專利名稱：變剛度變阻尼空氣隔振支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)控制領(lǐng)域的一種空氣隔振支座。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，很多領(lǐng)域涉及到微振動(dòng)控制技術(shù)，如IC廠房中多晶硅片的生產(chǎn) 需要微振動(dòng)控制技術(shù)，激光等精密儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要微振動(dòng)控制技術(shù)，雷達(dá)等國(guó)防軍工項(xiàng)目需要微振動(dòng)控制技術(shù)。微振動(dòng)控制技術(shù)可以從振源、傳播途徑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備基礎(chǔ)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，目前我國(guó)應(yīng)用較多的為對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行的空氣彈簧微振控制技術(shù)，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，儀器設(shè)備對(duì)精度的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的空氣彈簧隔振技術(shù)的精度亟待提高，隔振頻率、阻尼、承載力、漏氣等問(wèn)題是空氣彈簧隔振技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，也是提高微振動(dòng)控制技術(shù)精度的關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)有空氣彈簧常見(jiàn)有單曲式空氣彈簧、多曲式空氣彈簧、約束薄膜式空氣彈簧、自由薄膜式空氣彈簧等。現(xiàn)有空氣彈簧存在的問(wèn)題是，剛度可變性差，橫向穩(wěn)定性差，單一阻尼，適用范圍單一等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明擬從振源與設(shè)備基礎(chǔ)兩個(gè)方面對(duì)微振動(dòng)實(shí)施控制。微振動(dòng)的來(lái)源很多，包括地脈動(dòng)、交通誘發(fā)振動(dòng)、鍛錘等動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)、爆破撞擊等偶然荷載誘發(fā)的振動(dòng)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)(如空調(diào)、吊車、行車)、人流振動(dòng)等，其中影響較大、發(fā)生頻率較高的為交通誘發(fā)振動(dòng)，與結(jié)構(gòu)內(nèi)部動(dòng)力設(shè)備的振動(dòng)，針對(duì)這兩種振動(dòng)均可采用本發(fā)明變剛度變阻尼空氣隔振支座實(shí)施控制。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本變剛度變阻尼空氣隔振支座由活動(dòng)氣缸、固定底缸、節(jié)流裝置及空氣閥門組成；節(jié)流裝置由節(jié)流管與節(jié)流閥片組成。底缸呈“ 口 ”形，活動(dòng)氣缸呈倒“U”形，口徑略大于固定底缸，并扣在固定底缸上呈半包圍狀，兩缸之間做密封處理，固定底缸外壁和活動(dòng)氣缸內(nèi)壁之間塞有密封條使活動(dòng)氣缸成為密封的腔體。節(jié)流裝置由節(jié)流管與節(jié)流閥片組成，節(jié)流管呈“C”形，節(jié)流管兩端分別與活動(dòng)氣缸與固定底缸，所述節(jié)流管上設(shè)置有上下兩個(gè)氣閥，所述氣閥之間的節(jié)流管區(qū)段上設(shè)有節(jié)流閥片。節(jié)流閥片呈片狀，設(shè)于節(jié)流管的內(nèi)部，用于控制通過(guò)節(jié)流管的空氣的流速。節(jié)流閥片上開(kāi)有圓形、半圓形、星形、多邊形等孔洞，節(jié)流閥片上的孔洞開(kāi)有至少一個(gè)；開(kāi)有不同形狀孔洞的節(jié)流閥片具有不同的阻尼特性。節(jié)流閥片具有可更換性當(dāng)空氣彈簧處于工作狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)阻尼更換節(jié)流閥片前需關(guān)閉上下兩個(gè)小氣閥。節(jié)流閥片由鋼材或其他硬質(zhì)材料加工制作。空氣閥門由氣壓表、氣管和開(kāi)關(guān)構(gòu)成，該空氣閥門位于固定底缸側(cè)面底部，可通過(guò)氣管連接氣泵進(jìn)行充放氣，改變氣缸內(nèi)的氣壓，也可通過(guò)氣管連接另一個(gè)空氣彈簧，協(xié)同工作。安裝時(shí)先安裝氣壓表，再安裝開(kāi)關(guān)。氣管由軟質(zhì)可承壓的材料制成，以保證活動(dòng)氣缸與固定底缸發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，氣管可自由伸縮。
活動(dòng)氣缸和固定底缸的頂板上及固定底缸的底板上均設(shè)有安裝板。安裝板焊接于氣缸的外側(cè)頂面和底面，安裝板上設(shè)有安裝螺絲及安裝孔洞，用于連接空氣彈簧與其他裝置。安裝孔洞為長(zhǎng)圓形，可使安裝過(guò)程中穿入其中的螺栓在一定水平位移范圍內(nèi)自由滑動(dòng)，以調(diào)節(jié)安裝位置。本空氣彈簧安裝就位后，可采用氣泵接通空氣閥門向氣缸內(nèi)充氣，同時(shí)保證兩個(gè)小氣閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，待氣壓表顯示為額定值后即可關(guān)閉開(kāi)關(guān)。 不同的節(jié)流閥片上帶有不同形狀的孔洞，不同的孔洞在空氣穿過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同大小的阻尼，即所謂變阻尼一；采用相同的節(jié)流閥片，當(dāng)支座發(fā)生較大的變形時(shí)，部分壓縮空氣將會(huì)在活動(dòng)氣缸與固定底缸兩個(gè)容器中以一定速度發(fā)生移動(dòng)，空氣在穿梭于節(jié)流閥片上的孔洞會(huì)產(chǎn)生阻尼二 ；阻尼一可通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥片將其控制在一定范圍內(nèi)。為了防止過(guò)大的變形引起設(shè)備損壞，設(shè)置了安全鎖定節(jié)點(diǎn)，限制儀器的工作范圍在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)支座發(fā)生較大的變形時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被不同程度的壓縮，支座反力與壓縮位移的大小呈反比，即所謂變剛度。本發(fā)明可與各種水平隔震構(gòu)件，如鉛芯疊層橡膠支座、金屬摩擦滑移隔震支座等組合，形成三向隔振裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I.本發(fā)明采用節(jié)流閥片調(diào)節(jié)空氣隔振支座的阻尼，方便控制振動(dòng)，且可以根據(jù)具體情況更換節(jié)流閥片，方便使用。2.本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的安全鎖定節(jié)點(diǎn)能有效防止過(guò)大的變形引起設(shè)備損壞，限制儀器的豎向變形在一定的范圍內(nèi)。3.本隔振支座在豎直方向上，不僅可以提供支持力，還可以提供足夠的拉力。儀器工作時(shí)，通過(guò)安裝版安裝在設(shè)備或者基礎(chǔ)上，當(dāng)遇微振動(dòng)時(shí)，活動(dòng)氣缸向下運(yùn)動(dòng)，儀器內(nèi)部氣壓增大，氣流通過(guò)節(jié)流閥片，由于阻尼的作用，消耗能量，提供一定的支持力；遇向上的拉力時(shí)，活動(dòng)氣缸向上運(yùn)動(dòng)，氣壓減小，由于節(jié)流閥片的阻尼作用，消耗能量，提供一部分的拉力。4.本發(fā)明既可以隔離豎直方向上的微小的環(huán)境振動(dòng)，也可以隔離豎向的地震動(dòng)。當(dāng)有微振或者豎向地震動(dòng)從基底傳入時(shí)，微振動(dòng)首先傳入固定底缸，底缸在振動(dòng)作用下發(fā)生上下振動(dòng)，當(dāng)?shù)赘紫蛏险駝?dòng)時(shí)，活動(dòng)氣缸內(nèi)的氣體被壓縮，氣壓增大，因此氣體會(huì)通過(guò)節(jié)流器流向氣壓較低的底缸，空氣在穿過(guò)節(jié)流閥片時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定阻尼，消耗微振動(dòng)的能量，達(dá)到豎向隔振的作用。5.本發(fā)明可與現(xiàn)有的水平隔震支座組合，形成三向隔振支座。本發(fā)明既可用于安裝有高新精密儀器等建筑的減振隔震，也可用于高架橋的隔振，還可用于地鐵、高架橋沿線建筑結(jié)構(gòu)的減振隔震，以及古建筑的隔振加固。


圖I為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為安裝板的平面視圖；圖3為節(jié)流器詳圖4為節(jié)流閥片構(gòu)造視圖(一)；
圖5為節(jié)流閥片構(gòu)造視圖(二)；圖6為節(jié)流閥片構(gòu)造視圖(三)；圖7為本發(fā)明安全鎖定節(jié)點(diǎn)示圖；圖8為本發(fā)明空氣閥門安裝示圖；圖9為本發(fā)明加勁肋的結(jié)構(gòu)示圖；圖10為本發(fā)明的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖11為本發(fā)明的第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖中1、活動(dòng)氣缸，2、固定底缸，3、節(jié)流裝置，4、空氣閥門，5、節(jié)流管，6、節(jié)流閥片，7、孔洞，8、小氣閥，9、氣壓表，10、氣管，11、開(kāi)關(guān)，12、安裝板，13、安裝螺絲，14、安裝孔洞，15、水平鉛芯疊層橡膠支座，16、金屬摩擦滑移支座，17、安全鎖定節(jié)點(diǎn)，17. 1、“ [”形限制卡，17. 2、“-”形限位卡片，18、密封條，19、加勁肋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例一，應(yīng)用于精密儀器設(shè)備的基礎(chǔ)隔振。如圖I所示，本變剛度變阻尼空氣隔振支座由活動(dòng)氣缸I、固定底缸2、節(jié)流裝置3及空氣閥門4組成；節(jié)流裝置3由節(jié)流管5與節(jié)流閥片6組成，參見(jiàn)圖3。固定底缸2呈“ 口”形，活動(dòng)氣缸I呈倒“U”形，口徑略大于固定底缸2，并扣在固定底缸2上呈半包圍狀，兩缸之間做密封處理，固定底缸2外壁和活動(dòng)氣缸I內(nèi)壁之間塞有密封條18使活動(dòng)氣缸I成為密封的腔體。所述活動(dòng)氣缸I、固定底缸2內(nèi)側(cè)面還可設(shè)置增大其剛度的加勁肋19，參見(jiàn)圖9。節(jié)流裝置3由節(jié)流管5與節(jié)流閥片6組成，節(jié)流管5呈“C”形，連接活動(dòng)氣缸I與固定底缸2，節(jié)流管5的內(nèi)部設(shè)有上下兩個(gè)小氣閥8，兩個(gè)小氣閥8之間設(shè)有節(jié)流閥片6。節(jié)流閥片6呈片狀，設(shè)于節(jié)流管5的內(nèi)部，用于控制通過(guò)節(jié)流管5的空氣的流速。節(jié)流閥片6上開(kāi)有圓形、半圓形、星形、多邊形等孔洞7，該孔洞7的數(shù)量至少為一個(gè)參見(jiàn)圖4 6 ;開(kāi)有不同形狀孔洞的節(jié)流閥片6具有不同的阻尼特性。節(jié)流閥片6具有可更換性當(dāng)空氣彈簧處于工作狀態(tài)時(shí)，更換節(jié)流閥片6前需關(guān)閉上下兩個(gè)小氣閥8。節(jié)流閥片6由鋼材或其他硬質(zhì)材料加工制作。所述活動(dòng)氣缸I和固定底缸2外壁上設(shè)置安全鎖定節(jié)點(diǎn)17，所述安全鎖定節(jié)點(diǎn)17由設(shè)置在固定底缸2外壁上的“[”形限制卡17. I和設(shè)置在活動(dòng)氣缸I上的形限位卡片17. 2組成，其中，所述“[”形限制卡17. I的下邊板與固定底缸2外壁固定連接，所述“[”形限制卡17. I的上邊板自由，所述形限位卡片17. 2 一端與活動(dòng)氣缸I固定，另一端懸挑，安裝后，所述“[”形限制卡17. I的上邊板的位置比形限位卡片17.2的位置高，參見(jiàn)圖7所示。空氣閥門4由氣壓表9、氣管10和開(kāi)關(guān)11構(gòu)成，該空氣閥門4位于固定底缸2底部側(cè)面，可通過(guò)氣管10連接氣泵進(jìn)行充放氣，改變氣缸內(nèi)的氣壓，也可通過(guò)氣管10連接另一個(gè)空氣彈簧，協(xié)同工作。氣管10由軟質(zhì)可承壓的材料制成，以保證活動(dòng)氣缸I與固定底缸2發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，氣管10可自由伸縮?；顒?dòng)氣缸I和固定底缸2的頂板上及固定底缸2的底板上均設(shè)有安裝板12。參見(jiàn)圖2，安裝板12焊接于氣缸的頂面或底面，安裝板12上設(shè)有安裝螺絲13及安裝孔洞14，用于連接空氣彈簧與其他裝 置。安裝孔洞14為長(zhǎng)圓形，可保證在安裝過(guò)程中穿入其中的螺栓能在一定水平位移范圍內(nèi)自由滑動(dòng)，以調(diào)節(jié)安裝位置。本空氣彈簧安裝就位后，可采用氣泵接通空氣閥門4向氣缸內(nèi)充氣，同時(shí)保證兩個(gè)小氣閥8處于開(kāi)啟狀態(tài)，待氣壓表9顯示為額定值后即可關(guān)閉空氣閥門4，安全鎖定節(jié)點(diǎn)17能保證活動(dòng)氣缸I的變化在一定范圍內(nèi)，防止氣壓過(guò)大活動(dòng)氣缸I脫離固定底缸2，也能防止過(guò)大壓縮變形對(duì)儀器造成損壞。不同的節(jié)流閥片6上帶有不同形狀的孔洞7，不同的孔洞7在空氣穿過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同大小的阻尼，所謂變阻尼一；采用相同的節(jié)流閥片6，當(dāng)支座發(fā)生較大的變形時(shí)，部分壓縮空氣將會(huì)在活動(dòng)氣缸I與固定底缸2兩個(gè)容器中以一定速度發(fā)生移動(dòng)，空氣在穿梭于節(jié)流閥片6上的孔洞7會(huì)產(chǎn)生阻尼二 ；阻尼一可通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥片6將其控制在一定范圍內(nèi)。當(dāng)需更換節(jié)流閥片6以調(diào)節(jié)阻尼大小時(shí)，先將上下小氣閥8關(guān)閉，待更換完畢后，再將上下小氣閥8打開(kāi)，重新工作。當(dāng)有微振動(dòng)從基底傳入時(shí)，微振動(dòng)首先傳入固定底缸2，固定底缸2在振動(dòng)作用下發(fā)生上下振動(dòng)，當(dāng)固定底缸2向上振動(dòng)時(shí)，活動(dòng)氣缸I內(nèi)的氣體被壓縮，氣壓增大，因此氣體會(huì)通過(guò)空氣閥門流向氣壓較低的固定底缸2，空氣在穿過(guò)節(jié)流閥片6時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定阻尼，消耗微振動(dòng)的能量?？筛鶕?jù)外來(lái)微振動(dòng)的大小、頻率以及儀器設(shè)備對(duì)微振動(dòng)指標(biāo)的要求，合理選擇支座的氣壓與節(jié)流閥片6的類型。如圖10所示，為本發(fā)明的另一實(shí)施例，由豎向支座與水平鉛芯疊層橡膠支座15串聯(lián)組成，其中的豎向支座與以上實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同。如圖11所示，為本發(fā)明的另一實(shí)施例，由豎向支座與金屬摩擦滑移支座16串聯(lián)組成，其中的豎向支座與以上實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同。通過(guò)與現(xiàn)有隔振設(shè)備組合，可以同時(shí)達(dá)到水平和豎向隔振的良好效果。
權(quán)利要求
1.一種變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于包括活動(dòng)氣缸(I)、固定底缸(2)、節(jié)流裝置(3)及空氣閥門(4);所述的固定底缸(2)呈“口”形，所述可變氣缸(I)呈倒“U”形，其口徑略大于固定底缸(2)，扣在固定底缸(2)上呈半包圍狀，所述固定底缸(2)外壁和可變氣缸(I)內(nèi)壁之間塞有密封條(18)使可變氣缸(I)成為密封的腔體，所述固定底缸(2)和可變氣缸(I)通過(guò)節(jié)流裝置(3)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述節(jié)流裝置(3)由節(jié)流管(5)與節(jié)流閥片(6)組成，所述節(jié)流管(5)兩端分別與活動(dòng)氣缸(I)與固定底缸(2)，所述節(jié)流管(5)上設(shè)置有至少兩個(gè)氣閥(8)，所述氣閥(8)之間的節(jié)流管(5)區(qū)段上設(shè)有節(jié)流閥片(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述節(jié)流閥片(6)呈片狀分布，且暗藏于節(jié)流管(5)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述節(jié)流閥片(6)上開(kāi)有至少一個(gè)孔洞(7)，所述孔洞(7)的形狀為圓形、半圓形、星形或多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述的節(jié)流閥片(6)為鋼片或硬塑料片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述空氣閥門⑷由氣壓表(9)、氣管(10)和開(kāi)關(guān)(11)構(gòu)成，所述氣壓表(9)、開(kāi)關(guān)(11)的安裝位置由內(nèi)至外依次為氣壓表(9)、開(kāi)關(guān)(11)，所述氣管(10)為可自由伸縮的軟管。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述活動(dòng)氣缸(I)的頂面和固定底缸(2)的底面上均設(shè)有安裝板(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述安裝板(12)上均勻開(kāi)有安裝孔洞(14)，所述安裝孔洞(14)為長(zhǎng)圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述活動(dòng)氣缸(I)、固定底缸⑵內(nèi)側(cè)面設(shè)置增大其剛度的加勁肋(19)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變剛度變阻尼空氣隔振支座，其特征在于所述活動(dòng)氣缸(I)和固定底缸(2)外壁上設(shè)置安全鎖定節(jié)點(diǎn)(17)，所述安全鎖定節(jié)點(diǎn)(17)由設(shè)置在固定底缸(2)外壁上的“[”形限制卡(17. I)和設(shè)置在活動(dòng)氣缸(I)上的形限位卡片(17. 2)組成，其中，所述“[”形限制卡(17. I)的下邊板與固定底缸(2)外壁固定連接，所述“[”形限制卡(17. I)的上邊板自由，所述形限位卡片(17.2) —端與活動(dòng)氣缸(I)固定，另一端懸挑，安裝后，所述“[”形限制卡(17. I)的上邊板的位置比形限位卡片(17.2)的位置高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變剛度變阻尼空氣隔振支座，屬于振動(dòng)控制領(lǐng)域。該空氣彈簧主要由四部分組成活動(dòng)氣缸、固定底缸、節(jié)流裝置及空氣閥門?；顒?dòng)氣缸呈倒“U”形，口徑略大于固定底缸，并扣在固定底缸上呈半包圍狀，固定底缸外壁和活動(dòng)氣缸內(nèi)壁之間塞有密封條使活動(dòng)氣缸成為密封的腔體。節(jié)流裝置由節(jié)流管與節(jié)流閥片組成，節(jié)流管連接活動(dòng)氣缸與固定底缸，節(jié)流管的內(nèi)部設(shè)有上下兩個(gè)小氣閥，兩個(gè)小氣閥之間設(shè)有節(jié)流閥片?？諝忾y門可調(diào)節(jié)缸內(nèi)氣體的氣壓、空氣彈簧的高度；還可連通其他空氣彈簧，協(xié)同工作。本發(fā)明具有承載力高、隔振頻率低、自阻尼和適用范圍廣等特點(diǎn)，可隔離豎直方向上的振動(dòng)，也可與其它水平隔振支座組合形成三向隔振支座。
文檔編號(hào)F16F9/02GK102628486SQ20121009420
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者常樂(lè), 李曉靜 申請(qǐng)人:常樂(lè)