CN112984024B - 一种囊膜式分子弹簧隔振器 - Google Patents
一种囊膜式分子弹簧隔振器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112984024B CN112984024B CN202110091106.7A CN202110091106A CN112984024B CN 112984024 B CN112984024 B CN 112984024B CN 202110091106 A CN202110091106 A CN 202110091106A CN 112984024 B CN112984024 B CN 112984024B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- molecular spring
- vibration isolator
- spring vibration
- rubber bag
- type molecular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002775 capsule Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 17
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/30—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/3207—Constructional features
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/36—Special sealings, including sealings or guides for piston-rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2224/00—Materials; Material properties
- F16F2224/02—Materials; Material properties solids
- F16F2224/0266—Materials; Material properties solids porosity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
本发明提供一种囊膜式分子弹簧隔振器，包括：橡胶囊、包裹在所述橡胶囊外的骨架层，骨架层由芳纶帘布和橡胶固化在一起而成，实际为两层囊体，外层为芳纶帘布缠绕，内层为传统橡胶，内部填充水和分子材料。本发明提供的囊膜式分子弹簧隔振器，在密封橡胶外层缠绕芳纶帘布骨架层，具有较高的整体强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种囊膜式分子弹簧隔振器，属于减振装置技术领域。
背景技术
分子弹簧隔振技术是利用水和多孔疏水材料组成分子弹簧混合介质，对分子弹簧混合介质施加压力时，水分子会进入多孔疏水材料的疏水纳米微孔，当压力卸载时，水分子则从微孔中逸出，实现能量储存和释放，从而消除振动。
现有技术中已经具有一些利用分子弹簧隔振技术所设计的隔振器。这些隔振器大多采用橡胶囊结构或者金属活塞杆组合橡胶囊/橡胶膜的结构。
由于隔振器均为高呈压设备（约为20MPa到30MPa）,橡胶密封性不足以长期维持高压，因此寿命极短。
而金属活塞杆与橡胶囊/橡胶膜的组合结构具有活塞杆与橡胶之间的摩擦过大，从而造成分子弹簧隔振器动刚度过大，影响隔振系统的固有频率，进而影响隔振器的隔振性能的问题。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种新型的囊膜式分子弹簧隔振器。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种囊膜式分子弹簧隔振器，包括：橡胶囊、包裹在所述橡胶囊外的骨架层；所述橡胶囊内填充水和分子弹簧材料，所述橡胶囊顶端和底端均延伸有安装臂；所述橡胶囊顶端的安装臂上装有金属顶柱；所述橡胶囊底端的安装臂上装有金属底座；所述金属顶柱和所述金属底座上均具有法兰盘；所述骨架层的顶部与底部分别与所述金属顶柱和所述金属底座的法兰盘固定连接。
上述方案进一步的改进在于：所述骨架层由芳纶帘布和橡胶固化在一起而成。
上述方案进一步的改进在于：所述骨架层通过缠绕的方式与所述金属顶柱和所述金属底座的法兰盘固定连接。
上述方案进一步的改进在于：所述骨架层通过螺栓与所述金属顶柱和所述金属底座的法兰盘固定连接；所述骨架层与所述法兰盘对应的部分装有压块。
上述方案进一步的改进在于：所述分子弹簧材料是疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料中的一种或若干种颗粒混合物。
上述方案进一步的改进在于：所述分子弹簧材料的孔径是小于2nm的微孔、或者是2到50nm的中孔或介孔、或者是孔径大于50nm的大孔。
上述方案进一步的改进在于：所述水中能够添加无机盐或表面活性剂或两者的混合物。
上述方案进一步的改进在于：所述的囊膜式分子弹簧隔振缓冲器的工作压强为10Mpa~200Mpa之间。
本发明提供的囊膜式分子弹簧隔振器，骨架层由芳纶帘布和橡胶固化在一起而成，实际为两层囊体，外层为芳纶帘布缠绕，内层为传统橡胶，内部填充水和分子材料。本发明提供的囊膜式分子弹簧隔振器，在密封橡胶外层缠绕芳纶帘布骨架层，具有较高的整体强度，避免橡胶在高压下的破裂。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个优选的实施例结构示意图。
图2是囊膜式分子弹簧隔振器准静态加载测试性能曲线；
图3是囊膜式分子弹簧隔振器1Hz循环加载迟滞回线；
图4是囊膜式分子弹簧隔振器3Hz循环加载迟滞回线；
图5是相同载荷下分子弹簧隔振器和线性隔振器静平衡位置示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例的囊膜式分子弹簧隔振器，如图1所示，包括：橡胶囊1、包裹在橡胶囊外的骨架层2；橡胶囊1内填充水和分子弹簧材料，橡胶囊1顶端和底端均延伸有安装臂；橡胶囊1顶端的安装臂上装有金属顶柱3；橡胶囊1底端的安装臂上装有金属底座4；金属顶柱3和金属底座4上均具有法兰盘；骨架层2的顶部与底部分别与金属顶柱3和金属底座4的法兰盘固定连接。
骨架层2由芳纶帘布和橡胶固化在一起而成，实际为两层囊体，外层为芳纶布加缠绕，内层为传统橡胶，内部填充水和分子材料。
骨架层2通过螺栓与金属顶柱3和金属底座4的法兰盘固定连接；骨架层2与法兰盘对应的部分装有压块5。
本发明基于分子弹簧隔振器密封与承载分开的构思，设计了这一款分子弹簧隔振器，将分子弹簧隔振器的密封由内部橡胶来提供，承载则由外部的橡胶芳纶骨架来承担，有效的解决了不能高压密封的问题。囊膜式分子弹簧隔振器静力学测试曲线如图2所示，从图中可以看出分子弹簧隔振器具有高静低动分段非线性刚度特性。从图3、图4两图动刚度对比，可以看出，囊膜式分子弹簧隔振器2的动刚度随着疲劳试验机加载频率的增加有一定的增大。
可以选择骨架层通过缠绕的方式与金属顶柱和金属底座的法兰盘固定连接。其效果与螺栓固定并不不同，根据产品形状取合适的安装方式即可。
分子弹簧材料是疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料中的一种或若干种颗粒混合物。分子弹簧材料的孔径是小于2nm的微孔、或者是2到50nm的中孔或介孔、或者是孔径大于50nm的大孔。根据所需的承压选择不同的孔径的材料。本实施例的囊膜式分子弹簧隔振缓冲器的工作压强为10Mpa~200Mpa之间。
水中添加表面活性剂可降低囊膜式分子弹簧隔振缓冲器的工作压强用于降低承载能力；水中添加无机盐和表面活性剂会降低水的冰点，用于温度低于零摄氏度的环境下用。
水中添加无机盐可提高囊膜式分子弹簧隔振缓冲器的工作压强用于提高承载能力；水中添加表面活性剂可降低囊膜式分子弹簧隔振缓冲器的工作压强用于降低承载能力；水中添加无机盐和表面活性剂会降低水的冰点，用于温度低于零摄氏度的环境下用。
金属顶柱3和金属底座4承担受力，起强度作用；橡胶囊1起变形作用，通过金属顶柱3的运动，带动橡胶囊1的变形，从而压缩和释放水和分子弹簧材料，从而起到隔振缓冲的作用。骨架层2则起到增强橡胶囊1的作用，避免橡胶囊1老化破裂。
在隔振领域，人们希望弹性元件尽可能的软，以降低系统固有频率以获得更宽的隔振频带和更低的振动传递率，然而在工程中，过软的弹簧势必带来过大的静态位移同时需要足够大的安装空间，因此实际的隔振往往是承载能力需求和隔振性能的折中。得益于独特的分段刚度特性，分子弹簧隔振器具有高静低动的刚度特性，因此可兼顾高承载能力和低工作刚度。
图5对比了分子弹簧隔振器和传统线性隔振器在相同载荷下的静平衡位置，为方便对比，分子弹簧隔振器采用了等效线性化刚度。和线性隔振器相比，分子弹簧隔振器具有明显优势。在静平衡状态时，若要和分子弹簧隔振器有相同的静位移，线性隔振器的刚度远大于分子弹簧隔振器工作段刚度，并导致隔振频率范围缩小；若要获得和分子弹簧隔振器相同的隔振效果，线性隔振器的静平衡处的静位移将远大于分子弹簧隔振器的静位移，导致安装空间要求大幅度增加。图2仅仅以730Kg负载为例进行的说明，如果负载达到数吨乃至数十吨，差别将更加显著。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于，包括：橡胶囊、包裹在所述橡胶囊外的骨架层；所述橡胶囊内填充水和分子弹簧材料，所述橡胶囊顶端和底端均延伸有安装臂；所述橡胶囊顶端的安装臂上装有金属顶柱；所述橡胶囊底端的安装臂上装有金属底座；所述金属顶柱和所述金属底座上均具有法兰盘；所述骨架层和橡胶囊分别单独与所述金属顶柱和所述金属底座连接；所述分子弹簧隔振器的密封由橡胶囊提供，承载则由骨架层来承担，使密封与承载分开，实现高压密封；所述骨架层由芳纶帘布复合橡胶而成。
2.根据权利要求1所述的囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述骨架层通过缠绕的方式与所述金属顶柱和所述金属底座的法兰盘固定连接。
3.根据权利要求1所述的囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述骨架层通过螺栓与所述金属顶柱和所述金属底座的法兰盘固定连接；所述骨架层与所述法兰盘对应的部分装有压块。
4.根据权利要求1所述的囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述分子弹簧材料是疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料中的一种或若干种颗粒混合物。
5.根据权利要求1所述的囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述分子弹簧材料的孔径是小于2nm的微孔、或者是2到50nm的中孔或介孔、或者是孔径大于50nm的大孔。
6.根据权利要求1所述的囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于：橡胶囊内填充的水中添加无机盐和/或表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的囊膜式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述的囊膜式分子弹簧隔振缓冲器的工作压强为10Mpa~200Mpa之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110091106.7A CN112984024B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种囊膜式分子弹簧隔振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110091106.7A CN112984024B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种囊膜式分子弹簧隔振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112984024A CN112984024A (zh) | 2021-06-18 |
| CN112984024B true CN112984024B (zh) | 2022-06-21 |
Family
ID=76344675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110091106.7A Active CN112984024B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种囊膜式分子弹簧隔振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112984024B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114909427B (zh) * | 2022-04-24 | 2023-05-23 | 中国人民解放军92578部队 | 一种单体囊膜式分子弹簧隔振器及装配方法 |
| CN114909432B (zh) * | 2022-04-24 | 2023-05-23 | 中国人民解放军92578部队 | 一种三体囊膜式分子弹簧隔振器及装配方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2913729Y (zh) * | 2006-04-20 | 2007-06-20 | 中国人民解放军海军工程大学 | 大承载能力、高可靠性、抗冲击气囊隔振器 |
| CN101021240A (zh) * | 2007-03-08 | 2007-08-22 | 中国人民解放军海军工程大学 | 高压大载荷空气弹簧 |
| CN105041943A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 南京航空航天大学 | 囊式分子弹簧隔振缓冲器 |
| CN105041949A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 南京航空航天大学 | 膜片式分子弹簧隔振缓冲器 |
| WO2017016405A1 (zh) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 陈前 | 分子弹簧隔振缓冲器 |
| CN108916288A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 非轴对称异形气囊隔振器 |
| CN110159695A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-23 | 中国人民解放军海军工程大学 | 帘线一体化缠绕增强橡胶空气弹簧 |
-
2021
- 2021-01-22 CN CN202110091106.7A patent/CN112984024B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2913729Y (zh) * | 2006-04-20 | 2007-06-20 | 中国人民解放军海军工程大学 | 大承载能力、高可靠性、抗冲击气囊隔振器 |
| CN101021240A (zh) * | 2007-03-08 | 2007-08-22 | 中国人民解放军海军工程大学 | 高压大载荷空气弹簧 |
| CN105041943A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 南京航空航天大学 | 囊式分子弹簧隔振缓冲器 |
| CN105041949A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 南京航空航天大学 | 膜片式分子弹簧隔振缓冲器 |
| WO2017016405A1 (zh) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 陈前 | 分子弹簧隔振缓冲器 |
| CN108916288A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 非轴对称异形气囊隔振器 |
| CN110159695A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-23 | 中国人民解放军海军工程大学 | 帘线一体化缠绕增强橡胶空气弹簧 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112984024A (zh) | 2021-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112984024B (zh) | 一种囊膜式分子弹簧隔振器 | |
| CN113007265B (zh) | 一种囊膜式分子弹簧隔振缓冲器 | |
| CN105041943B (zh) | 囊式分子弹簧隔振缓冲器 | |
| CN108180251B (zh) | 自适应隔振器及道床隔振系统 | |
| CN106763414B (zh) | 一种气液二相式油气弹簧 | |
| CN105041949B (zh) | 膜片式分子弹簧隔振缓冲器 | |
| CN101639106B (zh) | 活塞式液气缓冲器 | |
| CN106122567B (zh) | 一种基于气液组合弹簧的阀门执行器 | |
| CN203442037U (zh) | 一种分子弹簧隔振缓冲装置 | |
| GB2472180A (en) | Accumulator for independently controllable dampers for a leanable vehicle | |
| CN2913729Y (zh) | 大承载能力、高可靠性、抗冲击气囊隔振器 | |
| CN105972138A (zh) | 一种两级压力式油气弹簧及其工作方法 | |
| US20090308705A1 (en) | Colloidal damper | |
| CN107956835A (zh) | 可控阻尼分子弹簧车辆悬架 | |
| JP5069974B2 (ja) | 車両用懸架装置 | |
| CN205315597U (zh) | 膜片式分子弹簧隔振缓冲器 | |
| CN103256333A (zh) | 一种分子弹簧隔振缓冲技术 | |
| CN112963487A (zh) | 一种活塞式分子弹簧隔振器 | |
| WO2017016405A1 (zh) | 分子弹簧隔振缓冲器 | |
| CN116816849A (zh) | 液力惯容机制准零刚度隔减振装置 | |
| CN207145513U (zh) | 一种带有双塔型阀片结构复原阀组件的减震器 | |
| CN207814294U (zh) | 一种刚度可调的橡胶减振器 | |
| CN111486190B (zh) | 双气室蓄能器 | |
| US8770359B2 (en) | Colloidal damper | |
| CN212690663U (zh) | 一种油气悬挂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |