專利名稱：滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔振器，具體是一種滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，尤其是具有超低頻隔振性能的隔振器。
背景技術(shù)：
振動和沖擊現(xiàn)象廣泛的存在于日常生活、工業(yè)科技和國防事業(yè)中。車輛行駛、機床運轉(zhuǎn)、衛(wèi)星發(fā)射等過程中都存在著振動和沖擊現(xiàn)象，這些振動大部分對各種設(shè)備的性能及人員的舒適性要求等產(chǎn)生消極作用，因此，需要對這些有害的振動和沖擊進行隔離。此外，對于精密儀器的制造和測量，如半導(dǎo)體器件的加工制造平臺，大型激光干涉引力波天文臺引力波探測等，都需要建立超精密的隔振平臺，實現(xiàn)超低頻隔振，使得在較高頻率有大的衰減?，F(xiàn)有的隔振器包括金屬彈簧，油壓式，空氣彈簧以及鋼絲繩隔振器等，這些減振器在低頻范圍內(nèi)的隔振效果不是十分理想，無法滿足超低頻隔振的要求。 經(jīng)檢索，中國實用新型專利具有準零剛度的非線性磁力隔振器，申請?zhí)?01120223834. 0，該實用新型提供“一種具有準零剛度的非線性磁力隔振器，包括一根垂直設(shè)置的線性彈簧(4)，其特征是，所述線性彈簧(4)的軸線相對兩側(cè)各有一直線導(dǎo)軌(5)且該兩直線導(dǎo)軌(5)在同一直線上，所述直線同該線性彈簧(4)軸線正交，直線同該線性彈簧(4)軸線的交點(B)到線性彈簧頂端的距離(h)小于該線性彈簧的長度；每一直線導(dǎo)軌(5)上固定有兩個定磁鐵(I)且該兩個定磁鐵(I)之間有間距，在兩個定磁鐵(I)之間設(shè)有一個可在該直線導(dǎo)軌(5)上滑行的滑動磁鐵(2)，滑動磁鐵(2)兩磁極的極性與相鄰定磁鐵(I)的相鄰磁極的極性相同；連桿(3)的兩端分別同滑動磁鐵(2)和線性彈簧(4)頂端相鉸接。該隔振器具有較大的靜剛度、卻具有較小的動剛度，從而擁有良好的低頻隔振效果；且結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、加工方便；磁力又是非接觸的，避免了機械結(jié)構(gòu)之間的相互碰撞；而且是被動隔振設(shè)備，不需要外加能量?！钡窃搶＠夹g(shù)還是會存在上述的一些問題，無法滿足實際使用的需要。本發(fā)明基于高靜剛度低動剛度非線性隔振器的原理，提供一種滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，以滿足實際使用的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于高靜剛度低動剛度非線性隔振器的原理，提供一種滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，極大地擴展了隔振器的有效隔振范圍，可實現(xiàn)大的衰減。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計的隔振器主要由具有負剛度的滑動彈性梁和連接在其下方的具有正剛度的彈簧組成，并設(shè)有用于滑動彈性梁連接的連接部件和用于滑動彈性梁支撐的支撐結(jié)構(gòu)，滑動彈性梁在變形時具有負剛度，彈簧為正剛度，兩種彈性元件的組合使用使整個隔振器具有接近零剛度的特征。在系統(tǒng)平衡后，具有非常小的動態(tài)剛度，以期獲取具有超低隔振頻率的振動隔離效果。本發(fā)明所述隔振器具體結(jié)構(gòu)包括彈簧，承載部件，滑動彈性梁，支撐結(jié)構(gòu)，連接部件，基座。整體支撐結(jié)構(gòu)固定在下方基座上，承載部件用來支撐負載和連接滑動彈性梁，滑動彈性梁可以沿著支撐結(jié)構(gòu)中的開口槽而上、下運動，兩個或多個滑動彈性梁由承載部件、連接部件通過螺栓進行固定，承載部件、連接部件與滑動彈性梁相配合，并且不影響彈性梁的彎曲。所述滑動彈性梁的材料為高級彈簧鋼，數(shù)量為兩個，也可由多個滑動彈性梁以一定角度組合而成。所述滑動彈性梁由支撐結(jié)構(gòu)進行支撐，支撐結(jié)構(gòu)為圓筒形或方形，支撐結(jié)構(gòu)依據(jù)滑動梁的數(shù)目而開有數(shù)量不等的開口槽，供滑動彈性梁在槽內(nèi)無阻尼或小阻尼地自由滑動。所述彈簧為線性或非線性彈簧，連接在滑動彈性梁下端，為保證滑動彈性梁能夠順利地沿著上、下方向運動，在彈簧和承載部件上設(shè)有第一導(dǎo)向部件、第二導(dǎo)向部件。
所述彈簧的第一導(dǎo)向部件下面設(shè)有限位裝置，限位裝置可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠塊等常用技術(shù)。所述滑動彈性梁在承載部件和連接部件的連接下保持穩(wěn)定，連接部件的下部與導(dǎo)向部件連接。承載部件為承載桿，其一端連接在滑動彈性梁上，另一端用于支撐負載，整個隔振器的支撐力由滑動彈性梁和彈簧共同提供。未加負載時，滑動彈性梁和彈簧均處在松弛狀態(tài)，也可對滑動彈性梁和彈簧進行預(yù)緊，以減小施加負載后的初始變形位移。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，有益效果在于整體系統(tǒng)具有近似動態(tài)準零剛度特性，可以對實現(xiàn)超低頻率的振動隔離并兼有抗沖效果，極大地擴展了隔振器的有效隔振范圍，可實現(xiàn)大的衰減。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示A-A剖面圖。圖中第一導(dǎo)向部件1，彈簧2，承載部件3，滑動梁4，第二導(dǎo)向部件5，支撐結(jié)構(gòu)6，連接部件7，基座8。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1-2所示，以隔振器的典型工作狀態(tài)來說明本發(fā)明的具體實施方式
。本實施例所述隔振器具體結(jié)構(gòu)包括彈簧2，承載部件3，滑動彈性梁4，支撐結(jié)構(gòu)6，連接部件7，基座8。整體支撐結(jié)構(gòu)6固定在下方基座8上，基座8可以固定在基礎(chǔ)上，承載部件3用來支撐負載和連接滑動彈性梁4，滑動彈性梁4可以沿著支撐結(jié)構(gòu)6中的開口槽而上、下運動，兩個或多個滑動彈性梁由承載部件3、連接部件7通過螺栓進行固定，承載部件3、連接部件7與滑動彈性梁4相配合，并且不影響彈性梁的彎曲。本實施例中，滑動彈性梁4的材料為高級彈簧鋼，數(shù)量為兩個，也可由多個滑動彈性梁以一定角度組合而成(如四個滑動彈性梁4每隔45°進行組合或六個滑動彈性梁4每隔30°進行組合)，滑動彈性梁的承載部件3和連接部件7通過螺栓固定，承載部件3同時作為承載桿和連接部件，用來支撐并固定負載。合適的支撐結(jié)構(gòu)可以使滑動梁在上、下移動的過程中在支撐結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)小摩擦地滑動，滑動梁在負載的作用下彎曲并由正剛度到達負剛度狀態(tài)，此時和設(shè)計好的彈簧相配合起來，形成近似的動態(tài)準零剛度。為保持滑動梁上下運動的有效性，采用導(dǎo)向結(jié)構(gòu)來對其運動進行引導(dǎo)，使滑動梁在上、下運動過程中保持穩(wěn)定。本實施例中，滑動彈性梁4由支撐結(jié)構(gòu)6進行支撐，支撐結(jié)構(gòu)6為圓筒形或方形(圖中所示為圓筒形)，支撐結(jié)構(gòu)6依據(jù)滑動梁的數(shù)目而開有數(shù)量不等的開口槽，供滑動彈性梁4在槽內(nèi)無阻尼或小阻尼地自由滑動。本實施例中，彈簧2為線性或非線性彈簧2，連接在滑動彈性梁4下端，為保證滑動彈性梁4能夠順利地沿著上、下方向運動，在彈簧2和承載部件3上設(shè)計第一導(dǎo)向部件I和第二導(dǎo)向部件5，導(dǎo)向部件可以采用導(dǎo)向筒設(shè)計。
本實施例中，滑動彈性梁4在承載部件3和連接部件7的連接下保持穩(wěn)定，連接部件7的下部與導(dǎo)向部件I連接。承載部件3為承載桿，其一端連接在滑動彈性梁4上，另一端用于支撐負載，整個隔振器的支撐力由滑動彈性梁4和彈簧2共同提供。未加負載時，滑動彈性梁4和彈簧2均處在松弛狀態(tài)，也可對滑動彈性梁4和彈簧2進行預(yù)緊，以減小施加負載后的初始變形位移。本實施例工作之前未加負載時，滑動彈性梁4和彈簧2處于松弛狀態(tài)或處于同時預(yù)緊狀態(tài)，將需要進行振動隔離的設(shè)備安裝在承載部件3上，在設(shè)備質(zhì)量的作用下，滑動彈性梁4和彈簧2向下變形，到達平衡位置，此時對于有預(yù)緊的隔振器，已經(jīng)打開預(yù)緊，滑動彈性梁4和彈簧2沿著上、下方向可自由移動?；瑒訌椥粤?可以由兩根或多根滑動梁組成，可根據(jù)載荷大小進行設(shè)計；相應(yīng)的，彈簧2需要設(shè)計出合適的剛度與滑動梁配合工作。設(shè)備加載后，此時隔振器具有較低的動態(tài)剛度，根據(jù)應(yīng)用要求的不同可以設(shè)計成準零剛度或極低的剛度，因而具有更低的隔振頻率，更寬的隔振范圍。其中彈簧2的導(dǎo)向設(shè)計可以有效防止行程過大的沖擊，可以在彈簧2的第一導(dǎo)向筒I下面安裝橡膠塊等限位裝置，在沖擊的大位移作用下能夠有效抗沖擊。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是主要由具有負剛度的滑動弾性梁和連接在其下方的具有正剛度的彈簧組成，并設(shè)有用于滑動弾性梁連接的連接部件和用于滑動弾性梁支撐的支撐結(jié)構(gòu)，滑動彈性梁在變形時具有負剛度，彈簧為正剛度，兩種弾性元件的組合使用使整個隔振器具有接近零剛度的特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述隔振器包括彈簧，承載部件，滑動彈性梁，支撐結(jié)構(gòu)，連接部件以及基座；整體支撐結(jié)構(gòu)固定在下方基座上，承載部件支撐負載和連接滑動彈性梁，滑動彈性梁能沿著支撐結(jié)構(gòu)中的開ロ槽而上、下運動，兩個或多個滑動弾性梁由承載部件、連接部件通過螺栓進行固定，承載部件、連接部件與滑動彈性梁相配合，并且不影響彈性梁的彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述彈簧為線性或非線性彈簧，連接在滑動彈性梁下端，在彈簧和承載部件上設(shè)有保證滑動弾性梁能順利地沿著上、下方向運動的導(dǎo)向部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述滑動弾性梁的材料為高級彈簧鋼，數(shù)量為兩個，或由多個滑動弾性梁以一定角度組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述支撐結(jié)構(gòu)為圓筒形或方形，支撐結(jié)構(gòu)依據(jù)滑動弾性梁的數(shù)目而開有數(shù)量不等的開ロ槽，供滑動彈性梁在槽內(nèi)無阻尼或小阻尼地自由滑動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述滑動弾性梁在承載部件和連接部件的連接下保持穩(wěn)定，連接部件的下部與導(dǎo)向部件連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述承載部件為承載桿，其一端連接在滑動彈性梁上，另一端用于支撐負載。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，其特征是所述彈簧的第一導(dǎo)向部件下面設(shè)有限位裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器，主要由具有負剛度的滑動彈性梁和連接在其下方的具有正剛度的彈簧組成，并設(shè)有用于滑動彈性梁連接的連接部件和用于滑動彈性梁支撐的支撐結(jié)構(gòu)，滑動彈性梁在變形時具有負剛度，彈簧為正剛度，兩種彈性元件的組合使用使整個隔振器具有接近零剛度的特征。本發(fā)明整體系統(tǒng)具有近似動態(tài)準零剛度特性，可以對實現(xiàn)超低頻率的振動隔離并兼有抗沖效果。
文檔編號F16F7/00GK102678804SQ20121014525
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者劉興天, 華宏星, 張志誼, 諶勇, 黃修長 申請人:上海交通大學(xué)