CN112727985B - 一种混合式双向减振支座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合式双向减振支座，设置于U型槽地基内，包括竖向减振组件和分别设置在竖向减振组件左右两侧的两个水平减振组件；竖向减振组件用于竖直方向减振，水平减振组件用于水平方向减振。竖向减振组件包含上支承板和下支承板，上支承板和下支承板之间竖向堆叠设置有多个隔振单元，相邻隔振单元之间固定连接。本发明技术方案相对于现有技术而言，具有以下有益效果：混合式双向减振支座结构精密，构造合理，利用磁流变液、弹簧弹性势能以及滚珠丝杠等综合作用，在竖直和水平方向上都具有良好的减振效果。且磁流变减振器具有正向反馈与控制，减振阻尼调节可逆，对轨道运行与周围居民提供有效保护，极大的减轻了振动带来的影响。

Description

一种混合式双向减振支座
技术领域
本发明涉及减振技术领域，具体涉及一种混合式双向减振支座。
背景技术
轨道交通因经济、环保、准时、快速等原因成为各国交通方式发展的重点方向，但是轨道交通不久就出现了噪声大、舒适度不高、列车振动影响周围建筑等问题。现已大规模使用的减振装置如钢弹簧阻尼器、液体阻尼器、摩擦阻尼器等，它们在减少振动的同时，仍存在当列车振动传到阻尼器时，阻尼器上会产生持续振动的问题，同时单一的减振模式使得它们无法应对更为复杂的振动环境。因此研究出一种更高效减小振动且能在多个方向上减小振动的阻尼装置可以更好地解决当前轨道和环境的振动问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的主要目的是提供一种混合式双向减振支座，可实现竖直方向和水平方向的双向减振。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
一种混合式双向减振支座，设置于U型槽地基内，包括竖向减振组件和分别设置在竖向减振组件左右两侧的两个水平减振组件；竖向减振组件用于竖直方向减振，水平减振组件用于水平方向减振。
进一步的，竖向减振组件包含上支承板和下支承板，上支承板和下支承板之间竖向堆叠设置有多个隔振单元，相邻隔振单元之间固定连接。
进一步的，每个隔振单元包含上顶板和中空的下底座，下底座的中部设置有一个正置的第一磁流变减振器，第一磁流变减振器包含第一缸体，第一缸体内设置有第一电磁线圈和第一活塞杆，第一缸体固定连接在下底座的上表面，第一缸体与下底座内部相通，第一活塞杆的上端与上顶板之间设置有第一弹簧和第一压电片，第一压电片与第一电磁线圈电连接；第一磁流变减振器的左右两侧分别设置有第二磁流变减振器，第二磁流变减振器包含第二缸体，第二缸体内设置有第二电磁线圈和第二活塞杆，第二缸体固定连接在上顶板的下表面，第二活塞杆的下端与下底座之间设置有第二压电片和第二弹簧，第二缸体与上顶板之间设置有第二压电片，第二压电片与第二电磁线圈电连接；第一缸体、第二缸体和下底座内填充有磁流变液。
进一步的，第二缸体的下端与下底座之间通过软管连通。
进一步的，第一缸体的左右两侧壁上分别设置有第三磁流变减振器，第三磁流变减振器包含第三缸体，第三缸体内设置有第三电磁线圈和第三活塞杆，第三缸体固定连接在第一缸体的侧壁上，第三活塞杆的端部与对应侧的第二缸体之间设置有第三压电片和第三弹簧，第三压电片与第三电磁线圈电连接，第三缸体与第一缸体内部相通。
进一步的，水平减振组件包含双向弹簧活塞和第一支撑杆；双向弹簧活塞包含第四缸体，第四缸体内设置有两根方向相背的第四活塞杆，两根第四活塞杆之间夹设有第四弹簧；其中一根第四活塞杆垂直固定于U型槽地基的侧壁上，另一根第四活塞杆上套设有滑筒，第一支撑杆的上端与上支承板铰接，下端与滑筒的外壁铰接。
进一步的，套设有滑筒的第四活塞杆为螺杆，其上套设有滚珠螺母，滚珠螺母可转动连接于滑筒内，滑筒与第四缸体之间的第四活塞杆上套设有第五弹簧。
进一步的，水平减振组件还包含第二支撑杆，第二支撑杆的下端与下支承板铰接，上端与套设有滑筒的第四活塞杆的端部铰接。
本发明技术方案相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
一、本发明的混合式双向减振支座结构精密，构造合理，利用磁流变液、弹簧弹性势能以及滚珠丝杠等综合作用，在竖直和水平方向上都具有良好的减振效果。且磁流变减振器具有正向反馈与控制，减振阻尼调节可逆。
二、本发明的混合式双向减振支座功能全面，通过水平方向上滚珠丝杠的摩擦与竖直方向上隔振单元组的组合，可在一个装置上同时实现对竖直和水平振动的控制效果，无需额外设置某一方向的减振装置，节省空间与用料成本。
三、本发明的混合式双向减振支座的可靠性高，综合性强。竖向减振组件的某一个隔振单元发生故障不能使用时，其他隔振单元会承担其减振任务，且方便进行更换维修。
四、本发明的混合式双向减振支座可实现对减振效果的自主控制，各连接部分设置的应变片可将减振信号转变为电信号反馈给减振装置，减振装置接受电信号后再进一步调节减振幅值，实现自主控制调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明混合式双向减振支座一种实施例的整体示意图；
图2为本发明混合式双向减振支座一种实施例中隔振单元的示意图；
图3图1中A处的局部放大图；
在以上图中：
1上支承板；2下支承板；
3隔振单元；301上顶板；302下底座；303第一缸体；304第一活塞杆；305第一弹簧；306第一压电片；307第二缸体；308第二活塞杆；309第二压电片；3010第二弹簧；3011第三缸体；3012第三活塞杆；3013第三压电片；3014第三弹簧；3015软管；
4双向弹簧活塞；401第四缸体；402第四活塞杆；403第四弹簧；
5第一支撑杆；6滑筒；7滚珠螺母；8第五弹簧；9第二支撑杆；10U型槽地基。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
本实施例提供了一种混合式双向减振支座，请参考图1，混合式双向减振支座设置于U型槽地基10内，混合式双向减振支座包括竖向减振组件和分别设置在竖向减振组件左右两侧的两个水平减振组件；竖向减振组件用于竖直方向减振，水平减振组件用于水平方向减振。
通过竖向减振组件可消除或减缓竖向的振动，通过水平减振组件可消除或减缓水平面内垂直于U型槽地基10长度方向的振动。
进一步的，请参考图1，竖向减振组件包含上支承板1和下支承板2，上支承板1和下支承板2之间竖向堆叠设置有多个隔振单元3，相邻隔振单元3之间固定连接。
以上实施例中，具体的，竖向减振组件为三个，三个隔振单元3之间固定连接，如螺栓、螺母连接。
进一步的，请参考图2，每个隔振单元3包含上顶板301和中空的下底座302，下底座302的中部设置有一个正置的第一磁流变减振器，第一磁流变减振器包含第一缸体303，第一缸体303内设置有第一电磁线圈和第一活塞杆304，第一缸体303固定连接在下底座302的上表面，第一缸体303与下底座302内部相通，第一活塞杆304的上端与上顶板301之间设置有第一弹簧305和第一压电片306，第一压电片306与第一电磁线圈电连接；第一磁流变减振器的左右两侧分别设置有第二磁流变减振器，第二磁流变减振器包含第二缸体307，第二缸体307内设置有第二电磁线圈和第二活塞杆308，第二缸体307固定连接在上顶板301的下表面，第二活塞杆308的下端与下底座302之间设置有第二压电片309和第二弹簧3010，第二缸体307与上顶板301之间设置有第二压电片309，第二压电片309与第二电磁线圈电连接；第一缸体303、第二缸体307和下底座302内填充有磁流变液。
以上实施例中，均采用了磁流变减振器。磁流变减振器是一种利用磁流变效应工作的减振器件，磁流变减振器主要包括油缸、活塞杆，油缸内部充满磁流变液。磁流变减振器的工作原理：电磁线圈绕在活塞的工字形铁芯上，线圈引线从空心活塞杆引出。活塞上设置的两级环形阻尼通道串联，线圈产生的磁场垂直于环形阻尼通道,通过输入不同的电流改变磁场的大小，从而改变磁流变液的流动特性，实现阻尼力可控。
以上实施例中，上顶板301与下底座302之间通过一个正置的第一磁流变减振器和两个倒置的第二磁流变减振器连接，第一磁流变减振器的上端设置有第一压电片306，第一压电片306为第一电磁线圈供电，第一压电片306为第一电磁线圈供电。
进一步的，第二缸体307的下端与下底座302之间通过软管3015连通。第一缸体303与下底座302内部的磁流变液可互相流动。
进一步的，第一缸体303的左右两侧壁上分别设置有第三磁流变减振器，第三磁流变减振器包含第三缸体3011，第三缸体3011内设置有第三电磁线圈和第三活塞杆3012，第三缸体3011固定连接在第一缸体303的侧壁上，第三活塞杆3012的端部与对应侧的第二缸体307之间设置有第三压电片3013和第三弹簧3014，第三压电片3013与第三电磁线圈电连接，第三缸体3011与第一缸体303内部相通。第三压电片3013为第三电磁线提供电能。
进一步的，本实施例提供了一种水平减振组件。请参考图1和图3，水平减振组件包含双向弹簧活塞4和第一支撑杆5；双向弹簧活塞4包含第四缸体401，第四缸体401内设置有两根方向相背的第四活塞杆402，两根第四活塞杆402之间夹设有第四弹簧403；其中一根第四活塞杆402垂直固定于U型槽地基10的侧壁上，另一根第四活塞杆402上套设有滑筒6，第一支撑杆5的上端与上支承板1铰接，下端与滑筒6的外壁铰接。
当上支撑板上接收到来自水平方向的冲击载荷，设置在竖向减振组件左右两侧的水平减振组件可以吸收，具体的，采用双向弹簧活塞4。上支撑板在左右方向振动时，第四弹簧403可吸收来自水平方向的振动。
进一步的，套设有滑筒6的第四活塞杆402为螺杆，其上套设有滚珠螺母7，滚珠螺母7可转动连接于滑筒6内，滑筒6与第四缸体401之间的第四活塞杆402上套设有第五弹簧8。本实施例具体采用滚珠丝杠，滚珠螺母7在沿螺杆做直线运动的同时自身做旋转运动，滚珠螺母7与滑筒6内壁可转动连接。由于增加了滚珠丝杠结构，滚珠螺母7的行程距离变大，驱动滚珠螺母7仍需要消耗一定的能量，因此进一步吸收了水平方向的振动。
进一步的，为了使结构更牢靠，水平减振组件还包含第二支撑杆9，第二支撑杆9的下端与下支承板2铰接，上端与套设有滑筒6的第四活塞杆402的端部铰接。
本发明技术方案相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
一、本发明的混合式双向减振支座结构精密，构造合理，利用磁流变液、弹簧弹性势能以及滚珠丝杠等综合作用，在竖直和水平方向上都具有良好的减振效果。且磁流变减振器具有正向反馈与控制，减振阻尼调节可逆。
二、本发明的混合式双向减振支座功能全面，通过水平方向上滚珠丝杠的摩擦与竖直方向上隔振单元组的组合，可在一个装置上同时实现对竖直和水平振动的控制效果，无需额外设置某一方向的减振装置，节省空间与用料成本。
三、本发明的混合式双向减振支座的可靠性高，综合性强。竖向减振组件的某一个隔振单元发生故障不能使用时，其他隔振单元会承担其减振任务，且方便进行更换维修。
四、本发明的混合式双向减振支座可实现对减振效果的自主控制，各连接部分设置的应变片可将减振信号转变为电信号反馈给减振装置，减振装置接受电信号后再进一步调节减振幅值，实现自主控制调节。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，在不偏离本发明的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种混合式双向减振支座，设置于U型槽地基(10)内，其特征在于，包括竖向减振组件和分别设置在竖向减振组件左右两侧的两个水平减振组件；所述竖向减振组件用于竖直方向减振，所述水平减振组件用于水平方向减振；
所述竖向减振组件包含上支承板(1)和下支承板(2)，上支承板(1)和下支承板(2)之间竖向堆叠设置有多个隔振单元(3)，相邻隔振单元(3)之间固定连接；
每个隔振单元(3)包含上顶板(301)和中空的下底座(302)，所述下底座(302)的中部设置有一个正置的第一磁流变减振器，所述第一磁流变减振器包含第一缸体(303)，所述第一缸体(303)内设置有第一电磁线圈和第一活塞杆(304)，所述第一缸体(303)固定连接在所述下底座(302)的上表面，所述第一缸体(303)与下底座(302)内部相通，第一活塞杆(304)的上端与上顶板(301)之间设置有第一弹簧(305)和第一压电片(306)，第一压电片(306)与第一电磁线圈电连接；
所述第一磁流变减振器的左右两侧分别设置有第二磁流变减振器，所述第二磁流变减振器包含第二缸体(307)，所述第二缸体(307)内设置有第二电磁线圈和第二活塞杆(308)，所述第二缸体(307)固定连接在所述上顶板(301)的下表面，第二活塞杆(308)的下端与下底座(302)之间设置有第二压电片(309)和第二弹簧(3010)，第二缸体(307)与上顶板(301)之间设置有第二压电片(309)，第二压电片(309)与第二电磁线圈电连接；
所述第一缸体(303)、第二缸体(307)和下底座(302)内填充有磁流变液。
2.根据权利要求1所述的混合式双向减振支座，其特征在于，第二缸体(307)的下端与下底座(302)之间通过软管(3015)连通。
3.根据权利要求2所述的混合式双向减振支座，其特征在于，所述第一缸体(303)的左右两侧壁上分别设置有第三磁流变减振器，所述第三磁流变减振器包含第三缸体(3011)，所述第三缸体(3011)内设置有第三电磁线圈和第三活塞杆(3012)，所述第三缸体(3011)固定连接在所述第一缸体(303)的侧壁上，第三活塞杆(3012)的端部与对应侧的第二缸体(307)之间设置有第三压电片(3013)和第三弹簧(3014)，第三压电片(3013)与第三电磁线圈电连接，第三缸体(3011)与第一缸体(303)内部相通。
4.根据权利要求1所述的混合式双向减振支座，其特征在于，所述水平减振组件包含双向弹簧活塞(4)和第一支撑杆(5)；所述双向弹簧活塞(4)包含第四缸体(401)，所述第四缸体(401)内设置有两根方向相背的第四活塞杆(402)，两根第四活塞杆(402)之间夹设有第四弹簧(403)；其中一根第四活塞杆(402)垂直固定于所述U型槽地基(10)的侧壁上，另一根第四活塞杆(402)上套设有滑筒(6)，所述第一支撑杆(5)的上端与上支承板(1)铰接，下端与滑筒(6)的外壁铰接。
5.根据权利要求4所述的混合式双向减振支座，其特征在于，套设有滑筒(6)的第四活塞杆(402)为螺杆，其上套设有滚珠螺母(7)，所述滚珠螺母(7)可转动连接于所述滑筒(6)内，滑筒(6)与第四缸体(401)之间的第四活塞杆(402)上套设有第五弹簧(8)。
6.根据权利要求3所述的混合式双向减振支座，其特征在于，所述水平减振组件还包含第二支撑杆(9)，所述第二支撑杆(9)的下端与下支承板(2)铰接，上端与套设有滑筒(6)的第四活塞杆(402)的端部铰接。
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