CN111692247A - 旋转粘滞阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转粘滞阻尼器，其壳体具有内腔，壳体的开口处装配端盖，壳体和端盖插置旋转轴，旋转轴穿出端盖之外，旋转轴的伸出端安装传动轮，旋转轴套装有动盘，相应地，壳体的内腔套装有定盘，定盘与动盘在轴线上间隔地排列，壳体与旋转轴及端盖形成的阻尼空间填充阻尼液，定盘与动盘浸泡于阻尼液中，当传动轮接受振动外力时，带动旋转轴上的动盘产生转动，转动的动盘与定盘的相向端面之间产生旋转式剪切摩擦力，在粘滞阻尼液的吸收动能的情况下，将外力缓慢消耗，实现了阻尼功能，具有结构简洁易制造、体积小的效果。
Description
技术领域
本发明属于阻尼技术领域，具体是涉及一种通过旋转体在阻尼介质中转动产生阻尼力实现耗能目的的装置。
背景技术
众所周知，减震器、联轴器、机械手、传感器等机械产品，为了克服振动，必不可少地会应用阻尼零件。粘滞阻尼器是一种速度相关性的耗能装置，广泛应用于建筑、桥梁和军工等领域。粘滞阻尼器从大类上可分为两种：第一种是在封闭空间内，活塞迫使粘滞液体在一定的速度下通过小孔，从而产生阻尼力，这种阻尼器对制造工艺要求高；第二种为阻尼器的运动体在粘滞液体的容腔中以一定速度作直线剪切运动，从而产生阻尼力，这种阻尼器作力大，但由于运动件与腔体的接触面积大，导致整体产品体积较大，使用场景受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简洁且易制造、体积小、灵活配置阻尼力的旋转粘滞阻尼器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种旋转粘滞阻尼器，包括壳体和端盖，壳体具有内腔，壳体的开口处装配端盖，壳体和端盖插置旋转轴，旋转轴穿出端盖之外，旋转轴的伸出端安装传动轮，所述旋转轴套装有动盘，相应地，壳体的内腔套装有定盘，定盘与动盘在轴线上间隔地排列；所述壳体与旋转轴及端盖形成的阻尼空间填充阻尼液；所述定盘与动盘浸泡于阻尼液中。
进一步地，所述动盘与定盘成套地构成一层阻尼层。
进一步地，所述每层阻尼层由一个动盘和一个定盘构成。
进一步地，所述每层阻尼层由一个动盘和两个定盘构成。
进一步地，所述每层阻尼层由两个动盘和一个定盘构成。
进一步地，所述阻尼层具有多层，且相邻阻尼层共用动盘或定盘。
进一步地，相邻动盘之间设置定距套，定距套套装于旋转轴；相邻定盘之间设置定距圈，定距圈套装于壳体内腔。
进一步地，所述定距套与旋转轴通过多边形孔轴结构装配；所述定距圈与壳体内腔通过花键结构装配。
进一步地，所述阻尼空间还设置有受热能引起膨胀的填充物，填充物浸泡于阻尼液中。
实施本发明技术方案，由于壳体与旋转轴之间成对配套动盘和定盘，当传动轮接受振动外力时，带动旋转轴上的动盘产生转动，转动的动盘与定盘的相向端面之间产生旋转式剪切摩擦力，在粘滞阻尼液的吸收动能的情况下，将外力缓慢消耗，实现了阻尼功能，在保证所需较大阻尼力的前提下，不仅相比活塞式结构来说具有结构简洁易制造的效果，且又相比直线剪切型结构来说具有体积小的效果，阻尼层的组合数量能够灵活多变，同时多个阻尼器通过传动轮实现动力衔接，达到适用不同阻尼系统应用场景。
附图说明
图1为旋转粘滞阻尼器的装配结构示意图。
图2为旋转粘滞阻尼器的爆炸图。
图中：1-旋转轴，2-壳体，3-端盖，4-壳体轴承，5-端盖轴承，6-定距圈，7-外支撑环，8-定距圈，9-基础层动盘，10-附加层动盘，11-基础层定盘，12-附加层定盘，13-传动轮，14-定距套，15-定距套，16-内支撑环，17-密封装置，18-填充物，19-阻尼液。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，旋转粘滞阻尼器主要由旋转轴1、壳体2、端盖3、基础阻尼层、附加阻尼层、压缩层和传动轮13组成，以上各部件同轴安装。端盖3安装于壳体2上，壳体2和端盖3的接触面有密封材料。
旋转轴1一端穿透端盖3，旋转轴1通过端盖轴承5与端盖连接，旋转轴1与端盖5之间还有密封装置17，旋转轴1通过壳体轴承4与壳体2连接，旋转轴1相对壳体2和端盖3自由转动。密封装置17的作用是防止阻尼液19从旋转轴1与端盖3的间隙之间溢出。传动轮13与穿出端盖3的旋转轴1一端固定连接，传动轮13与端盖不接触。传动轮13外圆可以是齿轮、带轮、链轮和摩擦轮等。旋转轴1与壳体2之间安装腔体轴承4，旋转轴1与端盖3之间安装端盖轴承5。
旋转粘滞阻尼器具有一层基础阻尼层，基础阻尼层以上可不设置附加阻尼层或者增添一层乃至多层附加阻尼层(本图例为一层附加阻尼层)。旋转粘滞阻尼器具有一层压缩层，压缩层可设置于壳体2内腔的底部、中部或上部(本图例压缩层设置于壳体2内腔的上部)。旋转粘滞阻尼器的基础阻尼层、附加阻尼层和压缩层连通，旋转粘滞阻尼器内部填充阻尼液19，阻尼液19可在各层自由流动。阻尼液19的类型不限于粘滞型，只提供阻尼但不增加刚度，也可以是润滑型、粘弹型和非牛顿流体型等非粘滞型，同时提供阻尼和刚度。
基础阻尼层由基础层动盘9和基础层定盘11组成，定距圈6安装于壳体2的底部，基础层定盘11安装于定距圈6的上端面，基础层动盘9安装于旋转轴1，底部支撑环还支撑着基础层动盘9，定距套14安装于旋转轴1，定距套14竖向安装于基础层动盘9的上端面，基础层动盘9的外侧与定距圈6的内侧之间有一定间隙，基础层定盘11的内侧与定距套14的外侧之间有一定间隙。
附加阻尼层由附加层动盘10和附加层定盘12组成，定距圈8安装于基础层定盘11的上端面，附加层定盘12安装于定距圈8的上端面，附加层动盘10安装于旋转轴1，附加层动盘10竖向安装于定距套14的上端面，定距套15安装于旋转轴1，定距套15竖向安装于附加层动盘10的上端面，并与旋转轴1中部凸台上端面基本持平，附加层动盘10的外侧与定距圈8的内侧之间有一定间隙，附加层定盘12的内侧与定距套15的外侧之间有一定间隙。
压缩层由填充物18、外支撑环7和内支撑环16组成，外支撑环7安装于附加层定盘12的上端面，内支撑环16安装于定距套15的上端面并起到限制旋转轴1和定距套15竖向运动的作用，内支撑环16的上端面支撑端盖轴承5的内圈，填充物18安装于外支撑环7与内支撑环16所形成的压缩层之间，填充物18的作用是通过自身变形抵消阻尼液在温度上升所引起的体积膨胀，填充物18不作旋转运动，与所有旋转体之间有一定间隙。
旋转粘滞阻尼器中同轴同步旋转的部件有传动轮13、旋转轴1、端盖轴承5、内支撑环16、定距套15、附加层动盘10、定距套14、基础层动盘9、底部支撑环和壳体轴承4内圈。
壳体2的内腔加工有花键槽2.1，定距圈6的外侧加工有花键6.1，基础层定盘11的外侧加工有花键11.1，定距圈8的外侧加工有花键8.1，基础层定盘12的外侧加工有花键12.1，外支撑环7的外侧加工有花键7.1，定距圈6、基础层定盘11、距距圈8、基础层定盘12和外支撑环7通过花键结构与壳体2装配成一体。
旋转轴1的中段具有方形轴1.1，基础层动盘9的中心开设方形孔9.1，附加层动盘10的中心开设方形孔10.1，基础层动盘9、定距套14、附加层动盘10和定距套15通过孔轴结构与旋转轴1装配成一体。
旋转粘滞阻尼器的工作模式是：主体结构与传动轮13动力连接，主体结构在外力作用下变形或产生位移，并将动力传递给传动轮13作旋转运动，从而传动旋转轴1，基础层动盘9和附加层动盘10在旋转轴1的传动下作旋转运动，阻尼液19在基础层动盘9和附加层动盘10的旋转剪切作用下提供阻尼力，阻尼力通过旋转轴1传递给传动轮13，从而对主体结构起到减弱、抵消外力的作用。
从能量角度来说，旋转粘滞阻尼器是通过基础层动盘9和附加层动盘10在阻尼液19中作旋转运动，阻尼液19吸收部分动能并将其转换成热能，从而达到耗能作用。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种旋转粘滞阻尼器，包括壳体和端盖，壳体具有内腔，壳体的开口处装配端盖，壳体和端盖插置旋转轴，旋转轴穿出端盖之外，旋转轴的伸出端安装传动轮，其特征在于：所述旋转轴套装有动盘，相应地，壳体的内腔套装有定盘，定盘与动盘在轴线上间隔地排列；所述壳体与旋转轴及端盖形成的阻尼空间填充阻尼液；所述定盘与动盘浸泡于阻尼液中。
2.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述动盘与定盘成套地构成一层阻尼层。
3.根据权利要求2所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述每层阻尼层由一个动盘和一个定盘构成。
4.根据权利要求2所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述每层阻尼层由一个动盘和两个定盘构成。
5.根据权利要求2所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述每层阻尼层由两个动盘和一个定盘构成。
6.根据权利要求4或5所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述阻尼层具有多层，且相邻阻尼层共用动盘或定盘。
7.根据权利要求6所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：相邻动盘之间设置定距套，定距套套装于旋转轴；相邻定盘之间设置定距圈，定距圈套装于壳体内腔。
8.根据权利要求7所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述定距套与旋转轴通过多边形孔轴结构装配；所述定距圈与壳体内腔通过花键结构装配。
9.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼器，其特征在于：所述阻尼空间还设置有受热能引起膨胀的填充物，填充物浸泡于阻尼液中。
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