[發(fā)明專利]碟形橡膠準(zhǔn)零剛度隔振器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310330360.3
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103398139A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐道臨;朱石堅;周杰;周加喜;樓京俊;張敬
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué);中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: F16F15/04
• 分類號: F16F15/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉低頻或超低頻隔振器領(lǐng)域，具體涉及一種碟形橡膠準(zhǔn)零剛度隔振器。?

背景技術(shù)

????汽車、艦船、精密機床、航空航天器等對振動環(huán)境非常敏感，振動可嚴(yán)重影響汽車乘駕的舒適性、機床的加工精度、艦船的隱身性，甚至造成航空航天器的損壞。因此隔振技術(shù)尤其是低頻寬頻隔振技術(shù)具有重要的應(yīng)用價值。現(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，申請?zhí)枮?01210145254.3的中國發(fā)明專利申請公開了一種名稱為“滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器”的發(fā)明專利申請，該申請的提供的技術(shù)方案是：主要由具有負(fù)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(fù)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。該隔振器具有較大的靜剛度、卻具有較小的動剛度,?整體系統(tǒng)具有近似動態(tài)準(zhǔn)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，從而擁有良好的低頻隔振效果；并且較大的地擴展了隔振器的有效隔振范圍，可實現(xiàn)大的衰減。但是該專利申請?zhí)峁┑母粽衿鞯慕Y(jié)構(gòu)不夠緊湊，承載量小，無法滿足廣范圍的適用。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的準(zhǔn)零剛度隔振器存在的結(jié)構(gòu)不夠緊湊、承載量小，無法滿足廣范圍的適用的問題，本發(fā)明提供了一種碟形橡膠準(zhǔn)零剛度隔振器。?

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：?

一種蝶形橡膠準(zhǔn)零剛度隔振器，包括底座、上蓋和承載接頭，所述上蓋內(nèi)壁連接有蝶形橡膠，所述碟形橡膠與所述承載接頭和所述上蓋固定連接在一起組成具有負(fù)剛度的彈性元件，所述蝶形橡膠內(nèi)設(shè)有加強筋，所述承載接頭通過壓蓋與具有正剛度的軸向橡膠連接，所述軸向橡膠通過調(diào)整套連接在所述底座上。

進一步的，所述蝶形橡膠與所述上蓋和所述承載接頭采用硫化的方式連接為一體。

進一步的，所述壓蓋與所述承載接頭螺紋連接，所述軸向橡膠以孔配合方式支撐所述壓蓋。?

進一步的，所述調(diào)整套與所述軸向橡膠之間還設(shè)有推力球軸承，所述推力球軸承以孔配合方式支撐所述軸向橡膠。?

進一步的，所述調(diào)整套設(shè)置在所述底座的中心位置，并且所述調(diào)整套與所述底座的連接方式為螺紋連接。?

進一步的，所述調(diào)整套底面設(shè)有六角調(diào)節(jié)孔。?

進一步的，所述碟形橡膠的數(shù)量為多個。?

下面對本發(fā)明的技術(shù)原理做詳細(xì)分析。?

準(zhǔn)零剛度產(chǎn)生的機理：在碟形橡膠中加筋，使之成為類似于碟簧的彈性元件，隨著垂直向下加載，碟形橡膠斜錐面漸漸趨向水平面（平衡位置），可以產(chǎn)生負(fù)剛度（參考圖5），而軸向橡膠則提供正剛度，依據(jù)他們的并聯(lián)關(guān)系，系統(tǒng)合成剛度為：?

?????????????????K=?k_h+?k_v（1.1）

??????式中：

???????K——系統(tǒng)合成剛度

???????k_h——蝶形橡膠剛度

???????k_v——軸向橡膠剛度

只要在平衡位置（這里就是碟形橡膠面處于水平面位置時）所述碟形橡膠提供的負(fù)剛度和軸向橡膠的正剛度一致，就能產(chǎn)生零剛度。這里說的零剛度表示動剛度，當(dāng)被隔振設(shè)備在平衡位置附近做小幅振動時，其動剛度很小，整個系統(tǒng)的固有頻率很低，從而實現(xiàn)大范圍頻率隔振，具有良好的低頻隔振效果。

在圖5中，可以看出軸向橡膠的剛度不是一條水平線，是因為橡膠存在非線性，碟形橡膠的剛度從4.2mm左右就開始變?yōu)樨?fù)剛度，但是通過組合后只有在平衡位置（S=10mm處）系統(tǒng)剛度K才為零。?

根據(jù)彈性力學(xué)理論，碟形彈簧的軸向載荷P與位移變形量f的關(guān)系是：?

??（1.2）??

?式中：

?P——單個彈簧的載荷，N

?t——彈簧厚度，mm

?D——蝶形彈簧的外徑，mm

?f——單片蝶形彈簧的變形量，mm

?h₀——蝶形彈簧壓平時的變形量的計算值，mm