CN206190790U - 可调式非线性双层隔振装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于振动噪声控制技术领域,特别涉及非线性隔振装置。其技术方案是:一种可调式非线性双层隔振装置,它包括:上层非线性级(1),下层减振器(2)和侧板;下层减振器(2)为凸台型橡胶减振器;与上层非线性级(1)底部连接;本实用新型具有低动态刚度、高静态刚度的特点,能在保证隔振装置静稳性的同时,显著提升装置在低频段的隔振效果。可以通过控制线圈电流大小和方向,精准调整隔振装置产生的负刚度,从而能准确调整隔振装置的动态刚度,快速准确改变装置的隔振性能。此外,本实用新型采用了双层隔振构型,进一步提高了装置对高频段的隔振能力。
Description
技术领域
本实用新型属于振动噪声控制技术领域,特别涉及非线性隔振装置。
背景技术
传统单层线性隔振器的有效隔振带宽受到自身刚度的制约。对于线性隔振器而言,为提高其对低频振动的隔离能力,需要降低其动态刚度,导致其静态刚度也随之变弱,从而降低了其承载能力,不利于隔振器的静稳性。因此,国内外学者提出了“低动态刚度高静态刚度”的非线性隔振理论,即通过在传统线性隔振器中引入带负刚度的非线性结构,使其抵消原隔振器的线性刚度,从而实现“低动态刚度”,提高低频隔振效果;而非线性结构的非线性刚度则保证了隔振器的静载荷承载能力,实现了“高静态刚度”,有利于静稳性。然而多数非线性结构是通过屈曲梁、布置横向弹簧等机械方式实现,导致这些非线性结构的负刚度特性难以控制。
发明内容
本实用新型的目的是:提供一种可调式非线性双层隔振装置,不仅提高隔振装置的有效隔振带宽,使其具有良好的低频隔振能力,而且可以精准调整隔振装置产生的负刚度,从而能准确调整隔振装置的动态刚度,快速准确改变装置的隔振性能。
本实用新型的技术方案是:一种可调式非线性双层隔振装置,它包括:上层非线性级,下层减振器和侧板;
上层非线性级包括:连接板,磁铁支撑台,环形磁铁,线圈磁铁,导杆,螺旋弹簧,卡座,底板;
连接板上设置有用于连接被隔振设备的通孔;
磁铁支撑台为圆柱结构,其一端与连接板底部中心连接,另一端套装环形磁铁,通过磁力固定,环形磁铁充磁方向沿径向;
底板为中间具有凸台的长方形结构,凸台中部具有向上延伸的开口的矩形结构;
线圈磁铁为圆柱结构,其磁极方向沿圆柱轴线,外圆周的凹槽上缠绕线圈,四个线圈磁铁一端分别与底板上矩形结构的四个内侧面相连,轴线水平且N级指向中心;
螺旋弹簧上端卡在导杆上,下端卡在卡座上;四个导杆分别布置在连接板四个角的位置,具体为:导杆的一端与连接板相连,另一端穿过固定在底板上的卡座的中心光孔,且与该中心光孔间隙配合,保证连接板能相对底板沿导杆的轴向运动;
上层非线性级的四周分别通过四块侧板封闭;
四个下层减振器分别设置在上层非线性级底部四个角的位置。本实用新型的工作过程为:首先将被隔离设备的机脚与本实用新型的连接板连接,然后将线圈磁铁上的线圈接通可控电流源。环形磁铁的N级与线圈磁铁的N级距离为d,产生互斥力的竖直分量为f,当环形磁铁偏离线圈磁铁轴线的距离为x时,互斥力竖直分量为:
其中,η0为导磁系数,M1为环形磁铁的磁极强度,M2为4个线圈磁铁的总磁极强度。其中,线圈磁铁的磁极强度M2可通过改变线圈电流I的方向和大小进行调整。由于四个螺旋弹簧提供的正刚度为K,所以非线性级总的线性刚度为:K-3η0M1M2/2πd5,三次非线性刚度为15η0M1M2/4πd7。当调整线圈电流I改变线圈磁铁的磁极强度M2,可使线性刚度K-3η0M1M2/2πd5=0,实现零动态刚度,从而提高了低频区域的隔振性能。设备振动通过上层非线性级之后,再经过下层减振器,高频成分的隔振效果得到进一步提升。而三次非线性刚度能提供高静态刚度,保证装置的静稳性。
有益效果:本实用新型具有低动态刚度、高静态刚度的特点,能在保证隔振装置静稳性的同时,显著提升装置在低频段的隔振效果,采用双层隔振构型,能显著提升装置在高频段的隔振效果。可以通过控制线圈电流大小和方向,精准调整隔振装置产生的负刚度,从而能准确调整隔振装置的动态刚度,快速准确改变装置的隔振性能。本实用新型还具有响应速度快,可靠性好的特点,可使用本实用新型进行有效的振动控制。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图;
图2为本实用新型上层非线性级和下层BE60减振器的连接示意图;
图3为本实用新型短侧板和长侧板的安装示意图;
图4、图5为本实用新型非线性级的结构爆炸图;
图6为拆除连接板后的本实用新型俯视图;
图7为本实用新型工作过程示意图。
具体实施方式
参见附图,一种可调式非线性双层隔振装置,它包括:上层非线性级1,下层减振器2,两块短侧板3,两块长侧板4和螺栓组件5;
上层非线性级1包括:连接板1-1,M16螺母1-2,磁铁支撑台1-3,环形磁铁1-4,线圈磁铁1-5,导杆1-6,螺旋弹簧1-7,卡座1-8,底板1-9;连接板1-1为由两个长方形板正交连接后形成的结构,4个通孔1A分布在其顶部长方形板的四个角上,用于连接被隔振设备,4个用于连接导杆1-6的螺纹孔1B分布在底部长方形板的四个角上,连接板1-1底部中心有螺纹盲孔1G;磁铁支撑台1-3为一个阶梯型圆柱结构,直径较大的部分外圆周攻有螺纹,拧入连接板1-1底部中心的螺纹盲孔1G,并进行防松紧固;环形磁铁1-4为圆环形结构,充磁方向沿径向,其内圈套在磁铁支撑台1-3的直径较小部分,通过磁力固定;线圈磁铁1-5为圆柱结构,其磁极方向沿圆柱轴线,外侧凹槽上缠绕线圈,其一端有小凸台,凸台外圆周攻有螺纹,4个线圈磁铁1-5螺纹端分别拧入底板1-9中部方形盒子的4个侧壁螺纹孔1F内,轴线水平且N级指向中心;螺旋弹簧1-7为普通圆柱螺旋弹簧,两端圈磨平,上端卡在导杆1-6上,下端卡在卡座1-8上;导杆1-6为阶梯轴结构,一端攻有螺纹,另一端为光轴,中部为六边形薄片结构,用于卡住螺旋弹簧1-7的端圈,导杆1-6的螺纹部分拧入连接板1-1上的螺纹孔1B,并通过M16螺母1-2将导杆1-6和连接板1-1紧固;卡座1-8为圆柱结构,中心有贯穿的光孔,外圆周攻有螺纹,上端为六边形薄片结构用于卡住螺旋弹簧1-7的端圈,卡座1-的8螺纹部分拧入底板1-9上的螺纹孔1C,并通过M16螺母1-2紧固;导杆1-6的细杆部分穿过卡座1-8的中心光孔,且与该中心光孔壁存在1mm的间隙,保证连接板1-1能相对底板1-9沿导杆1-6的轴向运动;
底板1-9为一个中间有凸台的长方形结构,四角各有1个通孔1D,用于连接减振器2,凸台边缘沿长边方向开有凹槽,短边方向各有3个螺纹孔1E,用于连接短侧板3,凸台四角上各有1个螺纹孔1C,用于连接卡座1-8,凸台中部有方形盒状结构,该方形盒状结构的四壁上各有1个螺纹孔1F;
下层减振器2为凸台型橡胶减振器,为市购产品;4个下层减振器2分别通过螺栓组件5与上层非线性级1连接;
短侧板3为长方形板结构,底部有3个通孔3A,两侧对称开有槽3B;2块短侧板3分别通过3个螺栓与上层非线性级1连接;
长侧板4为长方形板结构,中间开有长方形窗口4B,两侧有凸台,凸台侧面布置了3个螺纹孔4A;2块长侧板4的长边分别插入底板1-9两边的凹槽,短边则插入短侧板3侧边的槽3B后通过3个螺栓与短侧板3连接;
螺栓组件5由螺栓5-1、弹簧垫圈5-2和平垫圈5-3组成,均为市购标准件。
线圈磁铁1-5由电流源或控制电路供电。
环形磁铁1-4和线圈磁铁1-5为钕铁硼高性能的稀土永磁体或高性能永磁体。
Claims (4)
1.一种可调式非线性双层隔振装置,其特征是:它包括:上层非线性级(1),下层减振器(2)和侧板;
所述上层非线性级(1)包括:连接板(1-1),磁铁支撑台(1-3),环形磁铁(1-4),线圈磁铁(1-5),导杆(1-6),螺旋弹簧(1-7),卡座(1-8),底板(1-9);
所述连接板(1-1)上设置有用于连接被隔振设备的通孔(1A);
所述磁铁支撑台(1-3)为圆柱结构,其一端与所述连接板(1-1)底部中心连接,另一端套装所述环形磁铁(1-4),通过磁力固定,所述环形磁铁(1-4)充磁方向沿径向;
所述底板(1-9)为中间具有凸台的长方形结构,凸台中部具有向上延伸的开口的矩形结构;
所述线圈磁铁(1-5)为圆柱结构,其磁极方向沿圆柱轴线,外圆周的凹槽上缠绕线圈,四个所述线圈磁铁(1-5)一端分别与所述底板(1-9)上矩形结构的四个内侧面相连,轴线水平且N级指向中心;
所述螺旋弹簧(1-7)上端卡在所述导杆(1-6)上,下端卡在所述卡座(1-8)上;四个所述导杆(1-6)分别布置在所述连接板(1-1)四个角的位置,具体为:所述导杆(1-6)的一端与所述连接板(1-1)相连,另一端穿过固定在所述底板(1-9)上的所述卡座(1-8)的中心光孔,且与该中心光孔间隙配合,保证所述连接板(1-1)能相对所述底板(1-9)沿所述导杆(1-6)的轴向运动;
所述上层非线性级(1)的四周分别通过四块侧板封闭;
四个所述下层减振器(2)分别设置在所述上层非线性级(1)底部四个角的位置。
2.根据权利要求1所述的可调式非线性双层隔振装置,其特征是:所述下层减振器(2)为凸台型橡胶减振器。
3.根据权利要求1所述的可调式非线性双层隔振装置,其特征是:所述线圈磁铁(1-5)由电流源或控制电路供电。
4.根据权利要求1或2所述的可调式非线性双层隔振装置,其特征是:所述环形磁铁(1-4)和所述线圈磁铁(1-5)的材料为钕铁硼高性能的稀土永磁体。
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CN201621105412.2U CN206190790U (zh) | 2016-10-08 | 2016-10-08 | 可调式非线性双层隔振装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106286665A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-01-04 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 可调式非线性双层隔振装置 |
CN108662059A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-10-16 | 东北大学 | 一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器 |
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2016
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CN106286665A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-01-04 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 可调式非线性双层隔振装置 |
CN108662059A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-10-16 | 东北大学 | 一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器 |
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