專利名稱：一種扁平型空氣隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣隔振器，用于隔離來自外界的振動。該隔振器主要應(yīng)用于光學、超精密檢測、超精密加工等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在超精密領(lǐng)域，由于機械設(shè)備內(nèi)部和外部的振動干擾是降低加工精度和表面質(zhì)量的重要因素之一，精密和超精密加工對環(huán)境的要求越來越嚴格。超精密加工的質(zhì)量不僅與振動干擾的振幅有關(guān)，而且與振動干擾的頻率有關(guān)，對超精密加工產(chǎn)生不良影響的振動頻率是在O. 5-5HZ范圍內(nèi)的微幅振動，對振動的控制方法常用消振、隔振和吸振，而在超精密領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的當屬隔振；其中空氣隔振器以其簡單可靠、成本低廉和性能優(yōu)異得到了廣泛的應(yīng)用，它可以和其它主動隔振組成混合型隔振器，也可以單獨使用?？諝鈴椈傻慕Y(jié)構(gòu)形式主要有單腔室和雙腔室兩種，其中雙腔室空氣隔振器由于其固有頻率不隨負載質(zhì)量大小而變化，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的解耦，而在超精密試驗臺、超精密機床和光學平臺領(lǐng)域中得到了大量的應(yīng)用。現(xiàn)有的空氣隔振器大都是雙腔室的，上下腔室之間采用節(jié)流孔相連接。工作時負載或外部的振動引起活塞上下振動，上腔室壓力發(fā)生變化促使空氣在上下腔室之間流動，流動的空氣經(jīng)過節(jié)流孔時節(jié)流產(chǎn)生阻尼衰減，達到消除振動幅值的目的。目前，雙腔室的空氣隔振器是上下腔室疊層使用，其重心較高，在使用的過程中會出現(xiàn)偏擺，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種重心較低，穩(wěn)定性好，可實現(xiàn)低頻隔振的扁平型空氣隔振器。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種扁平型空氣隔振器，其特征在于該空氣隔振器包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的三個主腔室和三個附加氣室，三個主腔室呈三角形布置，三個附加氣室并列布置在三個主腔室所形成的空間內(nèi)；每個主腔室包括活塞、壓環(huán)、橡膠密封圈和底板；所述的橡膠密封圈固定在活塞上，橡膠密封圈、壓環(huán)和底板之間形成一個密閉的凹形腔室；在底板上設(shè)有阻尼孔和氣管接頭；三個主腔室的凹形腔室通過各自的阻尼孔和氣管接頭分別與三個附加氣室連通。本發(fā)明提供的另一種扁平型空氣隔振器，其特征在于該空氣隔振器包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的四個主腔室和四個附加氣室，四個主腔室呈四邊形布置，所述的四個附加氣室并列布置在四個主腔室所形成的空間內(nèi)；每個主腔室包括活塞、壓環(huán)、橡膠密封圈和底板；所述的橡膠密封圈固定在活塞上，橡膠密封圈、壓環(huán)和底板之間形成一個密閉的凹形腔室；在底板上設(shè)有阻尼孔和氣管接頭，四個主腔室的凹形腔室通過各自的阻尼孔和氣管接頭分別與四個附加氣室連通。上述技術(shù)方案中，所述的扁平型空氣隔振器還包括三個固定在外殼上的高度調(diào)節(jié)閥，并成三角形布置，三個高度調(diào)節(jié)閥成三角形布置，用以調(diào)節(jié)負載在同一水平高度上。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點和突出效果①將空氣隔振器的上下腔室完全分離，成為兩個獨立部件，便于實現(xiàn)空氣隔振器模塊化。②該隔振器結(jié)構(gòu)扁平化，將空氣隔振器的主腔室和附加腔室分離，降低空氣隔振器的高度，提高了空氣隔振器的穩(wěn)定性。③該空氣隔振器可以使用打氣筒或受壓泵補充壓力空氣，可適用于現(xiàn)場沒有工業(yè)氣源的場合。 ④該空氣隔振器具有自限位的功能，帶有橡膠塊半剛性支撐組件，在空氣隔振器失效情況下，隔振器搭載面基本保持水平，不會出現(xiàn)負載滑落的現(xiàn)象。


圖I為本發(fā)明提供的一種扁平型空氣隔振器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為主腔室的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3為本發(fā)明提供的負載高度調(diào)節(jié)原理圖。圖4為一種扁平型的桌面型空氣隔振器的隔振性能圖。圖中1a-第一主腔室，Ib-第二主腔室，Ic-第三主腔室；2a_第一個高度調(diào)節(jié)閥，2b-第二個高度調(diào)節(jié)閥，2c-第三個高度調(diào)節(jié)閥；3a-第一附加氣室，3b-第二附加氣室，3c-第三附加氣室；4-外殼；5-負載；6_固定螺栓；7-活塞；8-壓環(huán)；9_橡膠密封圈；10_阻尼孔；11-氣管接頭；12_底板；13_凹形腔室；14-調(diào)節(jié)螺釘。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)做進一步的說明。圖I為本發(fā)明提供的一種扁平型空氣隔振器的結(jié)構(gòu)原理示意圖，該空氣隔振器包括外殼4,設(shè)置在外殼內(nèi)的三個主腔室(即第一主腔室la、第二主腔室Ib和第三主腔室Ic)和三個附加氣室(即第一附加氣室3a、第二附加氣室3b和第三附加氣室3c);三個主腔室呈三角形布置，三個附加氣室并列布置在三個主腔室所形成的空間內(nèi)。每個主腔室包括活塞7、壓環(huán)8、橡膠密封圈9和底板12 ;所述的橡膠密封圈9通過固定螺栓6固定在活塞7上，橡膠密封圈9、壓環(huán)8和底板12之間形成一個密閉的凹形腔室13 ;在底板12上設(shè)有阻尼孔10和氣管接頭11 ;三個主腔室的凹形腔室13通過各自的阻尼孔10和氣管接頭11分別與三個附加氣室相連通。本發(fā)明提供的另一種實施方案是該空氣隔振器包括外殼4以及設(shè)置在外殼內(nèi)的四個主腔室和四個附加氣室，四個主腔室呈四邊形布置，所述的四個附加氣室并列布置在四個主腔室所形成的空間內(nèi)；每個主腔室包括活塞7、壓環(huán)8、橡膠密封圈9和底板12 ;所述的橡膠密封圈9通過固定螺栓固定在活塞7上，橡膠密封圈、壓環(huán)8和底板12之間形成一個密閉的凹形腔室13 ;在底板12上設(shè)有阻尼孔10和氣管接頭11，四個主腔室的凹形腔室通過各自的阻尼孔和氣管接頭分別與四個附加氣室連通。圖2為本發(fā)明的主腔室的結(jié)構(gòu)原理示意圖。當附加氣室中的氣體通過氣管接頭11和阻尼孔10進入密閉的凹形腔室13時，活塞6在氣體推動下向上運動，將負載5浮起。當外界干擾作用在負載5上時，活塞6向下運動，使密閉的凹形腔室13中的氣體通過阻尼孔10進入附加腔室，氣體通過阻尼孔10時，產(chǎn)生能量損耗，使振動衰減，即可達到隔振目的。圖3為本發(fā)明提供的負載高度調(diào)節(jié)原理圖。本發(fā)明所述的扁平型空氣隔振器還包括三個固定在外殼上的高度調(diào)節(jié)閥，即第一個高度調(diào)節(jié)閥2a、第二個高度調(diào)節(jié)閥2b和第三個高度調(diào)節(jié)閥2c，實現(xiàn)負載高度的調(diào)節(jié)。三個高度調(diào)節(jié)閥成三角形布置，通過調(diào)整三個高度調(diào)節(jié)閥上的調(diào)節(jié)螺釘14的高度，來控制高度調(diào)節(jié)閥閥芯的開啟大小，改變密閉的凹形腔室13中的氣體壓力，以確保負載5在同一水平高度上。
圖4是采用四個主腔室和四個附加氣室的結(jié)構(gòu)時測得的隔振性能曲線，其固有頻率為2. 2Hz，當外界頻率大約在IlHz時，其加速度被衰減_30dB，表明該隔振器具有良好的隔振性能。
權(quán)利要求
1.一種扁平型空氣隔振器，其特征在于該空氣隔振器包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的三個主腔室和三個附加氣室，三個主腔室呈三角形布置，三個附加氣室并列布置在三個主腔室所形成的空間內(nèi)；每個主腔室包括活塞(7)、壓環(huán)(8)、橡膠密封圈(9)和底板(12);所述的橡膠密封圈(9)固定在活塞(7)上，橡膠密封圈、壓環(huán)(8)和底板(12)之間形成一個密閉的凹形腔室(13);在底板(12)上設(shè)有阻尼孔(10)和氣管接頭(11);三個主腔室的凹形腔室通過各自的阻尼孔和氣管接頭分別與三個附加氣室連通。
2.一種扁平型空氣隔振器，其特征在于該空氣隔振器包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的四個主腔室和四個附加氣室(3)，四個主腔室呈四邊形布置，所述的四個附加氣室并列布置在四個主腔室所形成的空間內(nèi)；每個主腔室包括活塞(7)、壓環(huán)(8)、橡膠密封圈(9)和底板(12);所述的橡膠密封圈(9)固定在活塞(7)上，橡膠密封圈、壓環(huán)⑶和底板(12)之間形成一個密閉的凹形腔室(13);在底板(12)上設(shè)有阻尼孔(10)和氣管接頭(11)，四個主腔室的凹形腔室通過各自的阻尼孔和氣管接頭分別與四個附加氣室連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述一種扁平型空氣隔振器，其特征在于還包括三個固定在外殼上的高度調(diào)節(jié)閥(2)，三個高度調(diào)節(jié)閥成三角形布置，用以調(diào)節(jié)負載在同一水平高度上。
全文摘要
一種扁平型空氣隔振器，該隔振器包括三個或四個主腔室，三個或四個附加氣室。三個主腔室呈三角形布置，四個主腔室成四邊形布置，附加氣室并列布置在主腔室所形成的空間內(nèi)。本發(fā)明與傳統(tǒng)的雙腔室空氣隔振器相比，該隔振器采用帶阻尼孔的附加氣室來代替?zhèn)鹘y(tǒng)空氣彈簧的下腔室，消除了傳統(tǒng)空氣隔振器下腔室體積和阻尼孔不變的缺點，同時采用上下腔室分離的結(jié)構(gòu)，降低了空氣隔振器的重心，使得空氣隔振器更穩(wěn)定，該空氣隔振器主要用于超精密試驗臺、超精密機床和光學平臺等設(shè)備的隔振。
文檔編號F16F9/02GK102635659SQ201210123469
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者張利, 張鳴, 徐登峰, 朱煜, 李強, 李玉潔, 田麗, 許巖, 閆永固, 雷忠興, 黎遠成 申請人:清華大學