CN215370730U

CN215370730U - 一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器

Info

Publication number: CN215370730U
Application number: CN202121845176.9U
Authority: CN
Inventors: 马西阳; 杜宪峰; 靳继港; 律茵
Original assignee: Yantai University
Current assignee: Yantai University
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2021-12-31
Anticipated expiration: 2031-08-09

Abstract

本实用新型公开了一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，包括：多个导向柱；底板，其通过第一通孔套设在导向柱上；盖板，其通过第二通孔套设在导向柱上，并且能够沿导向柱移动；第一橡胶阻尼柱，其两端分别与底板和盖板固定连接；第一碟簧组，其由多个第一碟簧串联组成，第一碟簧组套设在第一橡胶阻尼柱上，并且第一碟簧组的大口径端抵靠在底板上；第二碟簧组，其由多个第二碟簧串联组成，第二碟簧组套设在第一橡胶阻尼柱上，并且第二碟簧组的大口径端抵靠在盖板上，小口径端抵靠在第一碟簧组的小口径端上；多个第二橡胶阻尼柱，其围绕第一橡胶阻尼柱设置，两端分别与底板和盖板固定连接；多个直弹簧，其一一对应的套设在第二橡胶阻尼柱上。

Description

一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器

技术领域

本实用新型属于减振装置技术领域，特别涉及一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器。

背景技术

减振器主要用于安装在有振动的设备底部，降低或消除设备的振动噪声。在汽车中主要是是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。

现有的减振器主要。其存在的问题和缺陷主要有：

1)传统减振装置采用正刚度弹簧减振，隔振频带范围窄。

2)传统减振装置不能根据需要调节弹簧的预压缩量，且无限位装置。

3)橡胶减振装置适用的工况温度范围狭窄，橡胶易与臭氧、光等发生化学反应而产生老化，且耐油、耐水和耐酸碱性均较差，从而导致减振器使用性能受到影响，且使用寿命较短，不能充分发挥作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其采用大阻尼橡胶减振元件和正负刚度弹簧的组合结构，能够使减振器的隔振频带加宽。

本实用新型提供的技术方案为：

一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，包括：

多个导向柱；

底板，其开设有多个第一通孔，所述第一通孔与所述导向柱一一对应设置；所述底板通过所述第一通孔套设在所述导向柱上；

其中，所述导向柱的下端安装有第一限位螺母，用于限定所述底板的位置；

盖板，其开设有多个第二通孔，所述第二通孔与所述导向柱一一对应设置；所述盖板通过所述第二通孔套设在所述导向柱上，并且能够沿所述导向柱移动；

其中，所述导向柱的上端安装有第二限位螺母，用于限定所述盖板的位置；

第一橡胶阻尼柱，其设置在所述底板和所述盖板之间，所述第一橡胶阻尼柱的两端分别与所述底板和所述盖板固定连接；

第一碟簧组，其由多个第一碟簧串联组成，所述第一碟簧组套设在所述第一橡胶阻尼柱上，并且所述第一碟簧组的大口径端抵靠在所述底板上；

第二碟簧组，其由多个第二碟簧串联组成，所述第二碟簧组套设在所述第一橡胶阻尼柱上，并且所述第二碟簧组的大口径端抵靠在所述盖板上，小口径端抵靠在所述第一碟簧组的小口径端上；

多个第二橡胶阻尼柱，其围绕所述第一橡胶阻尼柱设置，所述第二橡胶阻尼柱的两端分别与所述底板和所述盖板固定连接；

多个直弹簧，其与所述第二橡胶阻尼柱一一对应设置，所述直弹簧套设在所述第二橡胶阻尼柱上。

优选的是，所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，还包括：

第一筒体，其下端固定连接在所述底板上，所述第一筒体套设在所述第一碟簧组上；以及

第二筒体，其上端固定连接在所述盖板上，所述第二筒体套设在所述第二碟簧组上；

其中，所述第二筒体的下端套设在所述第一筒体上，并且能够沿所述第一筒体的轴向移动。

优选的是，所述第一橡胶阻尼柱包括：

第一外壳，其为中空的圆柱形筒体，所述第一外壳的上端具有开口；所述第一外壳的底部与所述底板固定连接；

第一橡胶体，其填充在所述第一外壳内；

第一端盖，其连接在所述第一外壳的上端；以及

第一支撑杆，其下端嵌入式固定设置在所述第一橡胶体内，上端穿过所述第一端盖与所述盖板固定连接。

优选的是，所述第一支撑杆与所述第一端盖的连接处设置有第一密封橡胶垫。

优选的是，所述第二橡胶阻尼柱包括：

第二外壳，其为中空的圆柱形筒体，所述第二外壳的上端具有开口；所述第二外壳的底部与所述底板固定连接；

第二橡胶体，其填充在所述第二外壳内；

第二端盖，其连接在所述第二外壳的上端；以及

第二支撑杆，其下端嵌入式固定设置在所述第二橡胶体内，上端穿过所述第二端盖与所述盖板固定连接。

优选的是，所述第二支撑杆与所述第二端盖的连接处设置有第二密封橡胶垫。

优选的是，所述多个第二橡胶阻尼柱围绕所述第一橡胶阻尼柱的周向均匀布置。

优选的是，所述第二通孔内设置有直线轴承，所述直线轴承与所述导向柱相匹配。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用大阻尼橡胶减振元件和正负刚度弹簧的组合构成了一体化减振器，形成了正负刚度串并联共用的新型结构，由于负刚度的引入，系统动态总刚度与原结构相比有所降低，固有频率减小，因此工作时的隔振频带加宽。

(2)本实用新型提供的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，将橡胶减振元件布置在密闭的筒状装置里面，通过支撑杆与端盖连接处采用密封橡胶垫进行密封，能够避免高低温、高盐度、高湿度等工作环境对橡胶减振元件的影响。

(3)本实用新型提供的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，橡胶缓冲阻尼元件具有限位作用，能吸收拉伸或压缩产生的振动能量；能够通过改变底板和盖板之间的距离调节橡胶元件的相对密度，从而改变橡胶元件的耗能系数，而使减振器的阻尼在一定范围内以满足实际工况的需要。

附图说明

图1为本实用新型所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器的总体结构示意图。

图2为本实用新型所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器的主视图。

图3为图2中的A-A剖面示意图。

图4为图2中的B-B剖面示意图。

图5为本实用新型所述的直线轴承示意图。

图6为本实用新型所述的第一密封橡胶垫的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～6所示，本实用新型提供了一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其主要包括：盖板1，底板2，直弹簧3，第一碟簧4a，第二碟簧4b，导向柱5，第一外壳6，第一橡胶体7，第一支撑杆8；第一限位螺母9；第二限位螺母10，直线轴承11，第一端盖12，第一密封橡胶垫13，第二外壳14，第二橡胶体15，第二支撑杆16，第二端盖17以及第二密封橡胶垫18。

多个导向柱5沿竖直方向间隔设置。底板2水平设置，底板2上开设有多个第一通孔，所述第一通孔与导向柱5一一对应设置；底板2通过所述第一通孔套设在导向柱5上。导向柱5的下端设置有外螺纹，并且通过外螺纹连接第一限位螺母9，用于限定底板2的位置。其中，底板2的底部设置有容纳凹槽，用于容纳第一限位螺母9。

盖板1水平设置在底板2的上方，盖板1上开设有多个第二通孔，所述第二通孔与导向柱5一一对应设置；盖板1通过所述第二通孔套设在导向柱5上，并且盖板1能够沿导向柱5移动。导向柱5的上端设置有外螺纹，并通过所述外螺纹连接第二限位螺母10，用于限定盖板1的位置。其中，盖板1的底部设置有容纳凹槽，用于容纳第二限位螺母10。

作为优选，在所述第二通孔内设置有直线轴承11，直线轴承11与导向柱5相匹配。

如图3所示，第一橡胶阻尼柱设置在底板2和盖板1之间，所述第一橡胶阻尼柱的两端分别与底板2和盖板1固定连接。在本实施例中，所述第一橡胶阻尼柱包括：第一外壳6，其为中空的圆柱形筒体，第一外壳6的上端具有开口；第一外壳6的底部通过螺栓6a与底板2固定连接；第一橡胶体7，其填充在第一外壳6内；第一端盖12，其通过螺纹匹配连接在第一外壳6的上端；以及第一支撑杆8，其下端嵌入式固定设置在第一橡胶体7内，上端穿过第一端盖12后通过螺纹与盖板2固定连接。

作为进一步的优选，在第一支撑杆8与第一端盖8的连接处设置有第一密封橡胶垫13。

第一碟簧组由多个第一碟簧4a串联组成，所述第一碟簧组套设在所述第一橡胶阻尼柱的第一外壳6上，并且所述第一碟簧组的大口径端抵靠在所述底板2上。第二碟簧组由多个第二碟簧4b串联组成，所述第二碟簧组套设在所述第一橡胶阻尼柱的第一外壳6上，并且所述第二碟簧组的大口径端抵靠在盖板1上，小口径端抵靠在所述第一碟簧组的小口径端上。

多个第二橡胶阻尼柱围绕所述第一橡胶阻尼柱的周向均匀设置，所述第二橡胶阻尼柱的两端分别与底板2和盖板1固定连接。在本实施例中，底板2和顶板1均为矩形，所述第二橡胶阻尼柱为四个，分别靠近底板2的四个顶角设置。相对应的，导向柱5为四个，并且每个导向柱5位于相邻的两个所述第二橡胶阻尼柱之间。所述第二橡胶阻尼柱包括：第二外壳14，其为中空的圆柱形筒体，第二外壳14的上端具有开口；第二外壳14的底部通过螺栓14a与底板2固定连接；第二橡胶体15，其填充在第二外壳14内；第二端盖17，其通过螺纹匹配连接在所述第二外壳的上端；以及第二支撑杆16，其下端嵌入式固定设置在第二橡胶体15内，上端穿过第二端盖17后通过螺纹与盖板1固定连接。

作为进一步的优选，第二支撑杆16与第二端盖17的连接处设置有第二密封橡胶垫18。

其中，所述第一橡胶阻尼柱安装方式为：通过螺栓6a将第一外壳6与底板2相固定，然后在第一外壳6内部填充第一橡胶体7，布置第一支撑杆8，在第一支撑杆8上方继续填充第一橡胶体7，在第一支撑杆8的上安装密封橡胶垫18后，通过螺纹连接将第一端盖12与连接在第一外壳6上端，最后将第一支撑杆8与盖板1通过螺纹连接相固定。第二阻尼橡胶柱的安装方式与第一阻尼橡胶柱的安装方式相同。

多个直弹簧3与所述第二橡胶阻尼柱一一对应设置，直弹簧3套设在所述第二橡胶阻尼柱上；并且直弹簧3的两端分别抵靠在盖板1和底板2上。其中，盖板1的下侧固定设置有上弹簧导向筒1a，底板2的上侧固定安装有下弹簧导向筒2a；弹簧的上端容纳于上弹簧导向筒1a中，下端容纳于下弹簧导向筒2a中。

所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器还包括：第一筒体2b和第二筒体1b；第一筒体2b的下端固定连接在底板2上侧，第一筒体2b套设在所述第一碟簧组上；第二筒体1b上端固定连接在盖板1下侧，第二筒体1b套设在所述第二碟簧组上；其中，第二筒体1b的下端套设在第一筒体2b上，并且能够沿第一筒体2b的轴向移动。两个碟簧组封闭在第一筒体2b和第二筒体1b组成的壳体中；同时，第一筒体2b和第二筒体1b能够对两个碟簧组的运动起到导向作用。

外围的多个直弹簧3组成正刚度结构，位于中心的两组互相串联的碟簧(所述第一碟簧组和所述第二碟簧组)并联组成负刚度结构，这种组合方式使得碟簧具有较高的弹性范围。正刚度弹簧结构能够保证系统的支撑能力和稳定性，由于负刚度的引入，使得系统动态总刚度与原结构相比有所降低，固有频率减小，因此减振器工作时的隔振频带加宽。正负刚度并联结构应用于隔振系统可以有效提高系统对振动尤其是低频振动的隔离性能。

第一橡胶阻尼柱和多个第二橡胶阻尼柱组合形成的阻尼缓冲装置，不仅可以将压缩产生的振动吸收，也可以将拉伸产生的振动吸收，而且可以通过橡胶阻尼柱的外壳起到限位作用。在实际使用过程中可以根据需要调节第二限位螺母10的位置，改变盖板2与底板1之间的初始(未使用状态)距离，从而改变弹簧的预压缩量，以及实现对第一橡胶体7和第二橡胶体14的相对密度的调节，进而改变橡胶元件的耗能系数，而使减振器的阻尼在一定范围内以满足实际工况的需要。

此外，将第一橡胶体7和第二橡胶体14分别布置在密闭的筒状装置里面，并且在支撑杆与端盖连接处通过密封橡胶垫进行密封，避免将橡胶元件暴露于外部环境中，克服了高低温、高盐度、高湿度等工作环境对于橡胶元件性能的不利影响，拓展了减振器的使用范围。本实用新型提供的减振器既适用于传统的汽车、机械等领域，又能广泛应用于航空航天、航海化工、核能等工作环境恶劣的高新领域。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，包括：

多个导向柱；

2.根据权利要求1所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，所述第一橡胶阻尼柱包括：

第一橡胶体，其填充在所述第一外壳内；

第一端盖，其连接在所述第一外壳的上端；以及

4.根据权利要求3所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，所述第一支撑杆与所述第一端盖的连接处设置有第一密封橡胶垫。

5.根据权利要求3或4所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，所述第二橡胶阻尼柱包括：

第二橡胶体，其填充在所述第二外壳内；

第二端盖，其连接在所述第二外壳的上端；以及

6.根据权利要求5所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，所述第二支撑杆与所述第二端盖的连接处设置有第二密封橡胶垫。

7.根据权利要求6所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，所述多个第二橡胶阻尼柱围绕所述第一橡胶阻尼柱的周向均匀布置。

8.根据权利要求7所述的兼具正负刚度与阻尼耗能的新型减振器，其特征在于，所述第二通孔内设置有直线轴承，所述直线轴承与所述导向柱相匹配。