高度低等特点,应用范围广泛,特别适合应用于低频重载隔振缓冲技术领域。
2.可以通过降低主活塞的截面积来降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度。
3.可以通过增加从活塞下端面的外径来降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度。
4.可以通过增加碟簧的数量来降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度。
5.通过高压软管连通主活塞腔和从活塞腔可以有效降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的高度。
6.通过使用碟簧可以有效降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的高度。
附图说明
图1是本申请轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置主视图。
图2是本申请轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置俯视图。
图3是本申请轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置典型的剖视图。
图4是本申请轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置典型力-位移曲线。
附图标记说明:1、缸体,2、主活塞,3、碟簧,4、从活塞,5、螺母,6、螺栓,7、端盖,8、堵头,9、从活塞腔,10、接头,11、高压软管,12、主活塞腔,101为盲孔一,102为通孔一,103为盲孔二,401为盲孔四,402为通孔二,701为盲孔三。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,如图1、图2和图3所示,包括缸体1、主活塞2、碟簧3、从活塞4、端盖7、连通管11,所述端盖7固定安装在缸体1上,所述缸体1上设置有两个以上的沉头孔一,所述端盖7上设置有与沉头孔一相对应的沉头孔二,通过螺栓组件将沉头孔一、沉头孔二固定连接,进而将缸体1、端盖7固定连接。沉头孔一的个数可以为两个,三个,优选的所述沉头孔一的个数为6个,所述沉头孔一沿缸体1周向均匀分布。所述从活塞4设置于端盖7与缸体1之间形成的腔体内,其中,所述端盖7靠近缸体1的端面上设有盲孔三701,所述从活塞4与盲孔三701密封滑动配合,所述从活塞4底部与盲孔三701所围成的腔体为从活塞腔9。所述缸体1远离端盖7的端面上设有盲孔一101,所述主活塞2与盲孔一101密封滑动配合,所述主活塞2底部与盲孔一101所围成的腔体为主活塞腔12,所述盲孔一101底部上开设有贯通缸体1的通孔一102。所述缸体1靠近端盖7的端面上设有盲孔二103,所述碟簧3设置于盲孔二103内,且所述碟簧3由从活塞4压紧,所述盲孔二103为阶梯状环形盲孔,有两个阶梯,由盲孔内到外依次为第一阶梯和第二阶梯,所述从活塞4为阶梯轴,所述碟簧3设置在第一阶梯上,而所述从活塞4设置在第二阶梯上,使得碟簧3能被从活塞4压紧。所述从活塞4远离端盖7的端面上设有盲孔四401,所述盲孔四401的底部设有贯通从活塞4的通孔二402,所述连通管11通过接头10连接通孔一102、通孔二402,进而连通主活塞腔12和从活塞腔9,所述连通管11为高压软管,高压软管、接头10设于从活塞4的盲孔四401内,高压软管两端连接接头10,两端接头10分别通过螺纹配合连接于缸体1和从活塞4上。所述主活塞腔12、从活塞腔9、连通管11内填充有液体,所述液体为水或矿物油,在本实施例中,液体为水。所述端盖7远离缸体1的端面上设有贯通端盖7的通孔三,所述通孔一102、通孔二402、通孔三均为螺纹通孔,所述通孔三上安装有堵头8,打开堵头8可往主活塞腔12、从活塞腔9里添加液体和减少液体。
通过端盖7上端面对从活塞4阶梯下端面的挤压,从而对碟簧3压缩,进而得到轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置中碟簧3的预紧力;使用过程中负载压缩主活塞2对水施加压力,当水压无法克服施加在从活塞4上的预紧力时,从活塞4保持静止,轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置呈现出高刚度,此阶段成为承载段;当水压克服施加在从活塞4上的预紧力后,从活塞4开始向上滑动,轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的刚度急剧降低,呈现出低刚度,此阶段成为工作段;水压继续增加,水压迫使从活塞4继续滑动直至从活塞4的阶梯上端面与缸体1接触,此后轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的刚度呈现出高刚度,此阶段称为限位段;轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的总体刚度特性呈现出极高承载刚度、极低动态刚度和极高限位刚度的特性,轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置同时具备极低固有频率和小静变形的理想性能。机械分子弹簧隔振缓冲装置总体上的力-位移曲线呈现出分段的高-低-高刚度特性。其典型的刚度曲线如图4所示。
轻型机械分子弹簧工作段的刚度可通过调节结构参数进行调节,工作段刚度随着主活塞2和从活塞4面积之比的降低而显著降低,随着碟簧3的刚度的降低而降低。
本申请轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置具有高静低动刚度特性、工作压强低、尺寸小等特点,应用范围广泛,特别适合应用于低频重载领域,通过主活塞和从活塞协同作用,可在低于10Mpa压强下实现高静低动刚度特性,本装置工作水压低于现有技术中分子弹簧隔振缓冲技术工作压强为20-80Mpa,可以通过降低碟簧的刚度来降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度;可以通过降低主活塞与从活塞的面积比来降低轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的工作刚度;可以通过增加弹簧的预压缩量来增加轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的承载能力或工作压强。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
本发明主活塞腔和从活塞腔由高压软管和接头连接,腔室内填充水;主活塞腔的主活塞承载,从活塞腔的从活塞受到弹簧施加的预紧力。轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置内所用的弹簧为碟簧。所述的机械分子弹簧以水为传力介质,以主活塞、从活塞及预压缩弹簧为承力元件。所述机械分子弹簧可在低压下实现类似于分子弹簧隔振缓冲技术,模拟分子弹簧的高静低动刚度特性。当水压还不能克服预压缩弹簧提供的预紧力之前,隔振器的刚度极大,为活塞压水的刚度,而一旦水压能够克服该预紧力,隔振器的刚度急剧降低并出现鲜明的转折,一旦变形过大从活塞将受限而使得弹簧不参与工作,刚度又急剧增加。其具有高承载能力,低固有频率的特性,适用于低频重载领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和完善,这些改进和完善也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其特征在于:包括缸体(1)、主活塞(2)、碟簧(3)、从活塞(4)、端盖(7)、连通管 (11),所述端盖(7)固定安装在缸体(1)上,而所述从活塞(4)设置于端盖(7)与缸体(1)之间形成的腔体内,其中,所述端盖(7)靠近缸体(1)的端面上设有盲孔三(701),所述从活塞(4)与盲孔三(701)密封滑动配合,所述从活塞(4)底部与盲孔三(701)所围成的腔体为从活塞腔(9);所述缸体(1)远离端盖(7)的端面上设有盲孔一(101),所述主活塞(2)与盲孔一(101)密封滑动配合,所述主活塞(2)底部与盲孔一(101)所围成的腔体为主活塞腔(12),所述盲孔一(101)底部上开设有贯通缸体(1)的通孔一(102);所述缸体(1)靠近端盖(7)的端面上设有盲孔二(103),所述碟簧(3)设置于盲孔二(103)内,且所述碟簧(3)由从活塞(4)压紧;所述从活塞(4)远离端盖(7)的端面上设有盲孔四(401),所述盲孔四(401)的底部设有贯通从活塞(4)的通孔二(402),所述连通管 (11)连接通孔一(102)、通孔二(402),进而连通主活塞腔(12)和从活塞腔(9),所述主活塞腔(12)、从活塞腔(9)、连通管 (11)内填充有液体,所述液体为水;
通过端盖(7)上端面对从活塞(4)阶梯下端面的挤压,从而对碟簧(3)压缩,进而得到轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置中碟簧(3)的预紧力;使用过程中负载压缩主活塞(2)对水施加压力,当水压无法克服施加在从活塞(4)上的预紧力时,从活塞(4)保持静止,轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置呈现出高刚度,此阶段成为承载段;当水压克服施加在从活塞(4)上的预紧力后,从活塞(4)开始向上滑动,轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的刚度急剧降低,呈现出低刚度,此阶段成为工作段;水压继续增加,水压迫使从活塞(4)继续滑动直至从活塞(4)的阶梯上端面与缸体(1)接触,此后轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的刚度呈现出高刚度,此阶段称为限位段;轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置的总体刚度特性呈现出极高承载刚度、极低动态刚度和极高限位刚度的特性,轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置同时具备极低固有频率和小静变形的理想性能;
轻型机械分子弹簧工作段的刚度通过调节结构参数进行调节,工作段刚度随着主活塞
(2)和从活塞(4)面积之比的降低而降低,随着碟簧(3)的刚度的降低而降低;
所述连通管 (11)为高压软管,通过高压软管连通主活塞腔和从活塞腔降低高度。
2.根据权利要求1所述轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其特征在于:所述端盖(7)远离缸体(1)的端面上设有贯通端盖(7)的通孔三,所述通孔三上安装有堵头(8)。
3.根据权利要求2所述轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其特征在于:所述缸体(1)上设置有两个以上的沉头孔一,所述端盖(7)上设置有与沉头孔一相对应的沉头孔二,通过螺栓组件将沉头孔一、沉头孔二固定连接,进而将缸体(1)、端盖(7)固定连接。
4.根据权利要求3所述轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其特征在于:所述沉头孔一沿缸体(1)周向均匀分布。
5.根据权利要求4所述轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其特征在于:所述沉头孔一的个数为6个。
6.根据权利要求5所述轻型机械分子弹簧隔振缓冲装置,其特征在于:所述通孔一(102)、通孔二(402)、通孔三均为螺纹通孔。
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