CN110529698B - 可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座，该减振支座包括：机械接口与被隔振对象相连；至少一个承载弹性元件按照预设角度以串联方式和/或并联方式相对倾斜设置，以承受并传递被隔振对象的载荷；载荷平衡位置显示标记组件用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率；位置调整装置与载荷平衡位置显示标记组件相连，以根据频率调整承载弹性元件和被隔振对象之间的相对位置，以使隔振器受到的载荷满足预设频率要求。该减振支座在满足隔振的刚度、阻尼要求的基础上，引入实际载荷静平衡位置标记显示、静平衡高度位置调整功能，具有隔振频率可检测和可调整静平衡位置的特点。

Description

可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座

技术领域

本发明涉及结构与装置隔振技术领域，特别涉及一种可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座。

背景技术

众所周知，当弹性元件的刚度给定后，隔振器的隔振频率和被隔振对象的重量有关，但在很多工程实际中，被隔振对象的重量难以准确测量，特别是很多动力系统具有庞大的管路系统，管路系统不仅传输液体，而且也影响了动力机械的质量特性。这给动力机械的振动隔离提出了问题，即质量特性受到连接管路的影响，根据装置本身质量特性选择的振动隔离装置的工作频率可能不在期望的范围内。如果隔振器具有非线性特征，则质量特性的偏移会给隔振频率带来显著的影响。而质量特性的变化也会导致静平衡位置的变化，这就会给管路带来附加载荷。

传统的振动隔离装置的设计假设被隔振对象的质量特性已知，因此，不具备处理上述问题的能力。此外，为降低成本，很多振动隔离装置采用橡胶材料作为弹性元件，但橡胶弹性元件具有很强的非线性特征，这也影响了振动隔离效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座。

为达到上述目的，本发明提出了可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座，包括：机械接口，所述机械接口与被隔振对象相连；至少一个承载弹性元件，所述至少一个承载弹性元件按照预设角度以串联方式和/或并联方式相对倾斜设置，以承受并传递所述被隔振对象的载荷；载荷平衡位置显示标记组件，所述载荷平衡位置显示标记组件用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率；位置调整装置，所述位置调整装置与所述载荷平衡位置显示标记组件相连，以根据所述频率调整所述至少一个承载弹性元件和所述被隔振对象之间的相对位置，以使所述隔振器受到的载荷满足预设频率要求。

本发明实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座，适用于被隔振对象重量不能够预先知道的振动隔离装置实现方法，解决因此产生的频率不确定和平衡位置不确定问题，进而与普通振动隔离装置相比，本发明在满足隔振的刚度、阻尼要求的基础上，引入实际载荷静平衡位置标记显示、静平衡高度位置调整功能，在不影响振动隔离效果的情况下，具有隔振频率可检测和可调整静平衡位置的特点。

另外，根据本发明上述实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座还可以具有以下附加的技术特征：

可选地，在本发明的一个实施例中，还包括：安装底座；设置于所述安装底座上的阻尼缓冲元件。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述机械接口的平面为凸台平面，且所述凸台平面的中间口为螺纹口。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述至少一个承载弹性元件为线性弹簧，所述线性弹簧包括金属卷弹簧、金属机加弹簧和金属开槽弹簧中任意一种或多种组合形式。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述载荷平衡位置显示标记组件由三个标记组成，中间标记表示理想平衡位置，其他两个标志表示容许的隔振频率下限和上限，其中，所述标记包括标志点和标志线。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述载荷平衡位置显示标记组件安装允许的频率变化范围设定三个标志点或线，第一标志点或线表示允许的隔振频率最小值f_min，第二标志点或线表示设定的隔振频率f₀，第三标志点或线表示允许的隔振频率最大值f_max。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二标志点设定基于所述至少一个承载弹性元件的静变形量与隔振固定频率公式：

其中，x为所述至少一个承载弹性元件的静变形量，g为重力加速度，f₀为预设固有频率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一标志点距离所述第二标志点的位移间距为：

所述第三标志点距离所述第二标志点的位移间距为：

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为为根据本发明实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座结构示意图；

图2为根据本发明实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座外观图；

图3为根据本发明实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座外壳半剖图；

图4为根据本发明实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座水平面剖视图；

图5为根据本发明实施例的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座中承载指示图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的可显示三向隔振频率和平衡位置可调整的全向设备减振支座。

图1是本发明一个实施例的可显示三向隔振频率和平衡位置可调整的全向设备减振支座结构示意图。

如图1所示，该可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座10包括：机械接口100、至少一个承载弹性元件200、载荷平衡位置显示标记组件300和位置调整装置400。

其中，机械接口100与被隔振对象相连。

需要说明的是，机械接口的平面为凸台平面，且凸台平面的中间口为螺纹口，以连接被隔振对象。

至少一个承载弹性元件200按照预设角度以串联方式和/或并联方式相对倾斜设置，以承受并传递被隔振对象的载荷。

可选地，在本发明的一个实施例中，至少一个承载弹性元件为线性弹簧，线性弹簧包括金属卷弹簧、金属机加弹簧和金属开槽弹簧中任意一种或多种组合形式。

可以理解的是，为解决弹性支撑非线性给隔振性能带来的影响，故采用线性金属弹性元件。当需要多向隔振时，可以采用多个弹性元件，也可以采用机械加工的多向弹簧，典型的是开槽弹簧，但不限于此。

载荷平衡位置显示标记组件300用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，载荷平衡位置显示标记组件由三个标记组成，中间标记表示理想平衡位置，其他两个标志表示容许的隔振频率下限和上限，其中，标记包括标志点和标志线。

进而，载荷平衡位置显示标记组件安装允许的频率变化范围设定三个标志点或线，第一标志点或线表示允许的隔振频率最小值f_min，第二标志点或线表示设定的隔振频率f₀，第三标志点或线表示允许的隔振频率最大值f_max。

其中，第二标志点设定基于至少一个承载弹性元件的静变形量与隔振固定频率公式：

式中x为至少一个承载弹性元件的静变形量，g为重力加速度，f₀为预设固有频率。

第一标志点距离第二标志点的位移间距为：

第三标志点距离第二标志点的位移间距为：

结合附图来讲，载荷平衡位置显示标记组件安装容许的频率变化范围设定三个标志点或线，中间的标志表示根据需要所设定的隔振频率，即理想的固有频率(f₀)，上方标志表示容许的隔振频率最小值(f_min)，下方标志表示容许的隔振频率最大值(f_max)，由此表示实际隔振频率的变化范围。中间标志点的设定基于弹性元件静变形量与隔振固有频率公式：

其中，x为弹性元件的静变形量，g为重力加速度，f₀为理想固有频率。

进而，上方标志距离中间标志的位移间距为：

同理，下方标志距离中间标志的位移间距为：

因此，通过设定隔振频率理想值与上下限，即可获得三个标志的位置。这里，中间的标志也是平衡位置标示。理想情况是所有振动隔离装置的中间标志点和固定的参考结构的边缘重合。根据弹性元件结构变形在各个方向之间的耦合关系，可以计算出其它方向的隔振频率。典型的是成一定角度按照的机加弹簧，根据安装角度和弹簧个数，可以算出所有方向上的隔振频率。

位置调整装置400与载荷平衡位置显示标记组件300相连，以根据频率调整至少一个承载弹性元件200和被隔振对象之间的相对位置，以使隔振器受到的载荷满足预设频率要求。

换句话说，对于平衡位置的调节，主要是通过改变弹性元件与被隔振对象结构的相对位置关系。对于专业人员而言，可以有很多种方式，包括螺杆、滚动丝杆、可升级平台和长度调整螺杆等，但不限于此。

可选地，在本发明的一个实施例中，还包括：安装底座500；设置于安装底座上的阻尼缓冲元件600。

其中，安装底座以有多种形式，包括挂钩和法兰盘，但不限于此。阻尼缓冲元件在正常情况下提供的附加刚度远低于弹性元件，在冲击载荷作用下，提供较大附加刚度和提高阻尼值。

可以理解的是，在振动隔离装置的安装方面，既底座的设计方面，对于专业人员，可以根据特定的应用进行设计，例如，可以采用螺纹旋转升降平台的形式等等。

下面结合附图2-5和具体实例对本发明实施例进行详细的阐述。

隔离装置包括：与被隔振对象连接的机械接口，承载弹性元件，阻尼元件，弹性元件位置调整装置，载荷平衡位置显示标记，安装底座。

该装置同时承载X、Y和Z方向载，在正面和侧面设置显示刻度，以反映隔振器三向承载状态。外壳上刻有多道位置刻度线以显示指针位置状态，减振单元正面和侧面位置指示设计一致，其中，正面指针与刻度线指示Z向和Y向载荷状态，侧面指针与刻度线指示Z向和X向载荷状态。

如图2所示，1-底座，2-外壳(含侧面、正面位置刻度线)，3-外壳锁紧螺钉组件，4-正面位置指针，5-设备承载接口(位于中央承力柱)，6-侧面位置指针，7-设备固定接口。图中的隔振器采用立方形外观，也可以采用圆柱形外观。

如图3-4所示，从这两个图从中可以看到6-金属橡胶缓冲件(上)，8-弹簧，9-固定装置(上、下相同)，10-金属橡胶阻尼件，11-金属橡胶缓冲件(下)。1-底座，2-外壳，3-锁紧螺钉组件，4-弹簧，5-中央承力柱，6-金属橡胶缓冲件(上)，7-金属橡胶阻尼件，8-固定装置，9-金属橡胶缓冲件(下)。

以正面位置指示为例，结合图5具体说明如下：

2-1为纵向最小载荷位置，2-2为纵向额定载荷位置，2-3为纵向最大极限载荷位置，

2-4为横向向右最大极限载荷位置，2-5为横向额定载荷位置，2-6为横向向左最大极限载荷位置。

(a)理想工作位置：指针4位于刻度线2-2和刻度线2-5交点处；

(b)仅纵向最大过载：指针4位于刻度线2-3和刻度线2-5交点处；

(c)仅横向最大过载(以向右为例)：指针4位于刻度线2-2和刻度线2-4交点处；

(d)纵向和横向均最大过载(横向以向右为例)：指针4位于刻度线2-3和刻度线2-4交点处。

同理，侧面位置指示对纵向载荷(Z向)显示效果与正面一致，侧面位置指示的横向载荷则反映减振器在前后方向(X向)的实际承载情况。

根据本发明实施例提出的可显示三向隔振频率和平衡位置可调整的全向设备减振支座，适用于被隔振对象重量不能够预先知道的振动隔离装置实现方法，解决因此产生的频率不确定和平衡位置不确定问题，进而与普通振动隔离装置相比，本发明在满足隔振的刚度、阻尼要求的基础上，引入实际载荷静平衡位置标记显示、静平衡高度位置调整功能，在不影响振动隔离效果的情况下，具有隔振频率可检测和可调整静平衡位置的特点。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座，其特征在于，包括：

机械接口，所述机械接口与被隔振对象相连；

至少一个承载弹性元件，所述至少一个承载弹性元件按照预设角度以串联方式和/或并联方式相对倾斜设置，以承受并传递所述被隔振对象的载荷，其中，所述至少一个承载弹性元件为线性弹簧，所述线性弹簧包括金属卷弹簧、金属机加弹簧和金属开槽弹簧中任意一种或多种组合形式；

载荷平衡位置显示标记组件，所述载荷平衡位置显示标记组件用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率，其中，所述载荷平衡位置显示标记组件由三个标记组成，中间标记表示理想平衡位置，其他两个标志表示容许的隔振频率下限和上限，其中，所述标记包括标志点和标志线，另外，所述载荷平衡位置显示标记组件允许的频率变化范围设定三个标志点或线，第一标志点或线表示允许的隔振频率最小值f_min，第二标志点或线表示设定的隔振频率f₀，第三标志点或线表示允许的隔振频率最大值f_max，所述第二标志点设定基于所述至少一个承载弹性元件的静变形量与隔振固定频率公式：

式中x为所述至少一个承载弹性元件的静变形量，g为重力加速度，f₀为预设固有频率；

所述第一标志点距离所述第二标志点的位移间距为：

所述第三标志点距离所述第二标志点的位移间距为：

以及

位置调整装置，所述位置调整装置与所述载荷平衡位置显示标记组件相连，以根据所述频率调整所述至少一个承载弹性元件和所述被隔振对象之间的相对位置，以使所述隔振器受到的载荷满足预设频率要求。

2.根据权利要求1所述的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座，其特征在于，还包括：

安装底座；

设置于所述安装底座上的阻尼缓冲元件。

3.根据权利要求1所述的可显示三向隔振频率和调整平衡位置的全向设备减振支座，其特征在于，所述机械接口的平面为凸台平面，且所述凸台平面的中间口为螺纹口。

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