[發(fā)明專利]一種磁流變精密機床隔振器

有效

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• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN105927696B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉延斌;韓秀英;王亞威;馬佳佳;韓建海;張彥斌
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/512
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司41119
• 代理人: 陳曉輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁流變精密機床隔振器。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，航空航天、光學(xué)工業(yè)、集成電路制造等行業(yè)已進(jìn)入精密、超精密時代，其加工機床對環(huán)境振動極為敏感，隔振要求極為苛刻，例如，航天工業(yè)中陀螺儀所需的軸承、光學(xué)工業(yè)中光學(xué)鏡面等的加工精度已達(dá)到亞微米級以上，尺寸精度高于0.1μm，加工表面粗糙度Ra小于0.03μm，其加工環(huán)境必須滿足超靜的要求，再如集成電路制造工業(yè)，0.07μm線寬的64G動態(tài)隨機存儲器（DRAM）已經(jīng)問世，其光刻工序要求1～100Hz頻寬內(nèi)的振動速度必須控制在1μm/s以內(nèi)，因此，對于航空航天、光學(xué)工業(yè)、集成電路制造等行業(yè)而言，必須研制高品質(zhì)的隔振器以消除或隔離掉加工機床的環(huán)境振動及各種干擾。目前我國精密機床隔振器在技術(shù)上亟待解決的主要問題之一就是隔振的寬頻高效性：精密機床的環(huán)境振動較為復(fù)雜，頻寬約為0～100Hz，包括0～1Hz的大地脈動，實驗人員走動引起的1～3Hz振動，通風(fēng)管道、變壓器和馬達(dá)引起的6～65Hz振動，建筑物自身的10～100Hz振動，因此精密機床隔振器不僅要對中高頻的干擾具有良好的隔振效果, 而且要對低頻和超低頻干擾也能進(jìn)行有效的隔離。

中國專利CN101089418A（公開日為2007年12月19日）公開了一種磁流變隔振器，包括活塞桿、橡膠主簧、油缸、橡膠底模、勵磁線圈、磁流變液，勵磁線圈產(chǎn)生的磁場強度發(fā)生變化時，磁流變液體的粘度會發(fā)生相應(yīng)的變化，可以實現(xiàn)一定范圍內(nèi)阻尼力的連續(xù)變化。橡膠底模壓合在油缸底部端面上，在工作過程中依靠其彈性補償上下液室體積變化。作為主要支撐構(gòu)件的橡膠主簧需要有足夠的支撐剛度才能支撐載荷，因此很難將隔振系統(tǒng)的固有頻率降得很低，這樣就影響了系統(tǒng)的低頻隔振能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種磁流變精密機床隔振器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的低頻隔振能力差的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明磁流變精密機床隔振器的技術(shù)方案如下：磁流變精密機床隔振器，包括活塞桿、橡膠主簧，活塞桿沿上下方向穿設(shè)在所述的橡膠主簧上，還包括套設(shè)在所述活塞桿上的位于所述橡膠主簧上方的與橡膠主簧并聯(lián)的上蝶形彈簧，所述活塞桿上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述上蝶形彈簧使其處于負(fù)剛度狀態(tài)的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。

所述磁流變精密機床隔振器還包括具有朝上開口的用于盛放磁流變液的殼體，所述橡膠主簧裝配在所述殼體的開口內(nèi)，所述殼體內(nèi)于底部設(shè)有橡膠底膜，所述橡膠底膜、橡膠主簧及位于橡膠底膜、橡膠主簧之間的殼體部分三者之間形成磁流變液腔體。

所述活塞桿下端設(shè)有活塞、連接件，所述活塞具有上下貫通的供所述活塞桿插入的插裝孔，所述連接件位于所述插裝孔內(nèi)，所述活塞包括可拆連接在一起的活塞上合板、活塞下合板，所述活塞通過所述連接件連接在活塞桿上，所述連接件包括橡膠圈、位于橡膠圈下方的下蝶形彈簧，所述活塞桿上于下蝶形彈簧的下方設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述下蝶形彈簧使其處于負(fù)剛度狀態(tài)的調(diào)節(jié)螺母。

所述殼體內(nèi)設(shè)有上擠壓板、下擠壓板，所述上擠壓板、下擠壓板分別位于活塞的上下兩側(cè)，所述上擠壓板、下擠壓板上均設(shè)有上下貫通的供活塞桿上下穿過的通過孔，所述活塞位于上擠壓板、下擠壓板之間的中部位置。

所述殼體內(nèi)于上擠壓板、下擠壓板之間設(shè)有勵磁線圈，所述勵磁線圈位于所述活塞的外圍。

所述殼體包括可拆連接在一起的上殼體、下殼體。

所述活塞桿上部螺紋裝配有用于調(diào)節(jié)活塞桿的上下位移的調(diào)節(jié)套筒。

所述上蝶形彈簧套設(shè)在調(diào)節(jié)套筒上，所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)為螺母。

所述橡膠主簧內(nèi)設(shè)有加強塊，所述加強塊套設(shè)在所述調(diào)節(jié)套筒上。

所述加強塊上設(shè)有用于向殼體內(nèi)注入磁流變液的注液口及封堵所述注液口的封堵螺釘或封堵塞。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在現(xiàn)有的橡膠主簧的基礎(chǔ)上，設(shè)置一個與橡膠主簧并聯(lián)的上蝶形彈簧，在使用時，通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)可以使上蝶形彈簧產(chǎn)生預(yù)變形，獲得所需的負(fù)剛度，這樣可以在保證隔振器在有足夠的支撐剛度下，降低隔振器的運動剛度，實現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)的動靜剛度解耦，可以有效降低隔振系統(tǒng)的固有頻率。通過合理設(shè)計上蝶形彈簧的高厚比，調(diào)節(jié)上蝶形彈簧的預(yù)變形量，可以使隔振系統(tǒng)平衡位置處的運動剛度接近于零，從而實現(xiàn)超低頻隔振。解決了現(xiàn)有技術(shù)中的低頻隔振能力差的技術(shù)問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明磁流變精密機床隔振器的結(jié)構(gòu)示意圖。