CN113669405A - 一种变阻尼隔振装置 - Google Patents

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    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/066—Variable stiffness

Abstract

本发明提供了一种变阻尼隔振装置，包括移动减振台、水平对称布置的线性阻尼器、滚动轴承、上弹簧座、下弹簧座和弹簧；移动减振台上设置有对称的T型轨道，线性阻尼器由阻尼缸和活塞杆组成，滚动轴承安装于活塞杆的一端并嵌于T型轨道中；T型轨道的形心线轨迹为曲线、多段斜率不同直线的组合或直线与曲线的组合，通过设置T型轨道形心线轨迹，可以实现垂向振动时，线性阻尼器产生随移动振动台垂向振动位移变化的阻尼特性。本发明可以实现低幅垂向振动具有小阻尼特性，高幅垂向振动具有大阻尼特性，可适用于隔振系统，既可以保证在频率比大于
Figure DDA0003220935120000011
时的区域时，阻尼小，隔振效果好，又可以实现共振时，阻尼大，有效抑制共振振幅。

Description

一种变阻尼隔振装置
技术领域
本发明涉及一种隔振缓冲装置，具体涉及一种变阻尼隔振装置。
背景技术
隔振是通过弹性和阻尼器件实现振源与地基的隔离或减小外界的振动传到系统中来，隔振系统只有频率比
Figure BDA0003220935100000011
倍时，才有隔振效果，且
Figure BDA0003220935100000012
时，阻尼越大，隔振效果越差，因此阻尼的存在对高频隔振是不利的，但若无阻尼，当系统通过共振区时，振动剧烈。为了避免这一现象，隔振系统都会有一定的阻尼。一般情况下，隔振系统的频率比
Figure BDA0003220935100000013
时，系统的振幅较小，共振时振幅比较大，传统的线性阻尼很难协调提高隔振效果与有效抑制共振这一矛盾，解决这一矛盾，需要设计一种变阻尼特性的阻尼装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种变阻尼隔振装置，该装置结构设计科学合理，可以实现低幅垂向振动具有小阻尼的特性，高幅垂向振动具有大阻尼的特性，可适用于隔振系统，既可以保证在频率比大于
Figure BDA0003220935100000014
时的区域时阻尼小，隔振效果好，又可以实现共振时阻尼大，有效抑制共振振幅。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种变阻尼隔振装置，其特征在于，包括线性阻尼器、移动减振台、上弹簧座、弹簧和下弹簧座；所述线性阻尼器有两个且镜像对称设置，所述线性阻尼器由阻尼缸和活塞杆组成，活塞杆滑动安装在阻尼缸内，所述活塞杆的一端设置有滚动轴承；所述移动减振台上左右对称开设有两条T型轨道，所述T型轨道的形心线轨迹为曲线、多段斜率不同直线的组合或直线与曲线的组合，所述T型轨道的形心线轨迹上下对称，所述滚动轴承滚动连接在T型轨道内，所述移动减振台内设置上弹簧座，所述上弹簧座通过弹簧连接下弹簧座，所述下弹簧座固定安装在用于承接振动物体或被隔振物体的机架上，所述移动减振台的上顶面安装振动物体或被隔振物体。
优选地，所述移动减振台内开设有上部内腔和下部内腔，所述上部内腔和下部内腔之间通过隔板分隔，所述隔板上开设有螺纹孔。
优选地，所述活塞杆上远离阻尼缸的一端设置有耳板，所述耳板上开设有销孔，所述销孔内安装销轴，所述销轴包括依次包括一体成型的第一轴段、第二轴段和第一轴段，一个第一轴段与第二轴段之间设置轴肩，第二轴段的直径大于第一轴段，另一个第一轴段与第二轴段之间设置轴环，通过轴肩和轴环实现销轴的轴向定位，所述第二轴段与所述销孔过盈配合连接，两端的第一轴段分别与滚动轴承的内孔过盈配合连接。
优选地，所述上弹簧座安装在所述下部内腔的内与下部内腔的内顶面接触顶压，且上弹簧座与下部内腔的内壁间隙配合，所述上部内腔的内底面上安装有螺栓，所述螺栓穿过隔板上的螺纹孔与上弹簧座连接，所述上弹簧座上开设有与螺栓配合的定位凹槽。通过调整螺栓在隔板的位置可以调整移动减振台的上下位置，保证其T型轨道相对于静平衡位置上下对称，达到隔振平衡的目的。
优选地，所述下弹簧座上设置有凸台和光孔，所述凸台与弹簧连接，所述光孔内安装有与承接隔振物体的机架连接的固定螺栓。
优选地，所述阻尼缸与所述机架固定连接。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结构设计科学合理，隔振效果好，便于安装维护，通过设置T型轨道形心线轨迹，可以实现垂向振动时，线性阻尼器产生随移动振动台垂向振动位移变化的阻尼特性。
2、本发明可以实现低幅垂向振动具有小阻尼特性，高幅垂向振动具有大阻尼特性，可适用于隔振系统，既可以保证在频率比大于
Figure BDA0003220935100000031
时的区域时，阻尼小，隔振效果好，又可以实现共振时，阻尼大，有效抑制共振振幅。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明中线性阻尼器的结构示意图。
图3是本发明中滚动轴承与活塞杆的连接结构示意图。
图4是本发明中销轴的结构示意图。
图5是本发明中移动减振台的主视结构示意图。
图6是本发明中移动减振台的俯视结构示意图。
图7是本发明中上弹簧座的结构示意图。
图8是本发明中下弹簧座的结构示意图。
图9为具有分段阻尼特性的T型轨道中心线。
图10为抛物线形式的T型轨道中心线。
附图标记说明：
1—线性阻尼器； 11—阻尼缸； 12—活塞杆；
13—耳板； 14—销孔； 2—销轴；
21—第一轴段； 22—轴肩； 23—第二轴段；
24—轴环； 3—滚动轴承； 4—移动减振台；
41—T型轨道； 42—隔板； 43—螺纹孔；
44—下部内腔； 45—上部内腔； 5—螺栓；
6—上弹簧座； 61—定位凹槽； 7—弹簧；
8—下弹簧座； 81—凸台； 82—光孔。
具体实施方式
如图1至图8所示，本发明包括线性阻尼器1、移动减振台4、上弹簧座6、弹簧7和下弹簧座8；所述线性阻尼器1有两个且镜像对称设置，所述线性阻尼器1由阻尼缸11和活塞杆12组成，活塞杆12滑动安装在阻尼缸11内，所述活塞杆12的一端设置有滚动轴承3；所述移动减振台4的左右对称开设有两条T型轨道41，所述T型轨道的形心线轨迹为多段斜率不同直线，所述T型轨道41的形心线轨迹上下对称，所述滚动轴承3滚动连接在T型轨道41内，所述移动减振台4内设置上弹簧座6，所述上弹簧座6通过弹簧7连接下弹簧座8，所述下弹簧座8固定安装在用于承接振动物体或被隔振物体的机架上，所述移动减振台4的上顶面安装振动物体或被隔振物体。
本实施例中，移动减振台4的顶面和底面为矩形，移动减振台4上开设T型轨道41的两侧面为弧形面，上弹簧座6为圆柱形结构。
本实施例中，所述移动减振台4内开设有上部内腔45和下部内腔44，所述上部内腔45和下部内腔44之间通过隔板42分隔，所述隔板42上开设有螺纹孔43。
本实施例中，所述活塞杆12上远离阻尼缸11的一端设置有耳板13，所述耳板13上开设有销孔14，所述销孔14内安装销轴2，所述销轴2包括依次包括一体成型的第一轴段21、第二轴段23和第一轴段21，上方的第一轴段21与第二轴段23之间设置轴肩22，第二轴段23的直径大于第一轴段21，下方的第一轴段21与第二轴段23之间设置轴环24，通过轴肩22和轴环24实现销轴2的轴向定位，所述第二轴段23与所述销孔14过盈配合连接，两端的第一轴段21分别与滚动轴承3的内孔过盈配合连接。
本实施例中，所述上弹簧座6安装在所述下部内腔44的内与下部内腔44的内顶面接触顶压，且上弹簧座6与下部内腔44的内壁间隙配合，所述上部内腔45的内底面上安装有螺栓5，所述螺栓5穿过隔板42上的螺纹孔43与上弹簧座6连接，所述上弹簧座6上开设有与螺栓5配合的定位凹槽61。通过调整螺栓5在隔板42内的的位置可以调整移动减振台4的上下位置，保证其T型轨道相对于静平衡位置上下对称，达到隔振平衡的目的。
本实施例中，所述下弹簧座8上设置有凸台81和光孔82，所述凸台81与弹簧7连接，所述光孔82内安装有与承接隔振物体的机架连接的固定螺栓。
本实施例中，所述阻尼缸11与所述机架固定连接。
使用时，将振动物体或被隔振物体固定安装在移动减振台4的顶面上，将下弹簧座8和阻尼缸11固定安装在机架上，当产生振动时移动减振台4在弹簧7和活塞杆12的作用下在垂直方向上保持稳定，起到隔振的效果。
本实施例中，通过以下阐述来描述T型轨道形心线轨迹为曲线时的隔振效果。
设有两个水平对称布置的线性阻尼器1，其线性阻尼系数相同，为c，图9为T型轨道41的形心轨迹，该形心轨迹由中间的竖直线段和两条对称的倾斜线段组成，当移动减振台4位移位于-x0,x0之间时，活塞杆12不发生任何位移，其相对于阻尼缸11的速度为0，不发生耗能，此时垂向阻尼为0，当移动减振台4位移<-x0或>x0时，活塞杆12相对于阻尼缸11产生运动，设其产生的垂向阻尼系数为c'，根据阻尼耗能相等原则有：
Figure BDA0003220935100000052
由此得到
Figure BDA0003220935100000051
上述分析表明，本发明所公开的一种变阻尼隔振装置，在振幅小于x0时，阻尼为零，振幅大于x0时，振动位移<-x0或>x0的运动过程，存在垂向阻尼，其阻尼系数为c'＝2tan2αc。
如图10所示，T型轨道41的形心轨迹为y＝axn，其中a为系数，n为正偶数，设其产生的垂向阻尼系数为c'，根据阻尼耗能相等原则有：
Figure BDA0003220935100000062
由此得到
Figure BDA0003220935100000061
上述分析表明c'具有非线性特性，在正偶数n为定值得情况下，c'其与振动位移x有关，且随x绝对值的增大而增大，从而可以实现小位移小阻尼，大位移大阻尼的功能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的c'保护范围内。

Claims (6)

1.一种变阻尼隔振装置，其特征在于，包括线性阻尼器(1)、移动减振台(4)、上弹簧座(6)、弹簧(7)和下弹簧座(8)；所述线性阻尼器(1)有两个且镜像对称设置，所述线性阻尼器(1)由阻尼缸(11)和活塞杆(12)组成，所述活塞杆(12)的一端设置有滚动轴承(3)；所述移动减振台(4)上左右对称开设有两条T型轨道(41)，所述T型轨道的形心线轨迹为曲线或多段斜率不同直线的组合或直线与曲线的组合，且所述T型轨道(41)的形心线轨迹上下对称，所述滚动轴承(3)滚动连接在T型轨道(41)内，所述移动减振台(4)内设置上弹簧座(6)，所述上弹簧座(6)通过弹簧(7)连接下弹簧座(8)，所述下弹簧座(8)固定安装在用于承接振动物体或被隔振物体的机架上，所述移动减振台(4)的上顶面安装振动物体或被隔振物体。
2.根据权利要求1所述的一种变阻尼隔振装置，其特征在于，所述移动减振台(4)内开设有上部内腔(45)和下部内腔(44)，所述上部内腔(45)和下部内腔(44)之间通过隔板(42)分隔，所述隔板(42)上开设有螺纹孔(43)。
3.根据权利要求1所述的一种变阻尼隔振装置，其特征在于，所述活塞杆(12)上远离阻尼缸(11)的一端设置有耳板(13)，所述耳板(13)上开设有销孔(14)，所述销孔(14)内安装销轴(2)，所述销轴(2)包括两端的第一轴段(21)和中间的第二轴段(23)，一个第一轴段(21)与第二轴段(23)之间设置轴肩(22)，另一个第一轴段(21)与第二轴段(23)之间设置轴环(24)，所述第二轴段(23)与所述销孔(14)过盈配合连接，第一轴段(21)与所述滚动轴承(3)过盈配合连接。
4.根据权利要求2所述的一种变阻尼隔振装置，其特征在于，所述上弹簧座(6)安装在所述下部内腔(44)内，所述上部内腔(45)内安装有螺栓(5)，所述螺栓(5)穿过隔板(42)上的螺纹孔(43)与上弹簧座(6)连接，所述上弹簧座(6)上开设有与螺栓(5)配合的定位凹槽(61)。
5.根据权利要求1所述的一种变阻尼隔振装置，其特征在于，所述下弹簧座(8)上设置有凸台(81)和光孔(82)，所述凸台(81)与弹簧(7)连接，所述光孔(82)内安装有与承接隔振物体的机架连接的固定螺栓。
6.根据权利要求1所述的一种变阻尼隔振装置，其特征在于，所述阻尼缸(11)与所述机架固定连接。
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