CN109854669A - 一种组合减振器及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合减振器及其安装方法，通过将减振橡胶与弹性调整装置、压缩空气有机地结合为一体，使减振器受冲击载荷作用时，具有“软化型”非线性刚度特征和大变形能力，从而保证了减振系统的稳定性，提高了减振系统的抗超载能力。本发明提供的减震器可装配于各类设备需减振的任何部位，对安装空间不受限制，使得被减振设备在空间三个轴向上均具备自由变形的能力，工作时系统可在多个自由度上起到减振、缓冲作用，且具有良好的动态稳定性。

Description

一种组合减振器及其安装方法

技术领域

本发明属于减震器技术领域，具体涉及一种组合减振器及其安装方法。

背景技术

随着国际形式的发展，海洋已成为国家利益拓展和安全空间延伸的一个重要战略领域。当前来自海洋方面的安全威胁日益严重。我国在南海问题上存在着主权被侵犯、岛礁被侵占、资源遭掠夺、开发被阻挠、安全受威胁的严重局面，南海危机步步升级，为维护我国海洋权益，我国应大力发展深海探测技术。然而随着国际形式的复杂，对海洋探测设备也提出了更高的要求，不仅需满足自身功能要求，性能也必须稳定，还要实现在水下大深度环境下长时间可靠工作。这就带来了一个问题，在恶劣的大深度海洋环境下如何将各类探测仪器安全、可靠地布入海底、完成探测任务后如何将各类探测仪器安全、可靠地浮出水面，这就要求尽快开发以一种提供适用于深海探测装载平台的缓冲机构，确保装载平台上的探测设备或仪器在水中运行直至座落海底不会因涌浪或平台座底时带来的冲击力而使探测设备或仪器损坏，以达到装载设备或仪器的完好性。同时，在设计阶段还应考虑到探测设备或仪器长期在深海环境中预置，该缓冲机构还需要适应深海环境的耐腐蚀和抗污损要求以及能提供较大的装载能力。因此，有必要开发出一种装载能力强，抗海洋腐蚀，抗冲击的新型减振器。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组合减振器及其安装方法，通过将减振橡胶与弹性调整装置、压缩空气有机地结合为一体，使减振器受冲击载荷作用时，具有“软化型”非线性刚度特征和大变形能力，从而保证了减振系统的稳定性，提高了减振系统的抗超载能力。

本发明提供的一种组合减振器，包括连接杆、橡胶盖、卡箍、密封圈、弹性调整装置、限动橡胶垫、减振器座、减振橡胶、螺圈及充气孔；

减振器座为顶部开口的带有底部的中空圆柱体，其底部为圆盘；中空圆柱体内侧分为上下两段，上段直径大于下段直径，两段结合处形成一个圆环截面，用于放置密封圈；上段内壁带有螺纹，用于与螺圈的紧固；所述弹性调整装置、限动橡胶垫、减振橡胶、螺圈及充气孔均安装于中空圆柱体内部；

限动橡胶垫固定设置于减振器座的底部中央；

弹性调整装置嵌入式安装在限动橡胶垫上，贴合放置于减振器座的底部中央，弹性调整装置的直径沿底部向上的方向逐渐增大，直径最大处与减振器座中空圆柱体内侧下段的直径相同；弹性调整装置的高度与减振器座中空圆柱体内侧下段的高度相同；

减振橡胶下端贴合插接于弹性调整装置内；下端底部具有圆台形凹槽，圆台下底面的直径与弹性调整装置底部的直径相同，上底面的直径小于下底面的直径，圆台的高度小于弹性调整装置的高度；减振橡胶下端高度与减振器座中空圆柱体内侧下段高度相同；减振橡胶上端为圆台，圆台下底面的直径与减振器座中空圆柱体内侧下段的直径相同，上底面的直径与螺圈的底部凹槽上底面的直径相同；上端顶部中央开设楔形盲孔，用于连接杆的安装；

充气孔为设置于减振橡胶下端侧壁上的贯通孔，在充气孔内密封安装单向阀，控制空气的流通；

密封圈套接在减振橡胶外侧；

螺圈为中空的圆柱体，贴合扣接于减振橡胶上端，用于固定橡胶盖、密封圈、限动橡胶垫和减振橡胶；外侧设有与减振器座上部螺纹相配合的螺纹；底部具有圆台形凹槽，凹槽的形状与减振橡胶上端外侧形状相同；

橡胶盖为中央设有开孔的圆形，包覆于减振器座的顶部开口之上，通过卡箍紧固连接于减振器座的外壁；连接杆贯穿橡胶盖的中央开孔，与橡胶盖固定密封连接；

密封圈、限动橡胶垫和减振橡胶共同形成密闭腔室，密封压缩空气。

进一步地，所述限动橡胶垫采用胶接技术与减振器座粘接，或采用二次硫化技术与减振器座固化连接。

进一步地，所述弹性调整装置，材料为铍青铜，结构为板簧结构或多重同心簧片组合。

进一步地，所述连接杆、卡箍和减振器座的材料为耐海水腐蚀的不锈钢。

进一步地，所述连接杆的外侧设有螺纹，内部设有螺纹孔。

进一步地，所述减振器座底部设置有螺纹通孔。

本发明提供的减震器的安装方法，包括如下步骤：

步骤1、将完成加工后的连接杆和橡胶盖通过二次硫化技术硫化为一体；采用胶接或二次硫化技术，将限动橡胶垫固定于减振器座中央；将单向阀装配到充气孔内，并确保其密封性；

步骤2、将弹性调整装置的中心对准限动橡胶垫，安装在减振器座底部；将减震橡胶扣合在限动橡胶垫的上部，并插接入弹性调整装置内；装入密封圈；

步骤3、将螺圈套接入硫化一体的连接杆和橡胶盖后，将连接杆的钝头压入减振橡胶的盲孔中；

步骤4、将橡胶盖翻起，用专用工具拧紧螺圈，逐渐压紧后翻下橡胶盖包覆减振器座的顶部开口的外沿，再使用卡箍箍紧。

有益效果：

1、本发明采用抗冲减震橡胶、弹性调整装置和封闭空气联合作用进行抗冲及减振，减振橡胶有很大的线性柔韧性，能够承受交变应力而不易出现疲劳，受压仅产生弹性变形，对振动有良好的阻尼作用；空气可视作完全弹性体，受压缩时吸收的能量在载荷消失后全部放出，而空气极少消耗，是良好的弹性缓冲减振选择；橡胶减振和空气减振的结合处加入弹性调整装置，弹性调整装置在受到振动载荷而变形时，弹性调整装置内部将强烈摩擦从而将振动能量变为热能消散，达到衰减振动的目的，因此，本发明具有变形能力强，抗超载能力强，阻尼和恢复力较高的优点。

2、本发明提供的减震器可装配于各类设备需减振的任何部位，对安装空间不受限制，使得被减振设备在空间三个轴向上均具备自由变形的能力，工作时系统可在多个自由度上起到减振、缓冲作用，且具有良好的动态稳定性。

附图说明

图1为本发明提供的组合减振器的结构示意图。

图2为本发明提供的组合减振器的安装位置结构示意图。

其中，1-探测装载平台，2-组合减振器，3-座底锚，4-连接杆，5-橡胶盖，6-卡箍，7-密封圈，8-弹性调整装置，9-限动橡胶垫，10-减震器座，11-减震橡胶，12-螺圈，13-充气孔，14-密闭腔室。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种组合减振器，融合了橡胶和空气在减振方面的优点，同时在抗冲橡胶和空气结合处加入了可以消散热能的金属弹性调整装置，形成一种新式组合减振器，由抗冲橡胶、弹性调整装置和封闭空气联合作用从而产生更好的抗冲及减振效果。

本发明提供的组合减振器，在深海探测装载平台上安装位置，如图1所示，其主要功能是在入水前将探测装载平台1与座底锚3接成一体，在投入水中直至沉入海底这一过程中，由座底锚3将探测装载平台1带入海底。需收回探测装载平台1时，由岸基向装载平台1出发指令，平台接收指令后，由其上的控制单元控制解脱机构，使探测装载平台1与座底锚3分离，在浮力的作用下探测装载平台1浮至水面。另一方面，当深海探测装载平台在落入海底时，必将受到海床对座底锚3的作用力，为保证探测装载平台上配装设备或仪器的完好性，使其避免或减小外界施加的冲击力，加装了本发明提供的抗冲橡胶与空气组合减振器2。

本发明提供的组合减振器2，包括连接杆4、橡胶盖5、卡箍6、密封圈7、弹性调整装置8、限动橡胶垫9、减振器座10、减振橡胶11、螺圈12及充气孔13，具体结构如图1所示：

减振器座10为顶部开口的带有底部的中空圆柱体，其底部为圆盘；中空圆柱体内侧分为两段，上段直径大于下段直径，两段结合处形成一个圆环截面，用于放置密封圈7，上段内壁带有螺纹，用于与螺圈12的紧固；其底部设置有螺纹通孔，用于与座底锚3的固定连接；抗冲橡胶与空气组合减振器2的其他减震结构安装于圆柱体内部；

限动橡胶垫9固定设置于减振器座10的底部中央，用于起到终点行程限制器的作用；本发明中设置的限动橡胶垫9既可采用通常的胶接技术与减振器座10粘接，也可采用二次硫化技术与减振器座10相连；

弹性调整装置8嵌入式安装在限动橡胶垫9上，贴合放置于减振器座10的底部中央，弹性调整装置8的直径沿底部向上的方向逐渐增大，直径最大处(即，弹性调整装置的顶部)与减振器座10内部圆柱体下段的直径相同；弹性调整装置8的高度与减振器座10的中空圆柱体下段高度相同；

减振橡胶11下端贴合插接于弹性调整装置8内，下端外侧形状与弹性调整装置8内侧形状一致；其底部具有凹槽，凹槽的形状为圆台形，圆台下底面的直径与弹性调整装置8底部的直径相同，上底面的直径小于下底面的直径，圆台的高度小于弹性调整装置8的高度；下端的高度与减振器座10内圆柱体下段高度相同；上端为圆台，圆台下底面的直径与减振器座10内圆柱体下段内侧直径相同，上底面的直径与螺圈12的底部凹槽上底面的直径相同；上端顶部中央开设楔形盲孔，便于连接杆4的安装；上段与下段凹槽之间的通孔尺寸较小用于连接杆4的卡位；

充气孔13为位于减振橡胶11下段侧壁上的贯通孔，在充气孔13内密封安装单向阀，控制空气的流通；

密封圈7套接在减振橡胶11外侧，放置于减振器座10内上下两段圆柱结合处形成的圆环截面上；

密封圈7、限动橡胶垫9和减振橡胶11配合使组合减振器2内部形成密闭腔室14，用于密封压缩空气；

螺圈12为中空的圆柱体，用于固定橡胶盖5、密封圈7、限动橡胶垫9和减振橡胶11的位置，其外侧设有与减振器座10上部螺纹相配合的螺纹，底部具有圆台形凹槽，该圆台形凹槽的形状与减振橡胶11上端外侧形状相同，贴合扣接于减振橡胶11上端；通过对密封圈7的挤压，避免密闭腔室14空气泄露，及外界海水进入减振橡胶11内部；

橡胶盖5为中央设有开孔的圆形，其直径大于减振器座10的顶部开口的直径；连接杆4的外侧设有螺纹，内部设有螺纹孔，用于与探测装载平台1的固定连接；连接杆4穿过开孔与橡胶盖5固定密封连接，橡胶盖5包覆于减振器座10的顶部开口上，通过卡箍6紧固连接于减振器座10外壁。

本发明提供的一种抗冲橡胶-空气组合减振器2装配过程如下：

步骤1、将完成加工后的连接杆4和橡胶盖5通过二次硫化技术硫化为一体；采用胶接或二次硫化技术，将限动橡胶垫9固定于减振器座10中央；将单向阀装配到充气孔13上，并确保该处的密封性；

步骤2、将弹性调整装置8的中心对准限动橡胶垫9，安装在减振器座10底部；将减震橡胶11扣合在限动橡胶垫9的上部，并插接入弹性调整装置8内；装入密封圈7；

步骤3、将螺圈12套接入硫化一体的连接杆4和橡胶盖5后，将连接杆4的钝头压入减振橡胶11的盲孔中；

步骤4、将橡胶盖5翻起，用专用工具拧螺圈12，逐渐压紧后翻下橡胶盖5包覆减振器座10的顶部开口的外沿，再用卡箍6箍紧保证该处密封。

减振橡胶11上方有螺圈12、下有压缩气体和弹性调整装置8的限制，与减振橡胶11相接触的连接杆4和螺圈12为刚性体，压缩时不可能产生形变；与减振橡胶11下半部相接触是压缩气体、下半部外表面相接触的是弹性调整装置8，此时当橡胶-空气组合减振器2受到外接垂直方向冲击时，减振橡胶11受压变形，而刚度随之均匀增大、变硬，其底部压缩气体、侧壁弹性调整装置8定会发生形变，并与减振橡胶11配合吸收外界施加其上的冲击能量，工作时减振橡胶11的受力情况如图1中箭头所示方向。

当探测装载平台入水中沉入海底时，装载平台在下落至海底时，必会产生重力加速现象，当座底锚3座落海底时，装载平台1对组合减振器2定产生一定量的冲击力，同时座底锚3亦对组合减振器2施加大小相同，方向相反的冲击力，这时减振橡胶11在两个方向相反的冲击力作用下，减振橡胶11被压缩产生弹性变形，从图2可看出，减振橡胶11上方有螺圈12、下有压缩气体和弹性调整装置8的限制，与减振橡胶11相接触的连接杆4和螺圈12为刚性体，压缩时不可能产生形变；与减振橡胶11下半部相接触是压缩气体、下半部外表面相接触的是弹性调整装置8，此时当橡胶-空气组合减振器2受到外接垂直方向冲击时，减振橡胶11受压变形，而刚度随之均匀增大、变硬，其底部压缩气体、侧壁弹性调整装置8定会发生形变，并与减振橡胶11配合吸收外界施加其上的冲击能量，工作时减振橡胶11受力示意见图2剪头所示方向。

为使一定气压的压缩气体能可靠地封闭在本发明结构内腔中，同时又方便充、排气，在减振器座10的底部、弹性调整装置8和减振橡胶11组合形成的密封腔室14处设计有类似汽车轮胎的单向阀式充气嘴，如图1所示的充气孔处。这样就将弹性调整装置8、减振橡胶11和压缩气体组成为橡胶-空气组合减振器2，目的是将压缩空气、橡胶和弹性调整装置8作为弹性物质的特性得到充分发挥，提高了减振器2抗冲击能力。

由于本发明组合减振器2主要承受垂直于减振器座10的重载冲击，属压缩型减振器。考虑到其适用性，在其内部设有弹性调整装置8，材料选用铍青铜制作，铍青铜材料具有韧性好、回弹性高的特点，并且具有一定的耐腐蚀性；其结构方面，可以采用板簧结构，也可依据实际工况可选用多重同心簧片组合，如图1中使用的摩擦环。摩擦环的特点是当受到外界冲击载荷作用而变形时，各摩擦环之间将产生强烈的摩擦，将冲击载荷引起的振动能量转变为不可逆的热能而消散，达到衰减振动能量之目的。

由于本发明制造出的减振器是用于大深度海洋环境，入水后长时间处于水深4000米以下的深海中，不可避免会出现海洋腐蚀问题，同时考虑制品的经济性，因此该减振器所属连接杆4、卡箍6和减振器座10选用耐海水腐蚀的不锈钢材料制成。

本发明采用模块设计，通过将连接杆4和橡胶盖5通过二次硫化技术硫化为一体，依据不同设备、不同减振要求，可选用相同材质、不同硬度的橡胶制成减振橡胶11，其目的拓宽组合减振器2的使用范围，提高了密封性。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种组合减振器，其特征在于，包括连接杆(4)、橡胶盖(5)、卡箍(6)、密封圈(7)、弹性调整装置(8)、限动橡胶垫(9)、减振器座(10)、减振橡胶(11)、螺圈(12)及充气孔(13)；

减振器座(10)为顶部开口的带有底部的中空圆柱体，其底部为圆盘；中空圆柱体内侧分为上下两段，上段直径大于下段直径，两段结合处形成一个圆环截面，用于放置密封圈(7)；上段内壁带有螺纹，用于与螺圈(12)的紧固；所述弹性调整装置(8)、限动橡胶垫(9)、减振橡胶(11)、螺圈(12)及充气孔(13)均安装于中空圆柱体内部；

限动橡胶垫(9)固定设置于减振器座(10)的底部中央；

弹性调整装置(8)嵌入式安装在限动橡胶垫(9)上，贴合放置于减振器座(10)的底部中央，弹性调整装置(8)的直径沿底部向上的方向逐渐增大，直径最大处与减振器座(10)中空圆柱体内侧下段的直径相同；弹性调整装置(8)的高度与减振器座(10)中空圆柱体内侧下段的高度相同；

减振橡胶(11)下端贴合插接于弹性调整装置(8)内；下端底部具有圆台形凹槽，圆台下底面的直径与弹性调整装置(8)底部的直径相同，上底面的直径小于下底面的直径，圆台的高度小于弹性调整装置(8)的高度；减振橡胶(11)下端高度与减振器座(10)中空圆柱体内侧下段高度相同；减振橡胶(11)上端为圆台，圆台下底面的直径与减振器座(10)中空圆柱体内侧下段的直径相同，上底面的直径与螺圈(12)的底部凹槽上底面的直径相同；上端顶部中央开设楔形盲孔，用于连接杆(4)的安装；

充气孔(13)为设置于减振橡胶(11)下端侧壁上的贯通孔，在充气孔(13)内密封安装单向阀，控制空气的流通；

密封圈(7)套接在减振橡胶(11)外侧；

螺圈(12)为中空的圆柱体，贴合扣接于减振橡胶(11)上端，用于固定橡胶盖(5)、密封圈(7)、限动橡胶垫(9)和减振橡胶(11)；外侧设有与减振器座(10)上部螺纹相配合的螺纹；底部具有圆台形凹槽，凹槽的形状与减振橡胶(11)上端外侧形状相同；

橡胶盖(5)为中央设有开孔的圆形，包覆于减振器座(10)的顶部开口之上，通过卡箍(6)紧固连接于减振器座(10)的外壁；连接杆(4)贯穿橡胶盖(5)的中央开孔，与橡胶盖(5)固定密封连接；

密封圈(7)、限动橡胶垫(9)和减振橡胶(11)共同形成密闭腔室(14)，密封压缩空气。

2.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述限动橡胶垫(9)采用胶接技术与减振器座(10)粘接，或采用二次硫化技术与减振器座(10)固化连接。

3.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述弹性调整装置(8)，材料为铍青铜，结构为板簧结构或多重同心簧片组合。

4.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述连接杆(4)、卡箍(6)和减振器座(10)的材料为耐海水腐蚀的不锈钢。

5.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述连接杆(4)的外侧设有螺纹，内部设有螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述减振器座(10)底部设置有螺纹通孔。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的减震器的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将完成加工后的连接杆(4)和橡胶盖(5)通过二次硫化技术硫化为一体；采用胶接或二次硫化技术，将限动橡胶垫(9)固定于减振器座(10)中央；将单向阀装配到充气孔(13)内，并确保其密封性；

步骤2、将弹性调整装置(8)的中心对准限动橡胶垫(9)，安装在减振器座(10)底部；将减震橡胶(11)扣合在限动橡胶垫(9)的上部，并插接入弹性调整装置(8)内；装入密封圈(7)；

步骤3、将螺圈(12)套接入硫化一体的连接杆(4)和橡胶盖(5)后，将连接杆(4)的钝头压入减振橡胶(11)的盲孔中；

步骤4、将橡胶盖(5)翻起，用专用工具拧紧螺圈(12)，逐渐压紧后翻下橡胶盖(5)包覆减振器座(10)的顶部开口的外沿，再使用卡箍(6)箍紧。