CN108331874A - 一种弹簧隔振器 - Google Patents

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杨超
蒙华昌
褚盼
资道铭
段丁华
何家荣
徐鸿飞
杨仁猛
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted

Abstract

一种弹簧隔振器，包括上/下连接板，上/下连接板之间连接抗压弹簧并设置质量刚度阻尼系统，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧、质量块和阻尼系统，上连接板通过调谐弹簧与质量块连接,下连接板通过阻尼系统将质量块承托，阻尼系统安装在质量块中间或两侧；所述调谐弹簧为拉伸弹簧或压缩型弹簧，为拉伸弹簧时，上连接板通过调谐弹簧将质量块悬挂在下面，为压缩型弹簧时，上连接板通过“L”型托板和调谐弹簧将质量块承托。该隔振器可大幅度提高阻尼器的耗能效率和减少安装空间，使维护更为方便，对环境的适应能力更强，其阻尼方式灵活多样，成本低，对以稳定频率运行和冲击荷载类的动力设备，也具有隔振、控制振幅、加速衰减的作用。

Description

一种弹簧隔振器
技术领域
本发明涉及一种隔振减振装置，尤其涉及一种用于动力设备、管道、建筑结构及桥梁等的弹簧隔振器。
背景技术
现有动力（含冲击）设备以及管道、建筑结构及桥梁等的隔振构造是在设备承台下方设置隔振器，由于大型设备在开、关机过程中，设备运行频率经过隔振系统自振频率时必然会引起共振，共振过程中需要阻尼控制其振幅，共振后需要阻尼使振幅迅速衰减；另外设备运行时，因周围环境或动力设备本身，产生的由冲击荷载引起的大幅振动等，需要阻尼使其迅速衰减；因此隔振器通常是由钢弹簧和粘滞阻尼器组成，一般阻尼器直接与承台（结构）和地基相连接。
现有隔振器存在的问题是：
1．大型设备及其承台的总重经常高达数百上千吨，要使如此大的质量产生振动后能短时间衰减下来，需要的阻尼力是相当大的，所以经常选用的是粘滞流体阻尼器，而承台与地基之间，往往空间是非常有限的，又难以设置阻尼力较大的阻尼器；
2．承台与地基之间经常面临油污、高温、粉尘等各种复杂的环境，影响阻尼器的使用寿命；
3．传统的隔振方式，由于要“在非常局限的空间和复杂的环境中去实现很大的阻尼力”，使得阻尼器（包括材料、加工、施工和维护等各方面）的投入成本大幅度增加。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的弹簧隔振器中存在的问题，提供一种弹簧隔振器，以克服已有技术所存在的上述不足。
本发明采取的技术方案是：
一种弹簧隔振器，包括下连接板和上连接板，下连接板与上连接板之间连接抗压弹簧并设置质量刚度阻尼系统，抗压弹簧均匀布置在上/下连接板周边，质量刚度阻尼系统设置在中间，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧、质量块和阻尼系统，所述质量块通过调谐弹簧悬挂或承托在上连接板下部，所述阻尼系统设置在质量块与下连接板之间，所述阻尼系统或设置在质量块中间，或设置在质量块两侧；
所述调谐弹簧或为拉伸弹簧或为压缩型弹簧，调谐弹簧为拉伸弹簧时，质量块通过调谐弹簧悬挂在上连接板下面，调谐弹簧为压缩型弹簧时，质量块承托在调谐弹簧上，调谐弹簧承托在与上连接板连接的“L”型托板上。
其进一步的技术方案是：
所述调谐弹簧为拉伸弹簧，调谐弹簧一端连接上连接板，另一端连接在质量块周边的突缘上；所述阻尼系统设置在质量块中间，所述阻尼系统或为粘滞流体阻尼系统、或为油阻尼系统、或为磁流变阻尼系统，阻尼系统一端连接下连接板，另一端与质量块中间凹槽的顶部连接。
其另进一步的技术方案是：
所述调谐弹簧为拉伸弹簧，调谐弹簧一端连接上连接板，另一端连接在质量块周边的突缘上；所述阻尼系统设置在质量块两侧，所述阻尼系统为电涡流阻尼系统或为摩擦型阻尼系统，阻尼系统一端与下连接板连接，另一端通过质量块两侧的边板与质量块连接。
其另进一步的技术方案是：
所述调谐弹簧为压缩型弹簧，质量块周边的底面承托在调谐弹簧上端，调谐弹簧下端承托在位于质量块周边的与上连接板连接的“L”型托板上，所述阻尼系统设置在质量块中间，所述阻尼系统或为粘滞流体阻尼系统、或为油阻尼系统、或为磁流变阻尼系统，阻尼系统一端连接下连接板，另一端与质量块中间凹槽的顶部连接。
其进一步的技术方案是：
所述调谐弹簧为压缩型弹簧，质量块周边的底面承托在调谐弹簧上端，调谐弹簧下端承托在位于质量块周边与上连接板连接的“L”型托板上，所述阻尼系统设置在质量块中间，所述阻尼系统或为电涡流阻尼系统、或为摩擦型阻尼系统，阻尼系统一端与下连接板连接，另一端连接质量块中间凹槽的内侧。
其更进一步的技术方案是：
所述抗压弹簧设置的数量或为2个、或为N个，N为2的整数倍。
由于采取上述技术方案，本发明之一种弹簧隔振器具有以下有益效果：
1．在传统弹簧隔振器的基础上增设由质量块、调谐弹簧和阻尼系统构成的质量刚度阻尼系统，即利用调谐质量阻尼器（TMD）的减振原理，因质量块具有放大主结构振幅的作用，将阻尼系统装在质量块上，比传统隔振直接将阻尼器装在承台底部，耗能效率将高很多（30倍以上），例如质量块与所承载的总质量比为2%时，只需要传统隔振方式中3%的阻尼系数，便可达到与其相同的耗能效果，既可大幅度提高阻尼器的耗能效率，又使得阻尼方式更为灵活多样，使得很多小阻尼力的阻尼器在此也可以得到应用，例如电涡流阻尼器、摩擦阻尼器、磁流变阻尼以及传统油阻尼器等都能够满足要求，实现阻尼的成本更低；
2．将阻尼系统的位置从传统的只能直接与承台（结构）、地基相连，改变为设置在隔振器内部，可大幅度减少安装空间，使维护更为方便，对环境的适应能力更强；
3．对以稳定频率运行的动力设备，和冲击荷载类动力设备（如冲床、锻床）都有隔离振动、控制振幅、加速衰减的作用。
下面结合附图和实施例对本发明之一种弹簧隔振器的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1～图2为实施例一之一种弹簧隔振器结构示意图：
图1为主视图，图2为图1之俯视图；
图3～图4为实施例二之一种弹簧隔振器结构示意图：
图3为主视图，图4为图3之俯视图；
图5～图6为实施例三之一种弹簧隔振器结构示意图：
图5为主视图，图6为图5之俯视图；
图7～图8为实施例四之一种弹簧隔振器结构示意图：
图7为主视图，图8为图7之俯视图；
图中：
1—下连接板，2—抗压弹簧，3—上连接板，4—阻尼系统，41—边板，5—调谐弹簧，6—质量块，61—突缘，62—质量块中间凹槽，7—“L”型托板。
具体实施方式
实施例一
一种弹簧隔振器，包括下连接板1和上连接板3，下连接板1与上连接板3之间连接抗压弹簧2并设置质量刚度阻尼系统，抗压弹簧均匀布置在上/下连接板周边，质量刚度阻尼系统设置在中间，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧5、质量块6和阻尼系统4，所述阻尼系统4设置在质量块6与下连接板1之间，所述调谐弹簧5为拉伸弹簧，所述质量块6通过调谐弹簧5悬挂在上连接板3下部：调谐弹簧一端连接上连接板3，另一端连接在质量块周边的突缘61上；所述阻尼系统4设置在质量块中间，所述阻尼系统或为粘滞流体阻尼系统、或为油阻尼系统、或为磁流变阻尼系统，阻尼系统一端连接下连接板，另一端与质量块中间凹槽62的顶部连接，所述抗压弹簧2设置的数量为4个（参见附图1-2）。
实施例二
一种弹簧隔振器,其基本结构与实施例一相同, 包括下连接板1和上连接板3，下连接板1与上连接板3之间连接抗压弹簧2并设置质量刚度阻尼系统，抗压弹簧均匀布置在上/下连接板周边，质量刚度阻尼系统设置在中间，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧5、质量块6和阻尼系统4，所述阻尼系统4设置在质量块6与下连接板1之间，所述调谐弹簧5为拉伸弹簧，所述质量块6通过调谐弹簧5悬挂在上连接板3下部：调谐弹簧一端连接上连接板3，另一端连接在质量块周边的突缘61上，所述抗压弹簧2设置的数量为4个；
所不同的是:所述阻尼系统4设置在质量块两侧，所述阻尼系统为电涡流阻尼系统或为摩擦型阻尼系统，阻尼系统一端与下连接板连接，另一端通过质量块两侧的边板41与质量块连接（参见附图3-4）。
实施例三
一种弹簧隔振器,其基本结构与实施例一相同, 包括下连接板1和上连接板3，下连接板1与上连接板3之间连接抗压弹簧2并设置质量刚度阻尼系统，抗压弹簧均匀布置在上/下连接板周边，质量刚度阻尼系统设置在中间，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧5、质量块6和阻尼系统4，所述阻尼系统4设置在质量块6与下连接板1之间，所述阻尼系统4设置在质量块中间，所述阻尼系统或为粘滞流体阻尼系统、或为油阻尼系统、或为磁流变阻尼系统，阻尼系统一端连接下连接板，另一端与质量块中间凹槽62的顶部连接；所述抗压弹簧2设置的数量为4个；
所不同的是: 所述调谐弹簧5为压缩型弹簧，所述质量块6通过调谐弹簧5承托在上连接板3下部：质量块周边的底面承托在调谐弹簧上端，调谐弹簧下端承托在位于质量块周边的与上连接板连接的“L”型托板7上（参见附图5-6）。
实施例四
一种弹簧隔振器,其基本结构与实施例三相同, 包括下连接板1和上连接板3，下连接板1与上连接板3之间连接抗压弹簧2并设置质量刚度阻尼系统，抗压弹簧均匀布置在上/下连接板周边，质量刚度阻尼系统设置在中间，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧5、质量块6和阻尼系统4，所述阻尼系统4设置在质量块6与下连接板1之间，所述阻尼系统4设置在质量块中间，所述调谐弹簧5为压缩型弹簧，所述质量块6通过调谐弹簧5承托在上连接板3下部：质量块周边的底面承托在调谐弹簧上端，调谐弹簧下端承托在位于质量块周边的与上连接板连接的“L”型托板7上；所述抗压弹簧2设置的数量为4个；
所不同的是: 所述阻尼系统为电涡流阻尼系统、或为摩擦型阻尼系统，阻尼系统一端与下连接板连接，另一端连接质量块中间凹槽62的内侧（参见附图7-8）。
作为上述实施例的变换，所述抗压弹簧2设置的数量可为N个，N为2的整数倍。
安装使用时，下连接板与隔振基础连接，上连接板或与设备承台底板，或与管道、建筑结构、桥梁等底部连接。

Claims (6)

1.一种弹簧隔振器，其特征在于：包括下连接板（1）和上连接板（3），下连接板（1）与上连接板（3）之间连接抗压弹簧（2）并设置质量刚度阻尼系统，所述抗压弹簧均匀布置在上/下连接板周边，质量刚度阻尼系统设置在中间，所述质量刚度阻尼系统包括调谐弹簧（5）、质量块（6）和阻尼系统（4），所述质量块（6）通过调谐弹簧（5）悬挂或承托在上连接板（3）下部，所述阻尼系统（4）设置在质量块（6）与下连接板（1）之间，所述阻尼系统（4）或设置在质量块中间，或设置在质量块两侧；
所述调谐弹簧（5）或为拉伸弹簧或为压缩型弹簧，调谐弹簧为拉伸弹簧时，质量块通过调谐弹簧悬挂在上连接板（3）下面，调谐弹簧为压缩型弹簧时，质量块承托在调谐弹簧上，调谐弹簧承托在与上连接板连接的“L”型托板（7）上。
2.如权利要求1所述的一种弹簧隔振器，其特征在于：所述调谐弹簧（5）为拉伸弹簧，调谐弹簧一端连接上连接板（3），另一端连接在质量块周边的突缘（61）上；所述阻尼系统（4）设置在质量块中间，所述阻尼系统或为粘滞流体阻尼系统、或为油阻尼系统、或为磁流变阻尼系统，阻尼系统一端连接下连接板，另一端与质量块中间凹槽（62）的顶部连接。
3.如权利要求1所述的一种弹簧隔振器，其特征在于：所述调谐弹簧（5）为拉伸弹簧，调谐弹簧一端连接上连接板，另一端连接在质量块周边的突缘（61）上；所述阻尼系统（4）设置在质量块两侧，所述阻尼系统为电涡流阻尼系统或为摩擦型阻尼系统，阻尼系统一端与下连接板连接，另一端通过质量块两侧的边板（41）与质量块连接。
4.如权利要求1所述的一种弹簧隔振器，其特征在于：所述调谐弹簧（5）为压缩型弹簧，质量块周边的底面承托在调谐弹簧上端，调谐弹簧下端承托在位于质量块周边的与上连接板连接的“L”型托板（7）上，所述阻尼系统（4）设置在质量块中间，所述阻尼系统或为粘滞流体阻尼系统、或为油阻尼系统、或为磁流变阻尼系统，阻尼系统一端连接下连接板，另一端与质量块中间凹槽（62）的顶部连接。
5.如权利要求1所述的一种弹簧隔振器，其特征在于：所述调谐弹簧（5）为压缩型弹簧，质量块周边的底面承托在调谐弹簧上端，调谐弹簧下端承托在位于质量块周边与上连接板连接的“L”型托板（7）上，所述阻尼系统（4）设置在质量块中间，所述阻尼系统或为电涡流阻尼系统、或为摩擦型阻尼系统，阻尼系统一端与下连接板连接，另一端连接质量块中间凹槽（62）的内侧。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种弹簧隔振器，其特征在于：所述抗压弹簧（2）
设置的数量或为2个、或为N个，N为2的整数倍。
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