CN115163737A - 一种多自由度复合减振器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多自由度复合减振器及其工作方法，包括盖板和底座，所述盖板和底座之间设有位于中部的金属橡胶减振筒；盖板和底座之间设有还连接有若干均布在金属橡胶减振筒外围的斜置金属橡胶减振器，相邻两斜置金属橡胶减振器之间设有滑动减振装置。本发明多自由度复合减振器采用了耐老化的金属橡胶作为该多自由度复合减振器中的主阻尼的材料，可用于恶劣的环境，延长了减振器的使用寿命，提高了减振器的经济适用性；解决了传统减振器环境适应性差、寿命短、抗冲击稳定性弱的缺点，并且加强了减振器水平振动的处理效能，提高了各个方向的抗冲击的性能，在复杂的冲击情况下，能够抵抗不同方向的冲击力。
Description
技术领域
本发明涉及减振缓冲技术领域，特别是一种多自由度复合减振器及其工作方法。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，工程中的振动问题日益凸显出来，振动的控制技术越来越受到大家的关注。在设备运动时间过长或振动环境多变的情况下，导致设备的寿命和性能下降，极大的降低了设备工作效率。因此，单一的减振形式无法满足当今工业的减振要求。
现有的减振器对高低温比较敏感，加快了减振器的老化速度，使用期间需要定期更换，极大的降低了工作效率。减振器受到较大的冲击力后，因减振器的刚度较低，极大降低了减振稳定性。因此设计出一种高阻尼、高刚度、使用寿命长的减振器迫在眉睫。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种稳定性好，使用寿命长，抗冲击能力强的多自由度复合减振器及其工作方法。
本发明采用以下方案实现：一种多自由度复合减振器，包括盖板和底座，所述盖板和底座之间设有位于中部的金属橡胶减振筒；盖板和底座之间设有还连接有若干均布在金属橡胶减振筒外围的斜置金属橡胶减振器，相邻两斜置金属橡胶减振器之间设有滑动减振装置，所述盖板下侧和底座上侧分别连接有位于金属橡胶减振筒外围的环形凸台，所述金属橡胶减振筒的端部伸入对应环形凸台中间形成的座孔中并能相对其上下滑动。
进一步的，所述金属橡胶减振筒包括筒座，所述筒座上开设有若干贯通筒座上、下端面的座孔，每个座孔内安装有金属橡胶阻尼柱，所述盖板下侧面和底座上侧面设有伸入座孔中并分别与金属橡胶阻尼柱两端相抵接的凸块；所述座孔中间设有向内凸起并贴着金属橡胶阻尼柱的环形凸部，所述环形凸部和盖板的凸块之间以及环形凸部和底座的凸块之间分别设有外套在金属橡胶阻尼柱外围的弹簧。
进一步的，所述斜置金属橡胶减振器包括筒形壳体，所述筒形壳体两端设有能相对筒形壳体滑动的连接盖板，筒形壳体内设有碟形弹簧，蝶形弹簧两端分别与两端的连接盖板相抵接；筒形壳体外部套设可伸缩的格栅套筒，所述格栅套筒两端与两端的连接盖板相抵接，格栅套筒的格子槽中填装有金属橡胶块。
进一步的，所述斜置金属橡胶减振器两端的连接盖板上连接有回转体状的T型块，连接盖板上设有供T型块的凸部插入的连接套，连接套和T型块的凸部经沿径向穿过两者的辅助杆连接在一起；所述盖板下侧和底座上侧分别设有若干用以连接斜置金属橡胶减振器的连接座，所述连接座上固定连接有一对连接板，连接座的两连接板上设有用以配合夹紧T型块的V型压紧爪。
进一步的，所述连接板上开设有螺纹孔，所述V型压紧爪包括与连接板上螺纹孔螺纹配合的传动丝杠，传动丝杆朝外一端连接有扳手，传动丝杆朝内一端通过转动头连接有V型钳口，所述V型钳口中设有顶着T型块端面的弧形凸块。
进一步的，所述滑动减振装置包括上端固定连接于盖板下侧的导向杆，所述导向杆上开设有竖向滑槽，所述竖向滑槽内设有滑杆，所述滑杆上套设有能相对其上下滑动的滑座；所述滑座上方设有外套与滑杆上的复合碟簧；滑座通过铰链与一传动杆上端相铰接，所述传动杆下端通过万向节与能相对底座横向移动的滑块活动连接。
进一步的，所述底座上开设有位于滑块下方的横向滑槽，所述滑块位于横向滑槽内并能相对其横向滑动，所述滑块两端设有支撑杆，支撑杆两侧通过轴承连接有滑轮，所述万向节有球体和球座构成，球体固定连接于传动杆下端，球座固定连接于滑块上。
本发明另一技术方案：一种如上所述多自由度复合减振器的工作方法，当减振器受到竖直方向振动时，冲击力传递到金属橡胶减振筒来吸收振动能量，同时斜置金属橡胶减振器也能并联金属橡胶减振筒共同发挥作用；减振器受到水平振动时，冲击力传递到滑动减振装置来吸收振动能量；在减振器受到多维度或者较大的冲击力时，滑动减振装置、斜置金属橡胶减振器和金属橡胶减振筒三者同时作用来吸收振动能量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明多自由度复合减振器采用了耐老化的金属橡胶作为该多自由度复合减振器中的主阻尼的材料，可用于恶劣的环境，延长了减振器的使用寿命，提高了减振器的经济适用性；解决了传统减振器环境适应性差、寿命短、抗冲击稳定性弱的缺点，并且加强了减振器水平振动的处理效能，提高了各个方向的抗冲击的性能，在复杂的冲击情况下，能够抵抗不同方向的冲击力。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例整体构造立体图；
图2是本发明实施例金属橡胶减振筒剖面图；
图3是本发明实施例斜置金属橡胶减振器爆炸图；
图4是本发明实施例斜置金属橡胶减振器剖视图；
图5是本发明实施例中筒形壳体和连接盖板分离状态示意图；
图6是本发明实施例滑动减振装置爆炸图；
图中标号说明：1-盖板、101-沉头孔、102-螺纹孔、103-凸块、2-底座、201-横向滑槽、3-金属橡胶减振筒、301-环形凸台、302-环形凸部、303-筒座、4-斜置金属橡胶减振器、401- T型块、402-连接盖板、403-辅助杆、404-碟形弹簧、405-筒形壳体、5-连接座、501-连接板、6-导向杆、601-竖向滑槽、7-复合碟簧、8-格栅套筒、9- V型压紧爪、901-扳手、902-传动丝杠、903-转动头、904- V型钳口、905-弧形凸块、10-滑杆、1001-滑座、1002-铰链、11-传动杆、1101-球头、12-滑块、1201-支撑杆、1202-轴承、1203-滑轮、1204-球座、13-金属橡胶阻尼柱、14-弹簧、15-金属橡胶块。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1~6所示，一种多自由度复合减振器，包括盖板1和底座2，盖板1和底座2呈正六边形，所述盖板1和底座2之间设有位于中部的金属橡胶减振筒3；盖板和底座之间设有还连接有若干均布在金属橡胶减振筒外围的斜置金属橡胶减振器4，相邻两斜置金属橡胶减振器之间设有滑动减振装置，从而降低不同方向的冲击力，提高设备的稳定性。本发明采用了耐老化的金属橡胶作为该多自由度复合减振器中的主阻尼的材料，解决了传统减振器环境适应性差、寿命短、抗冲击稳定性弱的缺点，并且加强了减振器水平振动的处理效能，提高了各个方向的抗冲击的性能，在复杂的冲击情况下，能够抵抗不同方向的冲击力。
在高温、腐蚀的环境下，传统的减振设备寿命受到极大的影响，由于金属橡胶阻尼具有耐高温，抗腐蚀性等优良特性，所以多自由度复合减振器可用于恶劣的环境，延长了减振器的使用寿命，提高了减振器的经济适用性，主要适用于桥梁、武器发射缓冲器、飞机起落架等。
在本实施例中，所述金属橡胶减振筒3包括筒座303，所述筒座303上开设有若干贯通筒座上、下端面的座孔，每个座孔内安装有金属橡胶阻尼柱13，所述盖板下侧面和底座上侧面设有伸入座孔中并分别与金属橡胶阻尼柱两端相抵接的凸块103；所述座孔中间设有向内凸起并贴着金属橡胶阻尼柱的环形凸部302，以保证金属橡胶阻尼柱13的对中性，当盖板1受有冲击力时，能够将冲击力有效的传递到金属橡胶阻尼柱13，从而最大程度提高减振效果。所述环形凸部和盖板的凸块之间以及环形凸部和底座的凸块之间分别设有外套在金属橡胶阻尼柱外围的弹簧14。
在本实施例中，所述斜置金属橡胶减振器4包括筒形壳体405，所述筒形壳体405两端设有能相对筒形壳体滑动的连接盖板402，筒形壳体内设有碟形弹簧404，蝶形弹簧两端分别与两端的连接盖板相抵接；筒形壳体外部套设可伸缩的格栅套筒8，格栅套筒为橡胶材质，所述格栅套筒两端与两端的连接盖板相抵接，格栅套筒的格子槽中填装有金属橡胶块15，通过金属橡胶块15和碟形弹簧404配合能够发挥斜置金属橡胶减振器4的最大减振效果。
在本实施例中，所述斜置金属橡胶减振器4两端的连接盖板上连接有回转体状的T型块401，连接盖板上设有供T型块的凸部插入的连接套，连接套和T型块的凸部经沿径向穿过两者的辅助杆403连接在一起，辅助杆两端设有螺纹部并连接有螺母；所述盖板下侧和底座上侧分别设有若干用以连接斜置金属橡胶减振器的连接座5，所述连接座通过螺栓连接于底座上，所述连接座5上固定连接有一对连接板501，连接座的两连接板上设有用以配合夹紧T型块的V型压紧爪9。
在本实施例中，所述连接板501上开设有螺纹孔，所述V型压紧爪包括与连接板上螺纹孔螺纹配合的传动丝杠902，传动丝杆朝外一端连接有扳手901，传动丝杆朝内一端通过转动头903连接有V型钳口904，所述V型钳口中设有顶着T型块端面的弧形凸块905，所述转动头903防止V型钳口904与传动丝杠共同旋转，所述V型钳口904用于限制斜置金属橡胶减振器4的横向移动，所述弧形凸块905用于限制斜置金属橡胶减振器4轴向移动。
在本实施例中，所述滑动减振装置包括上端固定连接于盖板下侧的导向杆6，所述导向杆6上开设有竖向滑槽601，所述竖向滑槽内设有滑杆10，所述滑杆10上套设有能相对其上下滑动的滑座1001；所述滑座上方设有外套与滑杆上的复合碟簧7；滑座通过铰链1002与一传动杆11上端相铰接，所述传动杆11下端通过万向节与能相对底座横向移动的滑块12活动连接。
在本实施例中，所述底座上开设有位于滑块下方的横向滑槽201，所述滑块位于横向滑槽内并能相对其横向滑动，所述滑块两端设有支撑杆1201，支撑杆两侧通过轴承1202连接有滑轮1203，所述万向节有球体1101和球座1204构成，球体固定连接于传动杆下端，球座固定连接于滑块上；滑轮1203的左右运动通过传动杆8带动滑座1001上下的运动，从而对复合碟簧行挤压，进而达到减振的目的。
在本实施例中，所述盖板下侧和底座上侧分别连接有位于金属橡胶减振筒3外围的环形凸台301，所述环形凸台通过螺栓连接于盖板和底座上，所述金属橡胶减振筒的端部伸入对应环形凸台中间形成的座孔中并能相对其上下滑动；盖板和底座上环形凸台301与金属橡胶减振筒3配合，在保证减振器的刚度的同时，冲击力能够通过金属橡胶减振筒3有效传递到金属橡胶阻尼柱13，金属橡胶阻尼柱13两端还设有弹簧，能够有效的抵抗冲击力。
当减振器受到多维度的冲击时，斜置金属橡胶减振器上设有呈格栅分布的金属橡胶块和斜置的碟簧，有效的吸收了冲击力。在减振器受到较大的冲击力时，底座一旦出现振动，滑动减振装置、斜置金属橡胶减振器和金属橡胶减振筒三者同时作用，能够进一步保证减振器的稳定性。
当减振器受到竖直方向振动时，减振器的盖板和底座能够将冲击力传递到金属橡胶减振筒中，金属橡胶阻尼柱能够吸收振动能量。由于复合碟簧7的应用，极大的增加了并联阻尼装置的刚度，同时斜置金属橡胶减振器也能并联金属橡胶减振筒共同发挥作用。
减振器受到水平振动时，滑块的左右运动带动滑杆上的滑座上下运动，通过对碟形弹簧的挤压，振动的频率越大，滑座运动的频率也就越大，那么减振的效果也会大幅提升。同时斜置金属橡胶减振器呈格栅分布的金属橡胶块并联滑动减振装置发挥减振作用。当减振器受到多维度且较大冲击力时，复合碟簧和金属橡胶元件相比传统减振装置，具有较大的刚度，冲击力通过盖板和底座的环形凸台传递到阻尼材料，从而有效保护减振器，防止减振器失效。
一种如上所述多自由度复合减振器的工作方法，当减振器受到竖直方向振动时，冲击力传递到金属橡胶减振筒来吸收振动能量，同时斜置金属橡胶减振器也能并联金属橡胶减振筒共同发挥作用；减振器受到水平振动时，冲击力传递到滑动减振装置来吸收振动能量，滑块的左右运动带动滑杆上的滑座上下运动，通过对碟形弹簧的挤压；在减振器受到多维度或者较大的冲击力时，滑动减振装置、斜置金属橡胶减振器和金属橡胶减振筒三者同时作用来吸收振动能量。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种多自由度复合减振器，其特征在于：包括盖板和底座，所述盖板和底座之间设有位于中部的金属橡胶减振筒；盖板和底座之间设有还连接有若干均布在金属橡胶减振筒外围的斜置金属橡胶减振器，相邻两斜置金属橡胶减振器之间设有滑动减振装置；所述盖板下侧和底座上侧分别连接有位于金属橡胶减振筒外围的环形凸台，所述金属橡胶减振筒的端部伸入对应环形凸台中间形成的座孔中并能相对其上下滑动。
2.根据权利要求1所述的多自由度复合减振器，其特征在于：所述金属橡胶减振筒包括筒座，所述筒座上开设有若干贯通筒座上、下端面的座孔，每个座孔内安装有金属橡胶阻尼柱，所述盖板下侧面和底座上侧面设有伸入座孔中并分别与金属橡胶阻尼柱两端相抵接的凸块；所述座孔中间设有向内凸起并贴着金属橡胶阻尼柱的环形凸部，所述环形凸部和盖板的凸块之间以及环形凸部和底座的凸块之间分别设有外套在金属橡胶阻尼柱外围的弹簧。
3.根据权利要求1所述的多自由度复合减振器，其特征在于：所述斜置金属橡胶减振器包括筒形壳体，所述筒形壳体两端设有能相对筒形壳体滑动的连接盖板，筒形壳体内设有碟形弹簧，蝶形弹簧两端分别与两端的连接盖板相抵接；筒形壳体外部套设可伸缩的格栅套筒，所述格栅套筒两端与两端的连接盖板相抵接，格栅套筒的格子槽中填装有金属橡胶块。
4.根据权利要求3所述的多自由度复合减振器，其特征在于：所述斜置金属橡胶减振器两端的连接盖板上连接有回转体状的T型块，连接盖板上设有供T型块的凸部插入的连接套，连接套和T型块的凸部经沿径向穿过两者的辅助杆连接在一起；所述盖板下侧和底座上侧分别设有若干用以连接斜置金属橡胶减振器的连接座，所述连接座上固定连接有一对连接板，连接座的两连接板上设有用以配合夹紧T型块的V型压紧爪。
5.根据权利要求4所述的多自由度复合减振器，其特征在于：所述连接板上开设有螺纹孔，所述V型压紧爪包括与连接板上螺纹孔螺纹配合的传动丝杠，传动丝杆朝外一端连接有扳手，传动丝杆朝内一端通过转动头连接有V型钳口，所述V型钳口中设有顶着T型块端面的弧形凸块。
6.根据权利要求1所述的多自由度复合减振器，其特征在于：所述滑动减振装置包括上端固定连接于盖板下侧的导向杆，所述导向杆上开设有竖向滑槽，所述竖向滑槽内设有滑杆，所述滑杆上套设有能相对其上下滑动的滑座；所述滑座上方设有外套与滑杆上的复合碟簧；滑座通过铰链与一传动杆上端相铰接，所述传动杆下端通过万向节与能相对底座横向移动的滑块活动连接。
7.根据权利要求6所述的多自由度复合减振器，其特征在于：所述底座上开设有位于滑块下方的横向滑槽，所述滑块位于横向滑槽内并能相对其横向滑动，所述滑块两端设有支撑杆，支撑杆两侧通过轴承连接有滑轮，所述万向节有球体和球座构成，球体固定连接于传动杆下端，球座固定连接于滑块上。
8.一种如权利要求1所述多自由度复合减振器的工作方法，其特征在于：当减振器受到竖直方向振动时，冲击力传递到金属橡胶减振筒来吸收振动能量，同时斜置金属橡胶减振器也能并联金属橡胶减振筒共同发挥作用；减振器受到水平振动时，冲击力传递到滑动减振装置来吸收振动能量；在减振器受到多维度或者较大的冲击力时，滑动减振装置、斜置金属橡胶减振器和金属橡胶减振筒三者同时作用来吸收振动能量。
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2022
- 2022-07-29 CN CN202210902628.5A patent/CN115163737B/zh active Active
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