CN221170563U - 一种用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，包括壳体，可调节弹簧组件，橡胶圈，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过橡胶圈连接，并形成一个安置腔，所述安置腔中填充有黏滞阻尼液体，所述可调节弹簧组件设置在安置腔中并且两端分别与上壳体和下壳体连接，上壳体和下壳体能够分别对可调节弹簧组件形成预压力，通过将可调节弹簧组置于黏滞液体中，在运动过程中弹簧表面与液体的相互作用，以此实现了刚度和阻尼功能，通过将弹簧预压设置在壳体中，不但能够缩减弹簧安装尺寸，还可以大大提高低频减振效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及振动控制技术领域，具体涉及一种用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧。
背景技术
弹簧与黏滞液体作为减震/振装置中重要的组成部分，主要用来吸收和减缓振动和冲击，防止机器、地震和人致振动产生振动和噪音。其布置形式对于减震/振装置整体结构影响重大，在一些位置狭小、窄薄的区域，如何同时实现刚度和阻尼功能，是一个亟待解决的问题。此外，低频减振问题是工程界的一个难题，采用隔振、吸振原理的低频减振，所需弹簧通常具有较长的弹簧，导致装配困难。
由此可见，提供一种体积小，低频减振效果好并且同时实现刚度和阻尼功能的弹簧为本领域亟需解决的问题。
实用新型内容
针对于现有弹簧存在上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，通过将可调节弹簧组置于黏滞液体中，在运动过程中弹簧表面与液体的相互作用，以此实现了刚度和阻尼功能，通过将弹簧预压设置在壳体中，不但能够缩减弹簧安装尺寸，还可以大大提高低频减振效果。
为了达到上述目的，本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，包括壳体，可调节弹簧组件，橡胶圈，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过橡胶圈连接，并形成一个安置腔，所述安置腔中填充有黏滞阻尼液体，所述可调节弹簧组件设置在安置腔中并且两端分别与上壳体和下壳体连接，上壳体和下壳体能够分别对可调节弹簧组件形成预压力。
进一步地，所述上壳体包括上盖板和上外壳，所述下壳体包括下盖板和下外壳，所述上盖板密封连接在上外壳的一端，所述上外壳的另一端与橡胶圈一端密封连接，所述密封圈另一端与下外壳一端密封连接，所述下盖板密封连接在下外壳另一端，所述上外壳和下外壳能够限制可调节弹簧组件的侧向变形。
进一步地，所述可调节弹簧组件包括主弹簧部分，调节弹簧部分，两者一体形成，所述主弹簧部分和调节弹簧部分均安置在安置腔中，所述主弹簧部分一端与上盖板连接，另一端与调节弹簧部分相连，所述调节弹簧部分另一端与下盖板连接，上盖板和下盖板分别给主弹簧部分和调节弹簧部分提供预压力。
进一步地，所述调节弹簧部分刚度小于主弹簧部分。
进一步地，所述调节弹簧部分高度低于主弹簧部分。
进一步地，所述主弹簧部分和调节弹簧部分均采用SMA弹簧。
本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其能够在振动发生时弹簧在运动过程中与黏滞液体间产生的黏滞阻力提供阻尼力，从而同时提供刚度和阻尼耗能功能。该装置可作为隔振器、吸振器元件，补充单一弹簧控制频域较窄问题，同时预压功能可解决传统隔振器、吸振器中低频振动消减和安装尺寸大等问题。
相对于现有技术，本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧具备如下有益效果：
(1)弹簧置于黏滞液体中实现刚度、阻尼一体化；
(2)形成了低频弹簧预压、防失稳功能，解决现有隔振器、吸振器中弹簧的低频振动效果差以及安装尺寸大等问题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧未压缩时的结构示意图；
图2为本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧压缩时的结构示意图；
图3为本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧中主弹簧部分的结构示意图；
图4为本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧中调节弹簧部分的结构示意图。
图示说明：
壳体100，可调节弹簧组件200，橡胶圈300，安置腔400，黏滞阻尼液体500；
上壳体110，下壳体120，上盖板111，上外壳112，下盖板121，下外壳122，主弹簧部分210，调节弹簧部分220。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参见图1，图2，其所示为本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧的结构示意图。
根据图示可知本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧包括壳体100，可调节弹簧组件200，橡胶圈300这三个组成部分。
其中，壳体100包括上壳体110和下壳体120，所述上壳体110和下壳体120通过橡胶圈300连接，并形成一个安置腔400，所述安置腔400中填充有黏滞阻尼液体500，所述可调节弹簧组件200安置在安置腔400中并且两端分别与上壳体110和下壳体120连接，上壳体110和下壳体120能够分别对可调节弹簧组件200形成预压力。
本实用新型提供的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，可用于隔振装置、调谐质量阻尼器等减隔震/振装置中，也可单独使用作为减震/振、缓冲装置，同时提供刚度和阻尼元件功能。
壳体100为结构主体，用于承载其他部件，壳体100包括上壳体110和下壳体120，上壳体110包括上盖板111和上外壳112，所述下壳体120包括下盖板121和下外壳122，上外壳112和下外壳122均为圆柱侧面。
上盖板111密封连接在上外壳112的一端，所述上外壳112的另一端与橡胶圈300一端密封连接，所述橡胶圈300另一端与下外壳122一端密封连接，所述下盖板121密封连接在下外壳122另一端，如此连接形成一个安置腔400。
如此结构的上壳体110和下壳体120与橡胶圈300配合，当上壳体110和下壳体120受到力的作用，通过橡胶圈300，上外壳110和下外壳120能够相对于对方进行移动。
安置腔400中设有黏滞阻尼液体500，安置腔400的直径和可调节弹簧组件200直径适配，如此可调节弹簧组件200可充分利用安置腔400的空间，能够增强刚度稳定性。
可调节弹簧组件200设置在安置腔400中，两端分别与上盖板111以及下盖板121固定连接，并且两端分别受到上盖板111和下盖板121的预压力，上外壳112，下外壳122可限制可调节弹簧组件200的侧向变形。
橡胶圈300与可调节弹簧组件200配合，位于壳体100内部的可调节弹簧组件200可自由压缩，橡胶圈300在上部承载后，可调节弹簧组件200能够实现载重竖向自由振动。
如图2，其所示为本实用新型提供的预压弹簧压缩时的结构示意图，此时上壳体110和下壳体120通过橡胶圈300相对于对方相对靠拢，可调节弹簧组件200此时处于压缩状态。
可调节弹簧组件200安置在填充有黏滞阻尼液体500的安置腔400中，可调节弹簧组件200与黏滞阻尼液体500接触，黏滞阻尼液体500能够为可调节弹簧组件200提供阻尼力，并且相比于摩擦阻尼耗能的高初始刚度，液体黏滞阻尼不会造成可调节弹簧组件200刚度变化。
如图3，图4，可调节弹簧组件200包括主弹簧部分210，调节弹簧部分220，两者一体形成，主弹簧部分210和调节弹簧部分220均安置在安置腔400中，主弹簧部分210一端与上盖板111连接，另一端与调节弹簧部分220相连，所述调节弹簧部分220另一端与下盖板121连接，上盖板111和下盖板121分别给主弹簧部分210和调节弹簧部分220提供预压力。
主弹簧部分210和调节弹簧部分220构成的可调节弹簧组件200，与黏滞阻尼液体500发生流固耦合，黏滞阻尼力给主弹簧部分210和调节弹簧部分220带来附加阻尼力。
本实例中调节弹簧部分220刚度应小于主弹簧部分210，调节弹簧部分220高度低于主弹簧部分210，如此结构设计，能够实现拉压刚度不一致力学行为。
进一步地，主弹簧部分210和调节弹簧部分220本方案均采用SMA弹簧，SMA弹簧具有自复位功能。
实际应用时，首先将可调节弹簧组件200放入壳体100中，对弹簧进行预压，之后采用上下盖板进行封闭。在振动发生时弹簧在运动过程中与黏滞液体间产生的黏滞阻力提供阻尼力，从而同时提供刚度和阻尼耗能功能，可作为隔振器、吸振器元件，补充单一弹簧控制频域较窄问题，同时预压功能可解决传统隔振器、吸振器中低频振动消减问题，能够很好地解决现在技术中所存在的问题。
在现有减隔震技术中，低频振动，如1Hz以下振动控制，若采用普通弹簧需要较长的弹簧尺寸，在实际工程中，因限制要求角度，难以达到。本实用新型提供的预压弹簧，可有效缩减弹簧安装尺寸。此外，其弹簧与黏滞液体接触的阻尼特性，增强了其减振耗能的功能性需求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其特征在于，包括壳体，可调节弹簧组件，橡胶圈，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过橡胶圈连接，并形成一个安置腔，所述安置腔中填充有黏滞阻尼液体，所述可调节弹簧组件设置在安置腔中并且两端分别与上壳体和下壳体连接，上壳体和下壳体能够分别对可调节弹簧组件形成预压力。
2.根据权利要求1所述的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其特征在于，所述上壳体包括上盖板和上外壳，所述下壳体包括下盖板和下外壳，所述上盖板密封连接在上外壳的一端，所述上外壳的另一端与橡胶圈一端密封连接，所述橡胶圈另一端与下外壳一端密封连接，所述下盖板密封连接在下外壳另一端，所述上外壳和下外壳能够限制可调节弹簧组件的侧向变形。
3.根据权利要求1所述的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其特征在于，所述可调节弹簧组件包括一体成形的主弹簧部分，调节弹簧部分，所述主弹簧部分和调节弹簧部分均安置在安置腔中，所述主弹簧部分一端与上盖板连接，另一端与调节弹簧部分相连，所述调节弹簧部分另一端与下盖板连接，上盖板和下盖板分别给主弹簧部分和调节弹簧部分提供预压力。
4.根据权利要求3所述的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其特征在于，所述调节弹簧部分刚度小于主弹簧部分。
5.根据权利要求3所述的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其特征在于，所述调节弹簧部分高度低于主弹簧部分。
6.根据权利要求3所述的用于减镉震装备的流固耦合阻尼预压弹簧，其特征在于，所述主弹簧部分和调节弹簧部分均采用SMA弹簧。
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