[發明專利]一種豎向隔振裝置

在審

• 申請號: 202010096882.1
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111336204A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 周穎;張增德;陳鵬;劉浩
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F16F3/12
• 分類號: F16F3/12;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明公開了一種豎向隔振裝置，主要包含上連接板、自適應剛度單元、可滑動斜向矩形壓縮彈簧單元、下連接板。自適應剛度單元主要由定位加載環、碟形彈簧、預壓矩形彈簧組成，其中定位加載環和碟形彈簧并聯工作提供豎向負剛度，預壓矩形彈簧提供豎向正剛度，二者配合工作產生自適應剛度；可滑動斜向矩形壓縮彈簧單元由定向線性導軌、斜向矩形壓縮彈簧、萬向節組成，豎向滑塊沿定向線性導軌向下運動，使斜向矩形彈簧發生軸向壓縮變形，通過彈性勢能和動能相互轉化耗散能量。自適應剛度單元與可滑動斜向矩形壓縮彈簧單元并聯工作，協同變形，共同實現豎向隔振。本發明可廣泛應用于軌道交通附近對減振要求較高的建筑物或大中型機械設備。

技術領域

本發明涉及一種豎向隔振裝置，屬于土木工程和機械工程隔振技術領域。

背景技術

隨著我國城鎮化率的提高，城市化逐漸向都市化發展，城市用地緊張，發展軌道交通成為解決都市交通的最有效方式，軌道交通線路會穿過人口聚集地區以及一些城市建筑物，勢必會帶來對建筑物內人員和設備的振動，特別地，對于軌道交通上蓋建筑物的基礎直接布置在地鐵引起的振源激勵上，導致其對環境造成的影響比軌道沿線的建筑物要大，帶來城市軌道交通引起振動舒適度的問題，有必要采取相應的振動控制措施來減小軌道交通對建筑物的豎向振動影響。

另一方面，對于地鐵沿線的建筑物內對振動敏感的大中型精密儀器，要求工作環境苛刻，其運行狀態的好壞直接影響儀器的安全性和數據可靠性，然而城市軌道交通引起的豎向振動會通過工作臺傳遞到機械設備上，影響到機械設備的正常工作，因此也需要采取措施減小大中型機械設備的振動。

對于地鐵沿線對豎向振動敏感的建筑物，目前主要采用橡膠支座和金屬彈簧類裝置，橡膠支座因其豎向剛度大，豎向減振效果不顯著，而傳統的金屬彈簧類裝置豎向剛度小，對于地鐵沿線建筑物需并聯較多的減振裝置，對低頻振動隔離效果有效，但容易產生共振和傳播高頻振動，需要采用其他措施協同隔振。

對于大中型機械設備大多采用金屬彈簧隔振，因其彈簧正負剛度頻率單一，減振機構的減振效果不顯著，且具有較長的減振周期，會影響到設備的穩定性，無法直接應用于軌道交通沿線的大中型機械設備。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種豎向隔振裝置，通過自適應剛度單元與減振裝置并聯工作，協同變形，共同實現豎向隔振。

本發明提供了如下的技術方案：

一種豎向隔振裝置，其特征在于，由上連接板(6)、下連接板(8)、自適應剛度單元和減振裝置組成；

所述下連接板(8)設計成箱式結構，自適應剛度單元和減振裝置安裝于下連接板(8)箱體內，自適應剛度單元和減振裝置兩者并聯設置，且減振裝置布置在自適應剛度單元外圍；上連接板(6)設置于下連接板(8)頂部，用于與被隔振機械設備連接，下連接板(8)通過其底板83與工作臺固定連接；

所述自適應剛度單元包括作動塊(1)、定位加載環(2)、碟形彈簧(3)、預壓矩形彈簧(4)、外套筒(5)，所述碟形彈簧(3)通過定位加載環(2)并聯放置形成碟形彈簧組，預壓矩形彈簧(4)位于碟形彈簧組的軸心，在碟形彈簧組外部設置外套筒(5)，保證碟形彈簧組只發生軸向壓縮變形，并在預壓矩形彈簧(4)上部放置作動塊(1)，傳遞豎向振動，所述作動塊(1)與上連接板(6)通過螺栓一(7)連接，所述外套筒(5)與下連接板(8)的底部(83)通過螺栓二(9)連接；

所述減振裝置包括若干減振功能單元，平面內各個單元圍繞自適應剛度單元均勻布置，各自獨立；

每個減振功能單元包括轉換能量的滑塊機構和用于提供正負剛度的斜向彈簧機構，所述滑塊機構包括線性導軌(10)、豎向滑塊(12)，所述斜向彈簧機構包括圓柱鋼套筒(13)、阻尼橡膠墊(11)、矩形壓縮彈簧(15)、帶螺紋的連接件(16)、傳動套筒(17)、十字軸(18)和傳動軸(19)，其中：