CN109282087A - 一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架及其工作方法，包括安装板、竖向伸缩杆及管夹，安装板的下侧前后两端设有横向导杆，横向导杆的两端固定有导杆支座，横向导杆上的横向滑座与两侧的导杆支座均连有第一弹性件，两侧的横向滑座之间设有纵向导杆，纵向导杆上的纵向滑座与两侧的横向滑座均设有第二弹性件，纵向滑座的下侧设有限位板，限位板的两端与纵向滑座之间均设有竖向导杆，竖向导杆的外侧套有空心圆柱金属橡胶A；竖向伸缩杆的下端与管夹固联，上端贯穿限位板并固联有限位件，限位件与限位板之间设有空心圆柱金属橡胶B。本发明实现X、Y、Z三方向的减震抗冲击，解决了现阶段吊架不能抵抗多向振动冲击或者抵抗效果不明显的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架及其工作方法。
背景技术：
舰艇在服役期间，受到各种武器的攻击和水中非接触式爆炸的冲击作用是在所难免的，而这些冲击作用将会使舰艇内外部设备的大面积损伤。尤其是管道系统一旦经受不住冲击，将会导致各舱室的水、油、气等物质无法传输甚至是泄露，有些高温物质将会直接危害舰艇工作人员的生命安全，最终可能导致舰艇陷入瘫痪，这将严重影响舰艇的生命力和战斗力。
管道吊架作为管道系统的重要组成部分，其安装位置和结构形式也成为了管道系统减振抗冲击方式的重要突破手段。但截至目前，市面上吊架的结构形式仍然是以单方向的减振抗冲击为主，有些甚至直接就是刚性连接，或者加塞橡胶元件为抗冲击元件。这种吊架的缓冲行程小，所起的减振和抗冲击效果有限，无法满足实际需要多向抗冲击的复杂工况，并且在高温、湿热、盐雾等恶劣环境下无法起到作用。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架及其工作方法，不仅结构设计合理，而且有效提高管道的抗冲击能力和适应恶劣环境的能力。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，包括从上往下依次设置的安装板、竖向伸缩杆以及用于固定管件的管夹，所述安装板的下侧前后两端分别设有横向导杆，所述横向导杆的左右两端分别经导杆支座与安装板的底面固联，横向导杆上滑动连接有横向滑座，所述横向滑座与左右两侧的导杆支座之间均连接有第一弹性件，位于前后两侧的横向滑座的下端之间连接有纵向导杆，所述纵向导杆上滑动连接有纵向滑座，所述纵向滑座与前后两侧的横向滑座之间均连接有第二弹性件，纵向滑座的下侧设有限位板，所述限位板的左右两端与纵向滑座之间均连接竖向导杆，所述竖向导杆的外侧套设有空心圆柱金属橡胶A；所述竖向伸缩杆的下端与管夹固联，竖向伸缩杆的上端贯穿限位板的中部并固联有限位件，所述限位件与限位板顶面之间设有套设在竖向伸缩杆外侧的空心圆柱金属橡胶B。
进一步的，所述竖向伸缩杆包括上螺杆、下螺杆以及用于连接上螺杆和下螺杆的连接套，所述上螺杆与下螺杆的螺纹旋向相反，所述连接套的上端内壁设有用以与上螺杆相螺接的第一内螺纹，连接套的下端内壁设有用以与下螺杆相螺接的第二内螺纹。
进一步的，所述空心圆柱金属橡胶B套设在上螺杆的外侧且上、下两端分别与限位件和限位板顶面相抵接。
进一步的，所述上螺杆与限位板之间经位于限位板下侧的紧固螺母A锁紧固定；所述限位件为限位螺母，限位螺母与上螺杆相螺接。
进一步的，所述纵向滑座的左右两端分别开设有以利于竖向导杆的上端伸入并固定的安装孔A，竖向导杆的下端贯穿限位板并经位于限位板下侧的紧固螺母B锁紧固定。
进一步的，所述第一弹性件和第二弹性件均为矩形弹簧，第一弹性件套设在横向导杆的外侧且两端分别与横向滑座和导杆支座相抵接，所述第二弹性件套设在纵向导杆外侧且两端分别与纵向滑座和横向滑座相抵接。
进一步的，所述安装板的底面固联有罩设在导杆支座外侧的外壳，所述外壳的下端固联有位于限位板下侧的底板，所述底板的中部开设有与限位板的外形相适应的并以利于竖向伸缩杆穿过的槽孔。
进一步的，所述横向滑座的上端中部开设有以利于横向导杆滑动贯穿的横向通孔，横向滑座的下端中部开设有以利于纵向导杆伸入并固定的安装孔B；所述导杆支座的下端开设有以利于横向导杆伸入并固定的安装孔C；所述纵向滑座的中部开设有以利于纵向导杆滑动贯穿的纵向通孔。
本发明的另一种技术方案是：一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架的工作方法，工作时：通过安装板将整个吊架进行竖向安装固定，管夹固定住管件；当管件经受动载荷作用时，空心圆柱金属橡胶A和空心圆柱金属橡胶B对竖向振动进行损耗，达到竖向的减震抗冲击；横向滑座沿着横向导杆左右滑动挤压第一弹性件，通过第一弹性件的变形对横向振动进行损耗，达到横向的减震抗冲击；纵向滑座沿着纵向导杆前后滑动挤压第二弹性件，通过第二弹性件的变形对纵向振动进行损耗，达到纵向的减震抗冲击。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构简单、合理，可实现同时达到X、Y、Z三方向的减震抗冲击功能，解决了现阶段吊架不能抵抗多向振动冲击或者抵抗效果不明显的问题，还解决了现阶段吊架不能在高温、湿热、盐雾等恶劣环境工作的问题，使管道系统的抗冲击能力显著提高。
附图说明：
图1是本发明实施例的主视剖面构造示意图；
图2是图1中的A-A剖面示意图；
图3是图1中的B-B剖面示意图；
图4是本发明实施例的外部构造示意图；
图5是本发明实施例的立体构造示意图一（省略安装板及外壳）；
图6是本发明实施例的立体构造示意图二（省略安装板及外壳）；
图7是纵向滑座的立体构造示意图；
图8是导杆支座的立体构造示意图；
图9是横向滑座的立体构造示意图。
图中：
1-安装板；2-竖向伸缩杆；3-管夹；4-横向导杆；5-导杆支座；6-横向滑座；7-第一弹性件；8-纵向导杆；9-纵向滑座；10-第二弹性件；11-限位板；12-竖向导杆；13-空心圆柱金属橡胶A；14-空心圆柱金属橡胶B；15-上螺杆；16-下螺杆；17-连接套；18-限位件；19-紧固螺母A；20-安装孔A；21-紧固螺母B；22-外壳；23-槽孔；24-横向通孔；25-安装孔B；26-安装孔C；27-纵向通孔；28-底板。
具体实施方式:
为了更清楚地解释本发明，下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明，显而易见地，下面所列的附图仅仅是本发明的一些具体实施例。
如图1～9所示，本发明一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，包括从上往下依次设置的安装板1、竖向伸缩杆2以及用于固定管件的管夹3，所述安装板1起到整个吊架的固定安装作用，安装板1的下侧前后两端分别设有横向导杆4，所述横向导杆4的左右两端分别固联有导杆支座5，导杆支座5与安装板1的底面焊接固定，横向导杆4上滑动连接有横向滑座6，所述横向滑座6与左右两侧的导杆支座5之间均连接有第一弹性件7；位于前后两侧的横向滑座6的下端之间连接有纵向导杆8，所述纵向导杆8上滑动连接有纵向滑座9，所述纵向滑座9与前后两侧的横向滑座6之间均连接有第二弹性件10，纵向滑座9的下侧设有限位板11，所述限位板11的左右两端与纵向滑座之间均连接竖向导杆12，所述竖向导杆12的外侧套设有空心圆柱金属橡胶A13，空心圆柱金属橡胶A13的上下两端分别与纵向滑座9和限位板11相抵接；所述竖向伸缩杆2的下端与管夹3固联，竖向伸缩杆2的上端贯穿限位板11的中部并固联有限位件18，所述限位件18与限位板11顶面之间设有套设在竖向伸缩杆2外侧的空心圆柱金属橡胶B14。在管件经受动载荷作用时，横向滑座左右滑动挤压第一弹性件，通过第一弹性件的变形对横向振动进行损耗，达到横向的减震抗冲击；纵向滑座前后滑动挤压第二弹性件，通过第二弹性件的变形对纵向振动进行损耗，达到纵向的减震抗冲击；竖向设置的空心圆柱金属橡胶A和空心圆柱金属橡胶B的内部是金属丝相互交错勾连形成的空间网状结构，在经受动载荷作用时，金属丝螺旋线之间发生摩擦、滑移挤压等行为，从而损耗大量竖向振动能量，达到竖向的减震抗冲击；三者相结合，实现了同时达到X、Y、Z三方向的减震抗冲击功能。
本实施例中，所述竖向伸缩杆2包括上螺杆15、下螺杆16以及用于连接上螺杆15和下螺杆16的连接套17，所述上螺杆15与下螺杆16的螺纹旋向相反，所述连接套17的上端内壁设有用以与上螺杆15相螺接的第一内螺纹，连接套17的下端内壁设有用以与下螺杆16相螺接的第二内螺纹。下螺杆的下端与管夹的顶部焊接固定。使用时通过调节上、下螺杆旋入连接套的深度，即可调节管夹的高度，以适用不同安装高度的管件。
本实施例中，所述空心圆柱金属橡胶B14套设在上螺杆15的外侧且上、下两端分别与限位件18和限位板11顶面相抵接。所述上螺杆15与限位板11之间经位于限位板11下侧的紧固螺母A19锁紧固定。优选的，所述限位件18为限位螺母，限位螺母与上螺杆相螺接。
本实施例中，所述纵向滑座9的左右两端分别开设有以利于竖向导杆12的上端伸入并固定的安装孔A20，竖向导杆12的下端贯穿限位板11并经位于限位板11下侧的紧固螺母B21锁紧固定。
本实施例中，所述第一弹性件7和第二弹性件10均为矩形弹簧，第一弹性件7套设在横向导杆4的外侧且两端分别与横向滑座6和导杆支座5相抵接，所述第二弹性件10套设在纵向导杆8外侧且两端分别与纵向滑座8和横向滑座6相抵接。矩形弹簧比普通弹簧力度更大，并且抗疲劳也更好，因此可在高温、湿热、盐雾等恶劣环境下起作用。
本实施例中，所述安装板1的底面通过螺栓固联有罩设在导杆支座5外侧的外壳22，所述外壳11的下端焊接有位于限位板11下侧的底板28，所述底板28的中部开设有与限位板11的外形相适应的并以利于竖向伸缩杆2穿过的槽孔23。
本实施例中，所述横向滑座6的上端中部开设有以利于横向导杆4滑动贯穿的横向通孔24，横向滑座6的下端中部开设有以利于纵向导杆8伸入并固定的安装孔B25；所述导杆支座5的下端开设有以利于横向导杆4伸入并固定的安装孔C26；所述纵向滑座9的中部开设有以利于纵向导杆8滑动贯穿的纵向通孔27。
本实施例中，所述管夹包括上下对接的上管夹和下管夹，上管夹与下管夹之间通过螺栓锁紧固定。
本发明的优点在于：
（1）相较于传统的吊架只能衰减的垂直方向应力和冲击的缺点，本支吊架在内部结构上加入了X、Z方向的减振抗冲击装置，从而实现了同时达到X、Y、Z三方向减振抗冲击的功能；
（2）本发明减振元件的采用军工中应用较广的金属橡胶材料和矩形弹簧，从而增强了吊架的耐高低温、腐蚀、老化等能力，提高吊架的使用寿命和应用环境；
（3）同仅依靠普通弹簧或者橡胶元件的传统吊架相比，本吊架在结构中加入了金属橡胶元件，由不锈钢金属丝编织冲压而成的空心圆柱形金属橡胶既保留了金属材料耐磨、耐腐蚀的性能，并具备高分子材料相同的可压缩性，且在拉压过程中会通过内部金属丝之间的相互摩擦及挤压运动实现对冲击以及振动能量的吸收；同时又兼具一定的支撑刚度，克服了传统吊架只能承受较小的应力和位移量的缺点，并且相同的使用条件下，其性能更优越，抵抗破坏的能力更强。
本实施例中，该吊架可用于作战舰艇工作恶劣的管道系统的减振、抗冲击，又能广泛应用于普通航海工具、石油化工、天然气等领域的减振降噪，应用范围广泛。
具体实施过程：以应用于船舶为例：通过螺栓将安装板与船体进行固定，实现整个吊架是竖向安装，而管夹固定住船体内的管道；当管道经受动载荷作用时，空心圆柱金属橡胶A13和空心圆柱金属橡胶B14内部金属丝螺旋线之间发生摩擦、滑移挤压等行为，从而损耗大量竖向振动能量，达到竖向的减震抗冲击；横向滑座6沿着横向导杆4左右滑动挤压第一弹性件7（矩形弹簧），通过第一弹性件7的变形对横向振动进行损耗，达到横向的减震抗冲击；纵向滑座9沿着纵向导杆8前后滑动挤压第二弹性件10（矩形弹簧），通过第二弹性件10的变形对纵向振动进行损耗，达到纵向的减震抗冲击。
本发明的另一种技术方案是：一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架的工作方法，工作时：通过安装板将整个吊架进行竖向安装固定，管夹固定住管件；当管件经受动载荷作用时，空心圆柱金属橡胶A和空心圆柱金属橡胶B对竖向振动进行损耗，达到竖向的减震抗冲击；横向滑座沿着横向导杆左右滑动挤压第一弹性件，通过第一弹性件的变形对横向振动进行损耗，达到横向的减震抗冲击；纵向滑座沿着纵向导杆前后滑动挤压第二弹性件，通过第二弹性件的变形对纵向振动进行损耗，达到纵向的减震抗冲击。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，其特征在于：包括从上往下依次设置的安装板、竖向伸缩杆以及用于固定管件的管夹，所述安装板的下侧前后两端分别设有横向导杆，所述横向导杆的左右两端分别经导杆支座与安装板的底面固联，横向导杆上滑动连接有横向滑座，所述横向滑座与左右两侧的导杆支座之间均连接有第一弹性件，位于前后两侧的横向滑座的下端之间连接有纵向导杆，所述纵向导杆上滑动连接有纵向滑座，所述纵向滑座与前后两侧的横向滑座之间均连接有第二弹性件，纵向滑座的下侧设有限位板，所述限位板的左右两端与纵向滑座之间均连接竖向导杆，所述竖向导杆的外侧套设有空心圆柱金属橡胶A；所述竖向伸缩杆的下端与管夹固联，竖向伸缩杆的上端贯穿限位板的中部并固联有限位件，所述限位件与限位板顶面之间设有套设在竖向伸缩杆外侧的空心圆柱金属橡胶B。
2.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，其特征在于：所述竖向伸缩杆包括上螺杆、下螺杆以及用于连接上螺杆和下螺杆的连接套，所述上螺杆与下螺杆的螺纹旋向相反，所述连接套的上端内壁设有用以与上螺杆相螺接的第一内螺纹，连接套的下端内壁设有用以与下螺杆相螺接的第二内螺纹。
3.根据权利要求2所述的一种基于金属橡胶的三向减震抗冲击吊架，其特征在于：所述空心圆柱金属橡胶B套设在上螺杆的外侧且上、下两端分别与限位件和限位板顶面相抵接。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，其特征在于：所述上螺杆与限位板之间经位于限位板下侧的紧固螺母A锁紧固定；所述限位件为限位螺母，限位螺母与上螺杆相螺接。
5.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，其特征在于：所述纵向滑座的左右两端分别开设有以利于竖向导杆的上端伸入并固定的安装孔A，竖向导杆的下端贯穿限位板并经位于限位板下侧的紧固螺母B锁紧固定。
6.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，其特征在于：所述第一弹性件和第二弹性件均为矩形弹簧，第一弹性件套设在横向导杆的外侧且两端分别与横向滑座和导杆支座相抵接，所述第二弹性件套设在纵向导杆外侧且两端分别与纵向滑座和横向滑座相抵接。
7.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的三向减震抗冲击吊架，其特征在于：所述安装板的底面固联有罩设在导杆支座外侧的外壳，所述外壳的下端固联有位于限位板下侧的底板，所述底板的中部开设有与限位板的外形相适应的并以利于竖向伸缩杆穿过的槽孔。
8.根据权利要求1所述的一种基于金属橡胶的三向减震抗冲击吊架，其特征在于：所述横向滑座的上端中部开设有以利于横向导杆滑动贯穿的横向通孔，横向滑座的下端中部开设有以利于纵向导杆伸入并固定的安装孔B；所述导杆支座的下端开设有以利于横向导杆伸入并固定的安装孔C；所述纵向滑座的中部开设有以利于纵向导杆滑动贯穿的纵向通孔。
9.一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架的工作方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～8任一项所述的一种基于金属橡胶的三向减振抗冲击吊架，工作时：通过安装板将整个吊架进行竖向安装固定，管夹固定住管件；当管件经受动载荷作用时，空心圆柱金属橡胶A和空心圆柱金属橡胶B对竖向振动进行损耗，达到竖向的减震抗冲击；横向滑座沿着横向导杆左右滑动挤压第一弹性件，通过第一弹性件的变形对横向振动进行损耗，达到横向的减震抗冲击；纵向滑座沿着纵向导杆前后滑动挤压第二弹性件，通过第二弹性件的变形对纵向振动进行损耗，达到纵向的减震抗冲击。
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