[實用新型]一種正負剛度并聯低頻隔振器

有效

• 申請號: 201520935255.7
• 申請日: 2015-11-21
• 公開（公告）號: CN205278200U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 劉彥琦;曹東興;史曉峰;張偉
• 申請（專利權）人: 北京市勞動保護科學研究所;北京工業大學;盧繼華
• 主分類號: F16F7/00
• 分類號: F16F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種正負剛度并聯低頻隔振器，尤其涉及一種傾斜彈簧負剛度結構的低頻隔振器，本實用新型可廣泛應用于機械工業、光學工業、半導體工業、感光化學等領域儀器設備的低頻振動控制技術領域。

背景技術

目前，城市軌道交通作為緩解城市交通壓力的最有效方式之一，得到了迅猛發展。然而，其誘發的環境振動卻日益嚴重：列車運行時對軌道重力加載產生的沖擊，將造成軌道結構振動，振動沿軌枕、道床、地基等傳到建筑物、儀器設備等，將導致嚴重的環境振動。這些環境振動中，低頻振動是環境振動治理的難點。

另一方面，隨著動力機械大型化、輕量化的發展，零部件的柔度不斷加大，柔彈性體導致的低頻振動問題日益嚴重。而傳統線性剛度隔振技術只有在(，ω，ω_n分別為激勵頻率和系統的固有頻率)才有隔振效果；即系統零部件柔度加大，導致上述公式左邊極具變小，即需要抗低頻振動，而大型機械高承載條件下的固有頻率往往保持不變，這樣就出現系統固有頻率高引發的抗低頻、隔離低頻振動效果差的問題；嚴重時甚至出現靜變形過大及失穩。因此，傳統鋼彈簧隔振器在隔離軌道低頻振動時會出現靜變形過大的問題，面臨不能兼顧和低頻隔振兩方面的重大挑戰。

為了提高低頻隔振能力就必須降低系統的固有頻率，這又將導致系統剛度的降低，必然會引起系統的承載能力的下降。因此傳統線性隔振器在隔離低頻、超低頻振動時，面臨著低剛度與大靜變形兩方面的矛盾。為了減少低頻振動在工程中的危害，人們研究了各種減振方法，并產生了相應的各種振動控制裝置，經檢索，相關度大的文獻如下：

(1)在《振動與沖擊》2011年第30卷第1期文章“新型超低頻非線性被動隔振系統的設計”文章中，根據正負剛度并聯隔振的剛度表達式及平衡位置處零剛度條件，設計了非線性剛度的超低頻被動隔振系統，解決了抗超低頻振動的難題。然而，該文章的正負剛度并聯機構的鉸接連桿只能隔離豎直向下方向的激勵，具有負剛度結構設計和實現單一、不靈活的缺陷。

(2)公開號為CN101871505A，題為：“一種正負剛度并聯三平移振動與沖擊隔離平臺”的發明專利，公開了一種正負剛度并聯的三平移振動與沖擊隔離平臺，具有承載能力大、穩定性高、體積小、固有頻率低、阻尼可控，制作和維護成本低等優點。

(3)公開號為CN202520846U，題為：“一種針對基礎激勵的低頻隔振器”的實用新型專利，提出了一種利用四個傾斜線性彈簧以及一個垂直線性彈簧提供恢復力的低頻隔振器，通過合理設計垂直彈簧和傾斜彈簧的剛度系數及幾何參數，使得系統在靜平衡位置處的剛度為零，達到系統動態小剛度的目的，實現低頻或超低頻隔振，該隔振器僅由線彈簧構成，所以結構簡單緊湊，易于實現工程化。然而，此種在超低頻隔振要求復雜，系統組成復雜且狀態多變的今天，單一依據原理擴展出來的低頻隔振系統，顯得結構過于簡單，適應性、靈活性及可擴展性弱。

(4)公開號為CN202520848U，標題為“一種基于正負剛度彈簧并聯的超低頻隔振器”的實用新型專利，公開了一種基于正負剛度彈簧并聯的超低頻隔振器，由導向柱、套蓋、滑塊、負剛度彈簧、下蓋、導向座、滾珠和主彈簧構成，本實用新型可實現高靜剛度、低動態剛度的特性，實現零赫茲超低頻隔振，并且隔振性能可調；采用滾珠實現滾動摩擦，減小摩擦阻力；本實用新型可作為一個部件配備使用，適用于承受振動激勵的環境，尤其是低頻振動激勵的環境，如車輛座椅、懸架，精密儀器隔振、減振抗震等。但是該隔振器的負剛度特性頻率范圍取決于套蓋處開設的負剛度彈簧的安裝孔的深度，不能自由進行負剛度的調節，具有非常大的限制性，只能隔離特定頻率或頻率段的低頻振動。

(5)公開號為CN203641365U，標題為“一種準零剛度隔振器”的實用新型公開了一種準零剛度隔振器，利用四個水平彈簧以及一個豎直彈簧提供恢復力，利用滾輪-凸輪裝置連接水平移動裝置與豎直移動裝置，組成一個非線性幾何機構；通過合理設計豎直彈簧和水平彈簧的剛度系數，及調節水平彈簧的壓縮量，使系統在靜平衡位置處的剛度為零，從而實現低頻或超低頻隔振。該隔振器具有大靜剛度小動剛度特征，動靜剛度比很低，不僅可實現低頻隔振，還可承受較大的設備重量，且結構簡單、加工制造方便，易于實現工程化。本實用新型隔振器對于工程加工及安裝精度有非常高的要求。