CN209510995U - 一种液弹减振接头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液弹减振接头，属于减振接头设计技术领域。包括：外壳、上安装座、隔板、弹性橡胶及橡胶隔膜及下安装座；外壳为一分体式结构，分为上壳体和下壳体，上壳体及下壳体之间设置有橡胶隔膜；橡胶隔膜将外壳形成的腔体分隔成空气腔和液体腔；隔板设置在液体腔内，上安装座设置在上壳体的开口处，并通过弹性橡胶与上壳体的内壁连接；隔板、上安装座、弹性橡胶及上壳体围成上液腔；橡胶隔膜与隔板之间形成下液腔，下液腔与上液腔通过液体通道连通；液弹减振接头通过上安装座及下安装座与需减振设备连接，流动液体在液体通道流动产生的惯性力与需减振设备的振动载荷相抵消，从而实现特定频率下大幅降低振动和噪声的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于减振接头设计技术领域，具体涉及一种液弹减振接头。
背景技术
机械设备不可避免的存在振动问题，如旋转设备的质量不平衡、外部载荷的冲击、动力系统的脉冲输入、传动系统的齿轮啮合等等，都会产生振动响应。过高的振动会降低结构和电子设备的使用寿命，降低设备的操控和使用精度，影响操纵、乘坐人员的乘坐舒适性等。
降低振动是机械结构设计中必须考虑的重要问题，常用的减振技术有以下几种：
1)消振，就是减小激振力，进而减小由其引起的振动响应。这是治本的方法，但通常很多振源是难以减小到预期水平，这时就需要辅以其它减振措施了。
2)动力吸振，即采用附加子系统改变结构的振动状态，使振动能量从主结构转移到附加子系统上。
3)弹簧隔振，用弹性元件将振源与需减振的结构隔开，以减小结构的振动。弹簧隔振设计的一个重要特点是弹簧必须刚度较低，使外激励频率与隔振后的结构固有频率之比大于，才能有隔振效果，这样就会降低结构静态刚度，对结构位移和稳定性造成影响。
4)阻尼减振，及通过附加系统的阻尼运动消耗振动能量，降低结构振动。目前在机械结构中，经常采用橡胶接头进行减振和隔振，为保证足够连接刚度，避免过大的结构变形，导致其隔振效率和阻尼减振效率很低。
实用新型内容
本实用新型的目的：为了解决上述问题，本实用新型提出了一种液弹减振接头，该接头可同时具备弹簧隔振、阻尼减振和动力反共振吸振的功能，具有结构简单，重量轻，静态刚度大、减振效率高、隔振频带宽。
本实用新型的技术方案：一种液弹减振接头，包括：外壳、上安装座、隔板、弹性橡胶及橡胶隔膜及下安装座；
所述外壳为一分体式结构，分为上壳体和下壳体，上壳体及上壳体之间设置有橡胶隔膜；
所述橡胶隔膜将所述外壳形成的腔体分隔成空气腔和液体腔；
所述隔板设置在所述液体腔内，所述上安装座设置在所述上壳体的开口处，并通过弹性橡胶与所述上壳体的内壁连接；
所述隔板、上安装座、弹性橡胶及上壳体围成上液腔；
所述橡胶隔膜与所述隔板之间形成下液腔，所述下液腔与所述上液腔通过液体通道连通；
所述液弹减振接头通过所述上安装座及下安装座与需减振设备连接，流动液体在所述液体通道流动产生的惯性力与需减振设备的振动载荷相抵消。
优选地，所述上安装座与所述弹性橡胶紧配合安装；
所述上安装座均布设置有多个螺纹安装孔，所述螺纹安装孔与需减振设备通过螺栓连接。
优选地，所述上壳体和下壳体设置有安装法兰，并通过螺栓连接成一体。
优选地，所述橡胶隔膜与所述安装法兰配合安装，并对所述安装法兰连接处进行密封。
优选地，所述下安装座固定在所述下壳体上；
所述液弹减振接头通过所述下安装座与机体连接。
优选地，所述隔板由上下两底板组成，所述上下两底板通过筒体连接，所述筒体作为液体通道分别与所述上液腔和下液腔连通。
优选地，所述上壳体靠近所述上液腔或者下液腔的位置设置有注液孔。
优选地，所述液弹减振接头产生的无阻尼隔振频率满足：
其中，K1-弹性橡胶的动态刚度,K2-空气腔内空气的等效刚度，R1-上液腔截面积/液体通道截面积，R2-下液腔截面积/液体通道截面积，m-液体通道内的流动液体的质量。
本实用新型技术方案的有益效果：本实用新型在特定的频率点或频率范围内，液体在外壳压力作用下，在腔内高速来回流动，从而实现特定频率下大幅降低振动和噪声的目的；
液弹减振接头的另一个特点是更好地利用橡胶层吸收振动，以及更好地利用密封腔内的液体提供阻尼，使共振状态或振动冲击下振动减小。共振峰的频率阻尼值是特定的，液弹减振接头通过改变腔内液体的类型和小孔的形状，来调整阻尼，实现阻尼器功能。
附图说明
图1为本实用新型液弹减振接头的一优选实施例的整体结构示意图；
图2为图1所示实施例的一优选实施例的隔板结构示意图；
其中，1-上壳体，2-上安装座，3-隔板，4-弹性橡胶，5-橡胶隔膜，6- 下安装座，7-空气腔，8-液体腔，9-上液腔，10-下液腔，11-下壳体，12-液体通道,31-上底板，32-下底板，33-筒体。
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1和图2所示，一种液弹减振接头，包括：外壳、上安装座2、隔板 3、弹性橡胶4及橡胶隔膜5及下安装座6；
外壳为一分体式结构，分为上壳体1和下壳体11，上壳体1及下壳体11 之间设置有橡胶隔膜5；
橡胶隔膜5将外壳形成的腔体分隔成空气腔7和液体腔8，预留的空气腔 7作为液体腔减振变形时的体积补偿。
隔板3设置在液体腔8内，上安装座2设置在上壳体1的开口处，并通过弹性橡胶4与上壳体1的内壁连接；
隔板3、上安装座2、弹性橡胶4及上壳体1围成上液腔9；
橡胶隔膜5与隔板3之间形成下液腔10，下液腔10与上液腔9通过液体通道12连通；
液弹减振接头通过上安装座2及下安装座6与需减振设备连接，流动液体在液体通道12流动产生的惯性力与需减振设备的振动载荷相抵消。
本实施例中，上安装座2与弹性橡胶4紧配合安装；上安装座2均布设置有多个螺纹安装孔，螺纹安装孔与需减振设备通过螺栓连接。
本实施例中，上壳体1和下壳体11设置有安装法兰，并通过螺栓连接成一体。
可以理解的是：橡胶隔膜5与安装法兰配合安装，并对安装法兰连接处进行密封。
本实施例中，下安装座6固定在下壳体11上，液弹减振接头通过下安装座6与机体连接。
本实施例中，隔板3由上底板31及下底板32组成，上底板31及下底板 32通过筒体33连接，筒体33设置有中心通孔作为液体通道12，液体通道12 分别与上液腔9和下液腔10连通，液体通过筒体33的中心孔在上液腔9和下液腔10的腔体内流动。
本实施例中，上壳体1靠近所述上液腔9或者下液腔10的位置设置有注液孔。
上液腔9的顶部面积为AU,下液腔10的底部面积为Ad液体通道12的截面面积为A0室顶部橡胶弹簧的动态刚度为K1室底部的空气等效刚度为K2，惯性通道中的液体质量为m，外壳的质量为M2，需减振的机械设备的质量为M1。
在垂向力fw的作用下，上端设备M1的位移为x1，外壳M2的位移为x2。惯性通道内液体移动的位移为x0，下腔液体相对于外壳移动的位移为xd。规定向上为正。下液腔10底部所受液体的压力记为fd，下腔的压强记为pd，上液腔9顶部所受液体的压力记为fu，上液腔9的压强记为pu，液体的压力方向与它作用面的法向同向，故压强为标量，没有方向，压强的正负表示相对于原平衡位置时压强的增大或减小。
由流体的连续性方程：
A0x0＝Au(x1-x2)＝Adxd (1)
假设
对于下液腔底部平衡方程为：
则下腔的压强为：
惯性液体受到的压力为：
f0＝N0A0(-pu+pd) (6)
液体在惯性通道中流动时，将受到由于流体的粘性产生的粘性阻尼力以及通道扩张和收缩产生局部损失阻尼力。设阻尼系数为c，橡胶的损耗系数为η。
1)对惯性通道内的流体m平衡方程为：
2)对上端设备质量M1平衡方程为：
3)对外壳M2平衡方程为：
将式(3)带入(7)中，平衡方程可简化为：
结合公式(2)、(3)、(5)式，消去x0这一自由度，得到整个系统的力学方程，矩阵形式如下：
求解上述方程，即可得到系统的无阻尼隔振频率：
其中，K1-弹性橡胶的动态刚度,K2-空气腔内空气的等效刚度，R1-上液腔截面积/液体通道截面积，R2-下液腔截面积/液体通道截面积，m-液体通道内的流动液体的质量。
由此可以看出，通过调整液体通道的直径和长度，即可调整液-弹减振接头的吸振频率，从而在某个特定的频率范围内，极大的降低振动传递率。
本实用新型液弹减振接头可根据激励频率和激励幅值，实现三大功能：第一，弹簧功能，提供基础刚度，同时起到弹簧隔振作用；第二，阻尼器功能，提供阻尼降低结构振动；第三，可调动力反共振吸振功能，在特定频率下大幅降低振动传递率。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种液弹减振接头，其特征在于，包括：外壳、上安装座(2)、隔板(3)、弹性橡胶(4)及橡胶隔膜(5)及下安装座(6)；
所述外壳为一分体式结构，分为上壳体(1)和下壳体(11)，上壳体(1)及下壳体(11)之间设置有橡胶隔膜(5)；
所述橡胶隔膜(5)将所述外壳形成的腔体分隔成空气腔(7)和液体腔(8)；
所述隔板(3)设置在所述液体腔(8)内，所述上安装座(2)设置在所述上壳体(1)的开口处，并通过弹性橡胶(4)与所述上壳体(1)的内壁连接；
所述隔板(3)、上安装座(2)、弹性橡胶(4)及上壳体(1)围成上液腔(9)；
所述橡胶隔膜(5)与所述隔板(3)之间形成下液腔(10)，所述下液腔(10)与所述上液腔(9)通过液体通道(12)连通；
所述液弹减振接头通过所述上安装座(2)及下安装座(6)与需减振设备连接，流动液体在所述液体通道(12)流动产生的惯性力与需减振设备的振动载荷相抵消。
2.根据权利要求1所述的液弹减振接头，其特征在于：所述上安装座(2)与所述弹性橡胶(4)紧配合安装；
所述上安装座(2)均布设置有多个螺纹安装孔，所述螺纹安装孔与需减振设备通过螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的液弹减振接头，其特征在于：所述上壳体(1)和下壳体(11)设置有安装法兰，并通过螺栓连接成一体。
4.根据权利要求3所述的液弹减振接头，其特征在于：所述橡胶隔膜(5)与所述安装法兰配合安装，并对所述安装法兰连接处进行密封。
5.根据权利要求1所述的液弹减振接头，其特征在于：所述下安装座(6)固定在所述下壳体(11)上；
所述液弹减振接头通过所述下安装座(6)与机体连接。
6.根据权利要求1所述的液弹减振接头，其特征在于：所述隔板(3)由上底板(31)及下底板(32)组成，所述上底板(31)及下底板(32)通过筒体(33)连接，所述筒体(33)设置有中心通孔作为液体通道(12)，所述液体通道(12)分别与所述上液腔和下液腔连通。
7.根据权利要求1所述的液弹减振接头，其特征在于：所述上壳体(1)靠近所述上液腔(9)或者下液腔(10)的位置设置有注液孔。
8.根据权利要求1所述的液弹减振接头，其特征在于：所述液弹减振接头产生的无阻尼隔振频率满足：
其中，K1-弹性橡胶的动态刚度,K2-空气腔内空气的等效刚度，R1-上液腔截面积/液体通道截面积，R2-下液腔截面积/液体通道截面积，m-液体通道内的流动液体的质量。
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| CN201821819985.0U CN209510995U (zh) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 一种液弹减振接头 |
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| GR01 | Patent grant |