CN204805400U - 自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,旨在提供一种摩擦阻尼可调、XYZ三轴向等效隔振、环境适应性优良,在各种环境中正常工作的摩擦阻尼结构,本实用新型通过下述技术方案予以实现:左摩擦环和右摩擦环夹持在上摩擦盘与下摩擦盘之间,上摩擦盘和下摩擦盘上下表面之间通过锁紧螺母限位,调节弹簧调节,上摩擦盘和左摩擦环对接缝之间设有C型弹簧。在振动环境中,盘压上锥体弹簧和下锥体弹簧带动摩擦环在振动方向上发生反复的相对运动,并在C型弹簧挤压作用下,摩擦环与摩擦盘和壳体之间发生持续摩擦运动、将振动机械能转为热能而实现振动能量耗散达到隔振。

Description

自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及应用于负载重量和振动量级变化大、振动持续时间长的电子设备整机/分机隔振需求的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器。
背景技术
[0002] 隔振器是连接设备与支承基础的弹性-阻尼元件组合结构,用以在某一频率范围内衰减由支承基础传递到设备的振动能量。隔振器有金属弹簧隔振器、橡胶隔振器、空气弹簧隔振器、金属丝网隔振器、钢丝绳隔振器和液体阻尼减振器等多种类型,依据不同工程应用目的,选用不同类型隔振器,以获得不同程度的隔振效果。在电子设备整机减振实践中,主要采用金属弹簧隔振器、金属丝网隔振器和橡胶隔振器,但金属弹簧隔振器具有环境适宜性好,减振效率高等特点,相对橡胶隔振器等,在实际电子设备减振应用更多。干摩擦阻尼弹簧隔振器属于金属弹簧隔振器的一种,它是由非金属摩擦阻尼元件、弹性元件和金属外壳组成,具有固有频率低,阻尼比大,隔振效率高,安装更换方便,自然环境适应性优良等优点,是电子设备理想的隔振产品。
[0003] 在本领域已知的实施方式中,中国专利申请号02219084.8公开了一种包括轴、摩擦片、钢丝网垫、压板和弹簧,其压板和轴固定连接,摩擦片为半圆形薄片的摩擦阻尼减震器,受其摩擦阻尼结构形式限制,摩擦阻尼难以明显提高,而且当电子设备面临振动量级发生变化时,其隔振器摩擦阻尼大小不能随之自动调整;另外,实际应用结果表明,其壳体轴向减振效果比壳体径向减振效果要差,并未真正实现X、Y、Z三轴向等效隔振。
[0004] 在本领域已知的另一实施方式中,中国专利申请号03212581.X公开了一种非线性干擦阻尼减震器,其包括壳体、摩擦顶盖、摩擦棒、摩擦板和圆柱弹簧,其摩擦棒和摩擦顶盖采用悬臂安装,并采用圆柱弹簧,具有圆柱壳体轴向摩擦阻尼大的优点;专利申请的不足之处在于负载较小,圆柱壳体径向振动减振效果相对较差。
[0005] 在本领域已知的又一实施方式中,中国专利申请201110162082.6还公开了一种包括底座、外导向筒、内导向筒和金属橡胶(即金属丝网)的金属橡胶阻尼减震器,其金属橡胶安装于内、外导向筒之间,筒轴向减振效果较好,但存在筒体径向减振效果不佳、负载小,丝网耐磨性差等问题。这种传统的金属橡胶隔振器只能通过改变橡胶的硬度来改变刚度,从而改变系统的固有频率。对于隔振器,选定金属橡胶以后,其阻尼性能就基本确定,使用过程中无法调节。当阻尼过设计大时,其金属橡胶部分容易发热,导致局部升温过大而提前破坏。
[0006] 上述专利申请公开的隔振器/减震器均难以满足现代电子设备在大量级、长时间振动环境条件下长期可靠运行的减振需求,更不能满足电子设备在使用过程中振动量级变化带来的自适应减振需求。
实用新型内容
[0007] 本实用新型针对现有摩擦阻尼隔振器/减震器存在的不足之处,提供一种摩擦阻尼自行可调、结构紧凑、Χ、γ、ζ三轴向等效隔振、在高低温、湿热、盐雾、霉菌等环境中均能正常工作的干摩擦阻尼隔振器。
[0008] 本实用新型是通过以下方式给予实现:一种自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,包括伸出柱形壳体2端孔的阶梯轴1、摩擦环和弹性元件支承体,其特征在于:弹性元件支承体包括通过阶梯轴I座落在上摩擦盘4上的盘压上锥体弹簧3,夹持在上摩擦盘4与下摩擦盘11之间的左摩擦环9和右摩擦环5,以及位于所述上摩擦盘4和下摩擦盘11上下表面之间,通过锁紧螺母12限位的调节弹簧8和位于上摩擦盘4和左摩擦环9对接缝之间的C型弹簧10,在振动环境中,盘压上锥体弹簧3和下锥体弹簧6带动右摩擦环5、左摩擦环9在振动方向上发生反复的相对运动,并在C型弹簧10挤压作用下,摩擦环5、左摩擦环9与上摩擦盘4、下摩擦盘11和壳体2之间发生持续摩擦运动、将振动机械能转为热能而实现振动能量耗散,达到隔振目的;
[0009] 本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果:
[0010] 结构紧凑,工作寿命长,使用安全可靠。本实用新型采用的弹性元件支承体,通过导向阶梯轴I上的盘压上锥体弹簧3和下锥体弹簧6,将左摩擦环9、右摩擦环5挤压在上摩擦盘4和下摩擦盘11之间,结构紧凑;本实用新型的弹性元件等零部件均可采用耐受湿热、霉菌等自然环境条件良好、耐磨性优良的材料制造,能够在大量级、长时间振动环境条件下长期可靠运行,在高低温、湿热、盐雾、霉菌等环境中均能正常工作。
[0011]负载大,载荷范围广。本实用新型将上锥体弹簧3、下锥体弹簧6和限位调节弹簧8配合使用,采用刚度随着变形增大而增加的截锥螺旋弹簧,使得隔振器能够承受更的高负载;充分利用盘压上锥体弹簧3、下锥体弹簧6和调节弹簧8的变形-负载的非线性特性,能够良好适应载荷变化范围大的设备隔振需求。
[0012] 摩擦阻尼大,阻尼大小自行可调。本实用新型采用夹持在上摩擦盘4与下摩擦盘11之间的左摩擦环9和右摩擦环5之间的锲形几何结构,能够增加右摩擦环与壳体2之间的正压力,相对现有的干摩擦阻尼隔振器,增加了 I倍以上的摩擦接触面积,通过实验证明,其摩擦阻尼至少提高20%以上,明显提升了隔振器振动机械能耗散能力;本实用新型还充分利用截锥螺旋弹簧的变刚度特性和锲形截面摩擦盘的变阻尼特性,既能满足低频段大量级振动(冲击)隔振对大阻尼的需求,也能满足高频率段小量级振动(冲击)隔振对合适小阻尼的需求,具有更好复合多重的隔振效果。
[0013] XYZ三轴向等效隔振。本实用新型通过锲形结构上摩擦盘4、下摩擦盘11、左摩擦环9和右摩擦环5之间摩擦运动,在上锥体弹簧3、下锥体弹簧6和限位调节弹簧8辅助作用下,明显增加了隔振器轴向振动能量耗散能力,真正在振动环境中实现XYZ三方向近似相等的减振效果。
[0014] 本实用新型采用上下夹装上摩擦盘4和下摩擦盘11夹持左摩擦环9和右摩擦环5这种上下表面的摩擦隔垫,对扰力小,重心低的设备可直接将减震器安在设备下,或者安放在隔振台座下。或隔振台座固定,下部与地基固定。使用时阶梯轴I)和壳体下端盖7分别与需要振动隔离的两个对象连接,在XYZ三方向振动时,通过摩擦环与外壳、上摩擦盘接触表面不断发生相对摩擦运动,将振动机械能通过摩擦运动转为热能而实现隔振作用。
[0015] 本实用新型由于调节弹簧8为弹性元件,增加了上摩擦盘4、下摩擦盘11、左摩擦环9和右摩擦环5在阶梯轴I的轴向摩擦行程可调范围,使得隔振器摩擦阻尼大小可以随着阶梯轴I在振动环境下的动态负载变化而自行调整,使得本实用新型具有隔振负载自适应能力。
附图说明
[0016] 图1是本实用新型具自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器的结构主剖视图。
[0017] 图2是图1结构的剖面俯视图。
[0018] 图3是本实用新型具体实施方式I结构主剖视图。
[0019] 图4是本实用新型具体实施方式2结构主剖视图。
[0020] 图5是本实用新型具体实施方式3结构主剖视图。
[0021] 图中:I轴,2壳体,3盘压上锥体弹簧,4盘形压片,5摩擦环,6下锥体弹簧,7壳体下端盖,8调节弹簧,9摩擦环,10 C型弹簧,11盘形压片,12锁紧螺母,13中凹截锥螺旋压缩弹簧,14弹性金属橡胶环,15阻尼垫圈,16阻尼垫。
具体实施方式
[0022] 参见图1和图2。在以下描述的实施例中,自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器采用在盖帽形状的壳体2和固联在壳体2下部开口上的下端盖7,阶梯轴I通过壳体2筒体中心的通孔连接上摩擦盘4。所述自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器包括伸出柱形壳体2端孔的阶梯轴1、摩擦环和弹性元件支承体。所述弹性元件支承体包括通过阶梯轴I座落在上摩擦盘4上的盘压上锥体弹簧3,夹持在上摩擦盘4与下摩擦盘11之间的左摩擦环9和右摩擦环5,以及位于所述上摩擦盘4和下摩擦盘11上下表面之间,通过锁紧螺母12限位的调节弹簧8和位于上摩擦盘4和左摩擦环9对接缝之间的C型弹簧10。前端台阶轴I通过上摩擦盘4中心孔和夹装在上摩擦盘4和下摩擦盘11之间的调节弹簧8连接锁紧螺母12,通过锁紧螺母12限位。调节弹簧8为锥螺旋压缩弹簧。右摩擦环5和左摩擦环9夹装在上摩擦盘4和下摩擦盘11之间。壳体2内侧壁与上摩擦盘4上表面之间形成的空间安装盘压上锥体弹簧3。壳体2的下端盖7和下摩擦盘11下锥盘面之间形成的空间安装下锥体弹簧6,形成一个干摩擦阻尼隔振器。C型弹簧10将上摩擦盘4和左摩擦环9挤压在壳体2上。右摩擦环5和左摩擦环9具有锥形截面结构,上摩擦盘4和下摩擦盘11截面具有与摩擦环5和9对应配合的锥面结构。阶梯轴I台阶面通过壳体2安装盘压上锥体弹簧3,壳体下端盖7和右摩擦环5之间安装下锥体弹簧6。盘压上锥体弹簧3和下锥体弹簧6为截锥螺旋弹簧,其刚度随着变形增大而增加,使得隔振器能够承受更的高负载。阶梯轴1、上摩擦盘4和下摩擦盘11活动采用活动连接,当负载重量和振动量级变化时,自动改变弹簧8压缩量,进而改变上摩擦盘4、下摩擦盘11与摩擦环5、左摩擦环9之间的挤压力,使得它们之间摩擦阻尼也随之变化,实现隔振器阻尼自适应调节功能。
[0023] 在X、Y、Z三方向振动环境中,盘压上锥体弹簧3和下锥体弹簧6带动摩擦环5、左摩擦环9在振动方向上发生反复的相对运动,并在C型弹簧10挤压作用下,摩擦环5、左摩擦环9与上摩擦盘4、下摩擦盘11和壳体2之间发生持续摩擦运动、将振动机械能转为热能而实现振动能量耗散,达到隔振目的。
[0024] 具体实施方式1:
[0025] 参见图3ο本实施方式与本实施方式与图1、图2所示具体实施方式的不同点在于,在壳体2和壳体下端盖7之间安装阶梯轴1、上摩擦盘4和下摩擦盘11,摩擦环5和左摩擦环9安装于上摩擦盘4和下摩擦盘11之间;C型弹簧10位于摩擦环5和左摩擦环9对接缝间,其特征是位于上摩擦盘4和下摩擦盘11之间的调节弹簧8为X形双曲面截锥螺旋压缩弹簧,X形双曲面截锥螺旋压缩弹簧双曲面缩颈紧贴在阶梯轴I台阶轴上,位于摩擦环5和左摩擦环9形成的对称空间,由伸出下摩擦盘11下锥盘面阶梯轴I台阶轴上螺纹连接的锁紧螺母12限位。其它组成、安装与连接关系与图1、图2所示具体实施方式相同。
[0026] 具体实施方式2:
[0027] 参见图4,本实施方式与本实施方式与图1、图2所示具体实施方式的不同点在于,调节弹簧8更换为弹性金属橡胶环14,弹性金属橡胶环14同轴装配在阶梯轴I台阶轴上,其它组成、安装与连接关系与与图1、图2、图3所示具体实施方式相同。
[0028] 具体实施方式3:
[0029] 参见图5ο本实施方式与本实施方式与图1、图2所示具体实施方式的不同点在于,阶梯轴I与上摩擦盘4之间采用固定连接,在壳体2和壳体下端盖7内侧壁上分别设有阻尼垫圈15和阻尼垫16,阻尼垫圈15位于壳体2内侧壁与盘压上锥体弹簧3之间,阻尼垫16位于壳体下端盖7内侧壁与下锥体弹簧6之间。其它组成、安装与连接关系与图1、图2所示具体实施方式相同。

Claims (10)

1.一种自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,包括伸出柱形壳体端孔的阶梯轴、摩擦环和弹性元件支承体,其特征在于:弹性元件支承体包括通过阶梯轴(I)座落在上摩擦盘(4)上的盘压上锥体弹簧(3),夹持在上摩擦盘(4)与下摩擦盘(11)之间的左摩擦环(9)和右摩擦环(5),以及位于所述上摩擦盘和下摩擦盘(11)上下表面之间,通过锁紧螺母(12)限位的调节弹簧⑶和位于上摩擦盘⑷和左摩擦环(9)对接缝之间的C型弹簧(10),在振动环境中,盘压上锥体弹簧(3)和下锥体弹簧(6)带动右摩擦环(5)、左摩擦环(9)在振动方向上发生反复的相对运动,并在C型弹簧(10)挤压作用下,摩擦环(5)、左摩擦环(9)与上摩擦盘(4)、下摩擦盘(11)和壳体(2)之间发生持续摩擦运动、将振动机械能转为热能而实现振动能量耗散,达到隔振目的。
2.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:调节弹簧(8)为锥螺旋压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:右摩擦环(5)和左摩擦环(9)具有锥形截面结构,上摩擦盘(4)和下摩擦盘(11)截面具有与摩擦环(5)和(9)对应配合的锥面结构。
4.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:盘压上锥体弹簧(3)和下锥体弹簧(6)为截锥螺旋弹簧。
5.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:位于上摩擦盘(4)和下摩擦盘(11)之间的调节弹簧(8)为X形双曲面截锥螺旋压缩弹簧。
6.根据权利要求5所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:X形双曲面截锥螺旋压缩弹簧双曲面缩颈紧贴在阶梯轴(I)台阶轴上,位于摩擦环(5)和左摩擦环(9)形成的对称空间,由伸出下摩擦盘(11)下锥盘面阶梯轴(I)台阶轴上螺纹连接的锁紧螺母(12)限位。
7.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:调节弹簧(8)更换为弹性金属橡胶环(14),弹性金属橡胶环(14)同轴装配在阶梯轴(I)台阶轴上。
8.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:阶梯轴(I)与上摩擦盘(4)之间采用固定连接,在壳体(2)和壳体下端盖(7)内侧壁上分别设有阻尼垫圈(15)和阻尼垫(16) ο
9.根据权利要求8所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:阻尼垫圈(15)位于壳体⑵内侧壁与盘压上锥体弹簧⑶之间,阻尼垫(16)位于壳体下端盖(7)内侧壁与下锥体弹簧(6)之间。
10.根据权利要求1所述的自适应干摩擦阻尼弹簧隔振器,其特征在于:C型弹簧(10)将摩擦环(5)和左摩擦环(9)挤压在外壳(2)内侧壁上。
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