CN117366146A - 一种可调节刚度减震器及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节刚度减震器及其安装方法，该可调节刚度减震器包括：上板和底板，上板和底板之间连接有钢丝绳；上板上设有用来锁定钢丝绳的锁扣；上板与底板之间设有径向弹簧；该径向弹簧上设有径向旋压钉，用来压紧和/或松开径向弹簧；上板下方左右对称的连接有弹簧固定下板；底板上方左右对称的连接有弹簧固定件；在左右两侧的弹簧固定下板与弹簧固定件之间分别设有一个轴向弹簧；每个轴向弹簧上分别设有一个轴向旋压钉，用来压紧和/或松开轴向弹簧。本发明利用钢丝绳与弹簧相结合的方式，通过其合理的布局，利用轴向与径向弹簧对钢丝绳的刚度补偿，从而实现其精准的共振频率，进一步达到最终的减振效果。

Description

一种可调节刚度减震器及其安装方法

技术领域

本发明涉及隔振器技术领域，特别涉及一种可调节刚度减震器及其安装方法。

背景技术

目前，隔振器种类众多，如橡胶减震器、钢丝绳隔振器以及空气弹簧等，其广泛应用于船舶、航天航空等工程领域。由于其外界环境恶劣程度不同，各减震器具有不同的适应能力，为了保护设备的正常运行，钢丝绳的特性进一步突出，其具有软化型非线性刚度和良好的阻尼特性，使用寿命强，安装方式多样，良好的缓冲抗性能，安装方便等优点，适用于各种结构的减震、隔振、抗冲击等各种环境。

钢丝绳隔振器是非线性隔振装置，其主要安装方式采用压板将钢丝绳固定住，钢丝呈螺旋状固定。本构造可以将钢丝绳产生三维变形从而近似成弹簧减震的效果，变形的同时钢丝绳的丝线造成干摩擦，通过其螺旋体结构变化产生反作用力达到减震效果。

传统的钢丝绳隔振器，只从钢丝绳的承重能力和和减震效果考虑，而忽略了两对钢丝绳压板之间的相对窜量，会存在设备碰撞这一隐患。同时，减震器的理论计算频率与实际频率存在差距，会导致刚度值过大或过小，引起减震器的减振效率低或导致设备晃动量较大等风险。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种可调节刚度减震器及其安装方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种可调节刚度减震器，包括：上板和底板，所述上板和所述底板之间连接有钢丝绳；

所述上板上设有用来锁定所述钢丝绳的锁扣；

所述上板与所述底板之间设有径向弹簧；该径向弹簧上设有径向旋压钉，用来压紧和/或松开所述径向弹簧；

所述上板下方左右对称的连接有弹簧固定下板；所述底板上方左右对称的连接有弹簧固定件；在左右两侧的所述弹簧固定下板与所述弹簧固定件之间分别设有一个轴向弹簧；每个所述轴向弹簧上分别设有一个轴向旋压钉，用来压紧和/或松开所述轴向弹簧。

在上述技术方案中，所述上板上设有多个第二孔位，多个所述第二孔位分别用来固定所述上板与所述弹簧固定下板。

在上述技术方案中，所述上板与所述弹簧固定下板之间接触的平面度在0.01mm以内。

在上述技术方案中，所述底板上设有多个第一孔位；多个所述第一孔位分别用来固定所述底板与所述弹簧固定件。

在上述技术方案中，所述底板与所述弹簧固定件之间接触的平面度在0.01mm以内。

在上述技术方案中，所述上板和所述底板上分别设有多个用来贯穿所述钢丝绳的空隙。

在上述技术方案中，所述上板和所述底板上的多个所述孔隙的公差均为±0.02mm。

在上述技术方案中，所述钢丝绳，所述径向弹簧以及所述轴向弹簧的材料均为不锈钢。

一种上述的可调节刚度减震器的安装方法，包括以下步骤：

步骤i：对结构件彼此接触面进行研磨修正，保证结构件的形位公差；

步骤ii：将弹簧固定件与底板带紧，将上板与弹簧固定下板带紧，钢丝绳由一侧开始缠绕，依次贯穿孔隙，通过不断调整钢丝绳的长度，缠绕出整体钢丝绳框架；

步骤iii：将钢丝绳分别锁紧在弹簧固定件与底板以及上板与弹簧固定下板之间；

步骤iv：检验各结构件的径向和轴向的距离是否符合需求，确定钢丝绳的缠绕结构对称以及单个环为近似圆形。

在上述技术方案中，步骤i中的所述结构件包括：上板，底板，弹簧固定下板以及弹簧固定件。

本发明具有以下有益效果：

本发明的可调节刚度减震器，基于钢丝绳减震器具有良好的刚度和阻尼特性，利用钢丝绳与弹簧相结合的方式，通过其合理的布局，利用轴向与径向弹簧对钢丝绳的刚度补偿，从而实现其精准的共振频率，进一步达到最终的减振效果。

本发明的可调节刚度减震器，径向弹簧的限制结构采用对称的布局形式，有利于彼此之间解耦。

本发明的可调节刚度减震器，采用压缩弹簧的伸缩量或更换弹簧来实现刚度值的调整，弥补理论刚度值计算的不足，从而实现精准的共振频率。

本发明的可调节刚度减震器，利用径向与轴向的可调弹簧结构，以此作为限位，限制两个方向的位移，避免载荷之间发生碰撞。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的可调节刚度减震器的整体结构示意图。

图2为图1所示的可调节刚度减震器的A-A向(向纸面里方向)剖视示意图。

图3为图1所示的可调节刚度减震器的B-B向俯视剖视示意图。

图中的附图标记表示为：

1-上板；2-锁扣；3-弹簧固定下板；4-径向弹簧；5-底板；6-轴向弹簧；7-弹簧固定件；8-钢丝绳；9-径向旋压钉；10-轴向旋压钉；

2-1：第一孔位；2-2：第二孔位。

具体实施方式

本发明的发明思想为：本发明提出的带限位结构式的隔振器，在减震器的径向与轴向分别增加可调弹簧结构，以此作为限位结构，限制设备位移，有效解决结构之间的相互碰撞；此外，在径向与轴向方向，通过旋压钉来压缩弹簧的伸缩量或更换弹簧来实现刚度值的调整，弥补了理论计算的不足，从而实现精准的共振频率。

本发明的可调节刚度减震器的工作原理为：主要利用钢丝绳的拉伸与压缩产生的变形量，同时借助钢丝绳的丝线造成的干摩擦，利用其螺旋体结构变化产生反作用力对负载实现减震效果；弹簧的可调结构主要有两个作用，一方面可以作为限位结构限制径向与轴向之间的位移，另一方面，可以用弹簧进行刚度补偿，实现精准的共振频率。

下面结合附图对本发明做以详细说明。

如图1-3所示，本发明的可调节的隔振器，包括：上板1、一对锁扣2、弹簧固定下板3、一对径向弹簧4、底板5、轴向弹簧6、一对弹簧固定件7、一组钢丝绳8、一对径向旋压钉9以及轴向旋压钉10。

具体的说，上板1和底板5之间连接有钢丝绳8；上板1上设有用来锁定钢丝绳8的锁扣2；上板1与底板5之间设有径向弹簧4；该径向弹簧4上设有径向旋压钉9，用来压紧和/或松开径向弹簧4；上板1下方左右对称的连接有弹簧固定下板3；底板5上方左右对称的连接有弹簧固定件7；在左右两侧的弹簧固定下板3与弹簧固定件7之间分别设有一个轴向弹簧6；每个轴向弹簧6上分别设有一个轴向旋压钉10，用来压紧和/或松开轴向弹簧6。上板1上设有多个第二孔位2-2，多个第二孔位2-2分别用来固定上板1与弹簧固定下板3。底板5上设有多个第一孔位2-1；多个第一孔位2-1分别用来固定底板5与弹簧固定件7。上板1与弹簧固定下板3之间，底板5与弹簧固定件7之间，接触的平面度均在0.01mm以内。上板1和底板5上分别设有多个用来贯穿钢丝绳8的空隙。多个孔隙的公差均为±0.02mm。钢丝绳8，径向弹簧4以及轴向弹簧6的材料均为不锈钢。

本发明的可调节的隔振器的安装过程包括：首先，将第一孔位2-1，用埋头M2.5的螺钉将弹簧固定件7与底板5微微带紧；同理，将第二孔位2-2用埋头M2.5的螺钉将上板1与弹簧固定下板3微微带紧，之后按照钢丝绳8缠绕的形式，依次贯穿其孔隙，通过调节钢丝绳8整体的长度，继而完成其整体形态的构成。然后对第一孔位2-1与第二孔位2-2用螺钉固定，同时要保证两端留有足够长的钢丝绳8，用锁扣2将其锁死，将径向弹簧4和轴向弹簧6按照预先排布的位置进行安装，之后分别用径向旋压钉9与轴向旋压钉10固定径向弹簧4和轴向弹簧6，结构件之间通过对应的孔位固定，最后，通过旋压钉压缩弹簧的伸缩量，或者更换弹簧的方式实现精准的共振频率。

本发明的可调节的隔振器的具体安装连接方式如下：

安装之前对结构件彼此接触面进行研磨修正，保证结构件的形位公差，最好将其控制在0.01mm内。主要是对弹簧固定件7与底板5以及上板1与弹簧固定下板3结构件接触的位置进行研磨。此外，也需要对弹簧与各自旋压钉接触的平面进行研磨，保证其具有良好的平面度。

对减震器装配时，将第一孔位2-1用埋头M2.5的螺钉将弹簧固定件7与底板5微微带紧；同理，也将第二孔位2-2用埋头M2.5的螺钉将上板1与弹簧固定下板3微微带紧，然后钢丝绳8由一侧开始缠绕，按照图1整体结构的布局形式依次从上至下(或从下至上)依次贯穿孔隙，通过不断调整钢丝绳8的长度，缠绕出整体钢丝绳8框架，并且保证两端留有足够锁扣锁死的长度。

钢丝绳8框架安装后，将第一孔位2-1与第二孔位2-2分别固定，之后钢丝绳8分别锁紧在弹簧固定件7与底板5以及上板1与弹簧固定下板3之间，在加工保证孔隙的公差为±0.02mm的前提下，通过螺钉的旋紧程度来调整控制的配合间隙，最好不超过0.1mm。

在安装弹簧过程中，在径向与轴向方向上，应注意旋压钉(即径向旋压钉9和轴向旋压钉10)分别与弹簧固定下板3和上板1之间的距离，如图2所示的剖视图A-A，图中h1、h2和h3(也称为轴向弹簧6的固定间隙)是减震器的轴向运动距离(也包含负载的自重距离，剩余距离为载荷的运动范围)，其应该满足的条件为：h1(h2和h3)≥g/(2πf)2，其中，g重力加速度，f为给定固有频率。

图2中，l1为其弹簧的固定的间隙，其间隙的距离只要满足大于弹簧压缩的极限距离即可。

如图3所示的剖视图B-B，为了保证彼此之间可以解耦，弹簧采用对称的分布形式，主要分布在径向方向上，且弹簧采用压缩的结构形式，通过旋压钉(即径向旋压钉9和轴向旋压钉10)分别固定径向两个方向的弹簧，二者的结合构成减震器的限位结构，以此限制其在径向方向的位移，防止载荷和其他结构件发生碰撞。

减震器组装完成后，检验一下径向和轴向的距离(即h1、h2、h3和l1)是否符合给定的指标需求，同时确定钢丝绳8的缠绕结构是否对称以及单个环是否近似为圆形，如果不符合要求，需要对其进行微调或其接触面研磨修正，之后孔位重新固定；用定值塞尺检测弹簧固定件7与底板5以及上板1与弹簧固定下板3结构件配合间隙公差是否符合要求，如果不符，首先松紧对应孔位的螺钉，通过左右、上下微小的调节，之后对孔位的螺钉重新固定。

隔振器与其他设备相连，如图2所示，分别通过第一孔位2-1与其他载荷固定。

本发明的可调节刚度减震器，基于钢丝绳减震器具有良好的刚度和阻尼特性，利用钢丝绳与弹簧相结合的方式，通过其合理的布局，利用轴向与径向弹簧对钢丝绳的刚度补偿，从而实现其精准的共振频率，进一步达到最终的减振效果。

本发明的可调节刚度减震器，径向弹簧的限制结构采用对称的布局形式，有利于彼此之间解耦。

本发明的可调节刚度减震器，采用压缩弹簧的伸缩量或更换弹簧来实现刚度值的调整，弥补理论刚度值计算的不足，从而实现精准的共振频率。

本发明的可调节刚度减震器，利用径向与轴向的可调弹簧结构，以此作为限位，限制两个方向的位移，避免载荷之间发生碰撞。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种可调节刚度减震器，其特征在于，包括：上板(1)和底板(5)，所述上板(1)和所述底板(5)之间连接有钢丝绳(8)；

所述上板(1)上设有用来锁定所述钢丝绳(8)的锁扣(2)；

所述上板(1)与所述底板(5)之间设有径向弹簧(4)；该径向弹簧(4)上设有径向旋压钉(9)，用来压紧和/或松开所述径向弹簧(4)；

所述上板(1)下方左右对称的连接有弹簧固定下板(3)；所述底板(5)上方左右对称的连接有弹簧固定件(7)；在左右两侧的所述弹簧固定下板(3)与所述弹簧固定件(7)之间分别设有一个轴向弹簧(6)；每个所述轴向弹簧(6)上分别设有一个轴向旋压钉(10)，用来压紧和/或松开所述轴向弹簧(6)。

2.根据权利要求1所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述上板(1)上设有多个第二孔位(2-2)，多个所述第二孔位(2-2)分别用来固定所述上板(1)与所述弹簧固定下板(3)。

3.根据权利要求2所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述上板(1)与所述弹簧固定下板(3)之间接触的平面度在0.01mm以内。

4.根据权利要求1所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述底板(5)上设有多个第一孔位(2-1)；多个所述第一孔位(2-1)分别用来固定所述底板(5)与所述弹簧固定件(7)。

5.根据权利要求4所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述底板(5)与所述弹簧固定件(7)之间接触的平面度在0.01mm以内。

6.根据权利要求1所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述上板(1)和所述底板(5)上分别设有多个用来贯穿所述钢丝绳(8)的空隙。

7.根据权利要求6所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述上板(1)和所述底板(5)上的多个所述孔隙的公差均为±0.02mm。

8.根据权利要求1-7中的任意一项所述的可调节刚度减震器，其特征在于，所述钢丝绳(8)，所述径向弹簧(4)以及所述轴向弹簧(6)的材料均为不锈钢。

9.一种根据权利要求1-8中的任意一项所述的可调节刚度减震器的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤i：对结构件彼此接触面进行研磨修正，保证结构件的形位公差；

步骤ii：将弹簧固定件(7)与底板(5)带紧，将上板(1)与弹簧固定下板(3)带紧，钢丝绳(8)由一侧开始缠绕，依次贯穿孔隙，通过不断调整钢丝绳(8)的长度，缠绕出整体钢丝绳(8)框架；

步骤iii：将钢丝绳(8)分别锁紧在弹簧固定件(7)与底板(5)以及上板(1)与弹簧固定下板(3)之间；

步骤iv：检验各结构件的径向和轴向的距离是否符合需求，确定钢丝绳(8)的缠绕结构对称以及单个环为近似圆形。

10.根据权利要求9所述的可调节刚度减震器的安装方法，其特征在于，步骤i中的所述结构件包括：上板(1)，底板(5)，弹簧固定下板(3)以及弹簧固定件(7)。