CN220101910U - 减振脚垫及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了减振脚垫及压缩机，包括具有弹性的主支撑体，所述主支撑体包括用于分别支撑相对两侧物体的第一支撑端与第二支撑端，所述第一支撑端与所述第二支撑端之间支撑有负泊松比结构减振体，所述第一支撑端与所述第二支撑端使得所述负泊松比结构减振体与两侧的被支撑物体弹性隔离。本实用新型通过在脚垫上设置具有负泊松比的结构体，使得脚垫既能满足压缩机在长期运行时对减振降噪的需求，又能保证运输过程中的压缩机不会出现较大的晃动，避免压缩机免受损。

Description

减振脚垫及压缩机

技术领域

本实用新型涉及减振技术领域，特别涉及减振脚垫及压缩机。

背景技术

压缩机减振脚垫在空调系统中起到减小振动噪声的作用，主要通过两方面发挥作用：一是减弱压缩机本身的振动，二是减少振动传递到底盘上。目前的设计通常采用圆柱形橡胶减振脚垫来控制振动，主要用于隔离压缩机在竖直方向上的振动。然而，这种脚垫在空调包装运输时对压缩机的晃动约束作用不足。

实际上，空调系统在长期运行和包装运输两种工况下对减振脚垫的要求是相矛盾的。长期运行要求脚垫具有较小的刚度和良好的隔振性能，而包装运输则要求脚垫具有较大的刚度，以防止压缩机在运输过程中晃动过大导致损坏。这导致在设计时往往难以权衡这两个需求。例如，商用大型空调系统中，常常在压缩机脚垫与底盘之间增加压块来解决运输过程中压缩机晃动导致管路破裂的问题。然而，这些压块必须在安装后拆除，否则会对压缩机的长期运行产生不利影响。

因此，需要提出一种新型的压缩机减振脚垫，能够兼顾空调系统长期运行和包装运输两种工况的需求。

实用新型内容

为解决压缩机运输及使用时对减振性能需求的矛盾，本实用新型提出减振脚垫，通过在脚垫上设置具有负泊松比的结构体，使得脚垫既能满足压缩机在长期运行时对减振降噪的需求，又能保证运输过程中的压缩机不会出现较大的晃动，避免压缩机免受损。

本实用新型采用的技术方案是，设计减振脚垫，包括具有弹性的主支撑体，所述主支撑体包括用于分别支撑相对两侧物体的第一支撑端与第二支撑端，所述第一支撑端与所述第二支撑端之间支撑有负泊松比结构减振体，所述第一支撑端与所述第二支撑端使得所述负泊松比结构减振体与两侧的被支撑物体弹性隔离。

在某些实施方式中，所述负泊松比结构减振体为套在所述主支撑体上的套筒，所述套筒的筒壁具有负泊松比减振结构。

在某些实施方式中，所述负泊松比减振结构为分布在所述筒壁上的内凹六边形通孔，所述内凹六边形的长边L1与短边L2的比值范围为[1.8,2.2]，所述内凹六边形的内角θ的取值范围为[40°,70°]。

在某些实施方式中，在所述筒壁轴向上相邻的所述内凹六边形通孔左右对齐排列，在所述筒壁周向上相邻的所述内凹六边形通孔上下交错排列。

在某些实施方式中，所述主支撑体为弹性圆柱体，所述套筒套在所述圆柱体上，所述弹性圆柱体两端具有卡止所述套筒端部的径向突出部。

在某些实施方式中，所述弹性圆柱体中部具有连通两端的通孔。

在某些实施方式中，所述弹性圆柱体为橡胶材质，所述套筒为金属材质，所述弹性圆柱体与所述套筒通过橡胶硫化紧固在一起。

在某些实施方式中，所述套筒的筒壁与所述通孔的孔壁的厚度之比不大于1/2，所述套筒的轴向长度与所述通孔的轴向长度之比不小于1/2。

压缩机，包括上述的减振脚垫。

在某些实施方式中，所述压缩机底部具有向外延出的支撑钣金，所述支撑钣金上设置有安装孔，所述主支撑体的一端具有可插入所述安装孔的卡头，所述卡头顶部具有卡止所述安装孔的翻边。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出的减振脚垫由位于内部的弹性的主支撑体作为减振基体结构，主支撑体外套有负泊松比结构作为增强结构，两者复合形成复合的支撑结构，发挥各自的结构支撑特点，弹性的主支撑体具有较好的弹性变形能力，能够有效减小压缩机工作时的高频震动，满足长期运行要求脚垫具有较小的刚度和良好的隔振性能的需求。而负泊松比结构减振体具有足够的抗侧移刚度，在大变形下，由于负泊松比结构的耗能约束层优良的变形性能，能够耗散更多能量，以保护承载结构正常工作，保证脚垫的支撑强度，避免发生较大的变形，所以该复合结构脚垫能够兼顾压缩机长期运行工况和包装运输工况对脚垫的要求，在保证长期运行时减振功能的基础上，能够提高抵抗运输时压缩机的倾覆和扭转能力，提高空调室外机包装运输可靠性。

附图说明

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细的说明，为了展示细节，便于理解其原理，其不一定是按比例绘制的，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的实施例。其中：

图1是安装有减振脚垫的压缩机示意图。

图2是减振脚垫的前视示意图。

图3是图2的A-A截面的示意图。

图4是图2的俯视示意图。

图5是图4的B-B截面示意图。

图6是减振脚垫的分解示意图。

图7是内凹六边形通孔的示意图。

图8是减振脚垫的A-A截面的半径参数位置的示意图。

图9是减振脚垫的B-B截面的高度参数位置的示意图。

图中，1、主支撑体；11、第一支撑端；12、第二支撑端；13、卡头；14、安装孔翻边；2、负泊松比结构减振体；21、内凹六边形通孔；3、上下通孔；3、上下通孔；4、压缩机；5、支撑钣金。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例，以下实施方式并不限制权利要求书所涉及的实用新型。此外，实施方式中说明的特征的所有组合未必是实用新型的解决方案所必须的。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

实施例

减振脚垫是一种用于减少振动和吸收冲击的装置，常用于工业设备、机械设备、建筑结构和家具等领域。它们被设计用来减少或消除由于振动、震动或冲击引起的结构噪音、磨损和损坏。

压缩机减振脚垫在空调系统中起到减小振动噪声的作用，主要通过两方面发挥作用：一是减弱压缩机本身的振动，二是减少振动传递到底盘上。目前的设计通常采用圆柱形橡胶减振脚垫来控制振动，主要用于隔离压缩机在竖直方向上的振动。然而，这种脚垫在空调包装运输时对压缩机的晃动约束作用不足。

实际上，空调系统在长期运行和包装运输两种工况下对减振脚垫的要求是相矛盾的。长期运行要求脚垫具有较小的刚度和良好的隔振性能，而包装运输则要求脚垫具有较大的刚度，以防止压缩机在运输过程中晃动过大导致损坏。这导致在设计时往往难以权衡这两个需求。例如，商用大型空调系统中，常常在压缩机脚垫与底盘之间增加压块来解决运输过程中压缩机晃动导致管路破裂的问题。然而，这些压块必须在安装后拆除，否则会对压缩机的长期运行产生不利影响。

因此，如图1、2、3、4、5、6所示，提出一种新型的减振脚垫，减振脚垫包括具有弹性的主支撑体11，所述主支撑体1包括用于分别支撑相对两侧物体的第一支撑端11与第二支撑端12，所述第一支撑端与所述第二支撑端之间支撑有负泊松比结构减振体2。

当泊松比材料在受到压缩时，它会呈现出一定的变形行为和应力分布。泊松比是描述材料在受力作用下在横向收缩与纵向伸长之间的关系的参数。

对于正常的材料，当受到压缩力时，材料会在压缩方向上发生纵向缩短，并在横向方向上产生一定的膨胀。这是因为材料受到压缩力后，内部的原子或分子会更加密集地排列在一起，导致材料在纵向上发生缩短。同时，由于横向受阻，材料在横向方向上产生一定的膨胀。

然而，对于某些特殊的材料，例如负泊松比材料，它们在受到压缩力时会呈现出相反的行为。负泊松比材料在压缩时会在纵向上发生膨胀，同时在横向方向上产生收缩。这是因为负泊松比材料具有一种特殊的结构或材料特性，使得其在受到压缩力时出现与正常材料相反的形变行为。

负泊松比材料的这种特殊的压缩行为使其在一些应用中具有独特的优势，例如在减振、振动控制和能量吸收等方面。它们能够通过其特殊的形变特性来提供更好的减振效果和结构稳定性，因此在相关领域中受到关注和应用。

弹性的主支撑体1作为基体结构，所述第一支撑端与所述第二支撑端之间支撑的负泊松比结构作为增强结构，两者复合形成复合的支撑结构，发挥各自的结构支撑特点，弹性的主支撑体1具有较好的弹性变形能力，能够有效减小压缩机4工作时的高频震动，满足长期运行要求脚垫具有较小的刚度和良好的隔振性能的需求。而负泊松比结构减振体2具有足够的抗侧移刚度，在大变形下，由于负泊松比结构的耗能约束层优良的变形性能，能够耗散更多能量，以保护承载结构正常工作，能够兼顾压缩机4长期运行工况和包装运输工况对脚垫的要求，在保证长期运行时减振功能的基础上，能够提高抵抗运输时压缩机4的倾覆和扭转能力，提高空调室外机包装运输可靠性。

所述第一支撑端与所述第二支撑端使得所述负泊松比结构减振体2与两侧的被支撑物体弹性隔离，避免作为增强结构的负泊松比结构减振体2和压缩机4安装脚或支撑地面的直接接触，而额外引入其他振动噪声的问题。

所述负泊松比结构减振体2为套在所述主支撑体1上的套筒，所述套筒的筒壁具有负泊松比减振结构，所述套筒同轴的套在所述圆柱体上，所述弹性圆柱体两端具有卡止所述套筒端部的径向突出部。弹性圆柱体便于与套筒形的负泊松比结构减振体2结合形成复合支撑体。所述套筒端部的径向突出部可有效的固定所述负泊松比结构减振体2，结构简单，固定牢固。

所述弹性圆柱体中部具有连通两端的上下通孔3，即所述主支撑体1为管体结构，管体结构可以增加弹性变形能力，提高抗震性能，同时可以节约材料，减小成本，减小质量，便于运输。所述通孔也可以供压缩机4安装螺柱穿入，从而通过安装螺柱将所述弹性圆柱体连接到所述压缩机4上。

所述弹性圆柱体为橡胶材质，例如材质为三元乙丙橡胶、天然橡胶或丁腈橡，所述套筒为金属材质，例如材质为钢或者其他具有类似特性硬质材料，所述弹性圆柱体与所述套筒通过橡胶硫化紧固在一起。橡胶硫化固定连接是一种常用的方法，用于将橡胶部件固定到金属或其他材料上，以实现牢固的连接。该过程涉及将橡胶与金属或其他材料进行硫化反应，从而形成强大的化学键和物理连接。橡胶硫化固定连接具有许多优点，包括良好的强度、耐腐蚀性、抗老化性和较高的可靠性。

所述负泊松比结构减振体2为套在所述主支撑体1上的套筒，所述套筒的筒壁具有负泊松比减振结构，从而使得所述套筒具有负泊松比的结构性能。套筒形负泊松比结构减振体2的几何形态为圆筒状，可以通过改变套筒的厚度和尺寸来调节其减振性能。通常采用内凹或外凸的结构形态，以增强负泊松比效应并提高减振性能。当套筒形负泊松比结构减振体2受到振动或冲击力时，材料的负泊松比特性会使其在受力方向上扩张，吸收和耗散能量。这种能量吸收作用可以减少结构的振动幅度和响应，提高结构的稳定性和抗震性能。

所述负泊松比减振结构为分布在所述筒壁上的内凹六边形通孔21，即二维内凹六边形阵列负泊松比结构，二维内凹六边形阵列负泊松比结构是一种特殊设计的二维结构，其几何形态由内凹的六边形阵列单元构成，具有负泊松比的特性。

该结构由一系列内凹的六边形阵列单元组成。每个单元具有六个边和六个顶点，形成类似阵列的结构。这些六边形阵列单元之间通过连接方式进行连接。

内凹六边形阵列负泊松比结构的设计原理类似于其他负泊松比结构。在受力加载时，内凹六边形阵列单元的形变特性使结构在加载方向上产生结构增强效应，与传统材料的正泊松比相反。这种负泊松比效应可以应用于减振、振动控制和能量吸收等领域，提供特殊的功能和性能。

在所述筒壁轴向上相邻的所述内凹六边形通孔21左右对齐排列，在所述筒壁周向上相邻的所述内凹六边形通孔21上下交错排列，所述内凹六边形通孔21之间具有一定的间距，如此交错排列可以提供整体的减振性能又使得结构具有一定的抗屈曲强度。内凹六边形在轴向方向的个数不少于三个。

内凹六边形通孔21以一定的排列方式组成阵列，通常为二维平面或三维空间的规则或非规则排列。阵列的排列方式可以影响结构的力学性能，如强度、刚度和吸能能力等。多个内凹六边形负泊松比单元按照一定的排列方式组成。这种结构阵列可以通过控制单元之间的相互作用来实现特定的力学性能，如负泊松比、吸能和减振等。

套筒形的所述负泊松比结构减振体2及圆柱形的所述主支撑体1的尺寸设计很重要，即增强结构和基体结构的厚度设计很重要，需综合考虑脚垫整体的减振吸能特性和抵抗包装运输的性能，两者材料设置和几何尺寸均对其有影响。

如图7、8、9所示，所述套筒的筒壁与所述通孔的孔壁的厚度之比不大于1/2，所述套筒的轴向长度与所述通孔的轴向长度之比不小于1/2，具体说明如下：

R1为所述主支撑体内通孔的半径，R2为圆柱形的所述主支撑体的半径，R3为套筒形的所述负泊松比结构减振体的半径，三者者的厚度比T公式如下：

需满足的条件为：

R3-R2≥2mm

T≤1/2

套筒形的所述负泊松比结构减振体及圆柱形的所述主支撑体在轴向的尺寸如图所示，设计要求如下：所述主支撑体总高为H，h3为套筒形的所述负泊松比结构减振体的高度，满足h3/H≥1/2，即增强结构在总高的占比不少于一半，从而保证所述负泊松比结构减振体作为增强结构的作用，又不影响所述主支撑体的弹性减振作用。

所述内凹六边形的长边L1与短边L2的比值范围为[1.8,2.2]，所述内凹六边形的内角θ的取值范围为[40°,70°]，复合该结构参数的所述内凹六边形通孔具有交好的减振性能即结构稳定性。

所述压缩机4底部具有向外延出的支撑钣金5，所述支撑钣金上设置有安装孔，所述主支撑体的一端具有与可插入所述安装孔的卡头13，所述卡头顶部具有卡止所述安装孔翻边14，从而有利于所述主支撑体与所述支撑钣金的方便牢固的连接。

所述通孔也可以供压缩机安装螺柱穿入，从而通过安装螺柱将所述弹性圆柱体连接到所述压缩机上。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。说明书及附图中所示的装置及方法中的动作、步骤等执行顺序，只要没有特别明示顺序的限定，只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以任意顺序实现。为描述方便起见而使用的类似次序性的用语(例如，“首先”、“接着”、“其次”、“再次”、“然后”等)，并不意味着必须依照这样的顺序实施。

本领域的普通技术人员应理解，所有的定向参考(例如，上方、下方、向上、上、向下、下、顶部、底部、左、右、垂直、水平等)描述性地用于附图以有助于读者理解，且不表示(例如，对位置、方位或用途等)对由所附权利要求书限定的本实用新型的范围的限制，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

另外，一些模糊性的术语(例如，基本上、一定的、大体上等)可以是指条件、量、值或尺寸等的轻微不精确或轻微偏差，其中的一些在制造偏差或容限范围内。需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本文中所描述的具体实施例，仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例，做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.减振脚垫，包括具有弹性的主支撑体，所述主支撑体包括用于分别支撑相对两侧物体的第一支撑端与第二支撑端，其特征在于，所述第一支撑端与所述第二支撑端之间支撑有负泊松比结构减振体，所述第一支撑端与所述第二支撑端使得所述负泊松比结构减振体与两侧的被支撑物体弹性隔离。

2.根据权利要求1所述的减振脚垫，其特征在于，所述负泊松比结构减振体为套在所述主支撑体上的套筒，所述套筒的筒壁具有负泊松比减振结构。

3.根据权利要求2所述的减振脚垫，其特征在于，所述负泊松比减振结构为分布在所述筒壁上的内凹六边形通孔，所述内凹六边形的长边L1与短边L2的比值范围为[1.8,2.2]，所述内凹六边形的内角θ的取值范围为[40°,70°]。

4.根据权利要求3所述的减振脚垫，其特征在于，在所述筒壁轴向上相邻的所述内凹六边形通孔左右对齐排列，在所述筒壁周向上相邻的所述内凹六边形通孔上下交错排列。

5.根据权利要求2所述的减振脚垫，其特征在于，所述主支撑体为弹性圆柱体，所述套筒套在所述圆柱体上，所述弹性圆柱体两端具有卡止所述套筒端部的径向突出部。

6.根据权利要求5所述的减振脚垫，其特征在于，所述弹性圆柱体中部具有连通两端的通孔。

7.根据权利要求5所述的减振脚垫，其特征在于，所述弹性圆柱体为橡胶材质，所述套筒为金属材质，所述弹性圆柱体与所述套筒通过橡胶硫化紧固在一起。

8.根据权利要求6所述的减振脚垫，其特征在于，所述套筒的筒壁与所述通孔的孔壁的厚度之比不大于1/2，所述套筒的轴向长度与所述通孔的轴向长度之比不小于1/2。

9.压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的减振脚垫。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机底部具有向外延出的支撑钣金，所述支撑钣金上设置有安装孔，所述主支撑体的一端具有可插入所述安装孔的卡头，所述卡头顶部具有卡止所述安装孔的翻边。