一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器属于精密测量和精密机械/光学加工领域，是在传统的空气弹簧隔振器内部配装磁阻尼运动转换器，所述磁阻尼运动转换器由顶、中、底三块永磁铁、上、下平面轴承、飞轮质量块、螺母、底座装配构成；本器在负载振动过程中将负载垂向振动转化成永磁铁之间的相对运动，提供了一定的磁阻尼和机械阻尼，使振动信号快速平稳衰减，而且由于在引入永磁铁不改变空气弹簧刚度的基础上，可以进一步降低隔振器的固有频率，大幅度提高了大承载下隔振系统的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器属于精密测量和精密机械/光学加工领域，是在传统的空气弹簧隔振器内部配装磁阻尼运动转换器，所述磁阻尼运动转换器由顶、中、底三块永磁铁、上、下平面轴承、飞轮质量块、螺母、底座装配构成；本器在负载振动过程中将负载垂向振动转化成永磁铁之间的相对运动，提供了一定的磁阻尼和机械阻尼，使振动信号快速平稳衰减，而且由于在引入永磁铁不改变空气弹簧刚度的基础上，可以进一步降低隔振器的固有频率，大幅度提高了大承载下隔振系统的稳定性。【专利说明】—种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器
本专利技术属于精密测量和精密机械/光学加工领域，主要涉及一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器。
技术介绍
在诸如光电子、生命科学、纳米技术以及微电子等研究领域中，对环境振动的要求是非常苛刻的，特别是相对比较低的频率振动是隔减振技术需要面对的关键问题。在实验室中，特别是超洁净实验室中的精密测量设备和光学实验系统面临的往往是频率比较低，幅值也比较低的振动信号。普通的空气弹簧隔振器的特点是隔振器自身系统刚度指标要尽可能的低，如果刚度足够低，空气弹簧隔振器可以对环境中低于IHz以下的振动噪声都可以进行隔离，当然频率为IHz以上的振动噪声可以实现完全隔离。空气弹簧隔振器通常达到两种隔振效果:一种避免载荷受到外界环境振动噪声的影响，隔离外界振动噪声；一种是载荷本身为具有运动或振动状态，空气弹簧隔振器要快速衰减载荷的振动，并防止振动对外界环境产生影响。比如原子力显微镜可探测纳米尺度，但必须对环境振动噪声进行隔离，此为第一种隔振效果；在半导体加工领域，晶圆需要高速高加减速度的运动，承载晶圆的工件台将产生较大的发作用力，作为空气弹簧隔振器就需要对工件台产生的振动扰动具有快速衰减的能力，否则无法进行纳米精度的光刻，所以隔振器要提供阻尼特性。 现有的普通空气弹簧隔振器的结构组成包括主气室、副气室和橡胶囊等，并通过主、副气室之间的小孔提供有限的阻尼效果，这种结构一直延续到今天还在使用。基于此结构的空气弹簧隔振器如果刚度较低，那么在被支撑的载荷重量作用下将使空气弹簧隔振器产生较大的变形量，且频率越低的振动信号使空气弹簧隔振器产生的变形量越大，这样的变形量使系统容易出现大幅度运动，这种运动包括垂向运动、平动和摆动等，也就是由于空气弹簧隔振器低刚度将导致系统的不稳定。
技术实现思路
本专利技术目的就是实现被动隔振方式中空气弹簧隔振器低刚度与空气弹簧隔振器小变形量的兼顾，引入“虚惯性元件”，设计提供一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器，达到被动隔振方式中系统具有小于1.5HZ较低的固有频率且系统不会出现失稳工作状态的目的，特别是当隔振系统中载荷为动载荷时，使具有运动转换器的空气弹簧隔振系统具有较低的固有频率，可迅速衰减载荷引起的振动，并且隔振器的位移变化量较小。 本专利技术的技术方案是:一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器，所述低频空气弹簧隔振器由上盖板、空气弹簧橡胶囊、下盖板和气缸构成；其中，在气缸上端部上通过下盖板密封固装空气弹簧橡胶囊，所述气缸内的副气室与空气弹簧橡胶囊内的主气室连通，在所述空气弹簧橡胶囊上端部上密封固装上盖板，在气缸侧壁上设置压缩空气进气口，节流孔设置在气缸的副气室内，将副气室分隔成上、下气室；运动转换器的结构是:在飞轮质量块中心通孔内固装螺母，上平面轴承和下平面轴承分别配置在飞轮质量块的上、下端部处，呈接触配合，构成运动转换器；通过底座与下平面轴承的接触配合将运动转换器整体安装在气缸上端部上，并位于空气弹簧橡胶囊的主气室内，所述上、下平面轴承的圆周外侧面与气缸固接，丝杠安装在螺母螺纹孔内，在所述丝杠上端部上安装中间永磁铁，通过固装在上盖板上的顶部永磁铁与固装在上平面轴承上的底部永磁铁构成磁力闭合结构，中间永磁铁悬浮在顶部永磁铁和底部永磁铁之间，所述中间永磁铁与顶部永磁铁和底部永磁铁相对应的部分极性相同，丝杠下端部可转动的支撑插配在底座孔内。 本专利技术的技术创新性及产生的良好效果在于:该专利技术是在被动隔振基础上，通过在空气弹簧内部增加一磁阻尼运动转换器，使空气弹簧隔振器隔振性能增加了四个新特性:①固有频率进一步降低对于载荷带来的扰动，可以快速抑制；③没有增加额外的主动元件，原空气弹簧隔振器的可靠性和实用性优势没有改变；④采用磁阻尼结构使运动转换器与空气弹簧上盖板隔离，所以运动转换器不影响空气弹簧橡胶囊的刚度。本隔振器具有结构紧凑合理、隔振效果好、耐用可靠的特点。 【专利附图】【附图说明】 : 图1是现有空气弹簧隔振器结构示意图； 图2是一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器结构示意图； 图3是运动转换器结构示意图； 图4是永磁体之间作用力示意图； 图中件号:1_空气弹簧橡胶囊；2-气缸；3_主气室；4_副气室；5_节流孔；6-上盖板；7_下盖板；8_运动转换器；8a-上平面轴承；8b-飞轮质量块；8c-下平面轴承；8d_螺母；8e-底座；9_顶部永磁铁；10_丝杠；11-压缩空气进气口 ；12_中间永磁铁；13-底部永磁铁 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术实施方案作进一步详细说明: 一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器，所述空气弹簧隔振器由一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器，所述低频空气弹簧隔振器由上盖板6、空气弹簧橡胶囊1、下盖板7和气缸2构成；其中，在气缸2上端部上通过下盖板7密封固装空气弹簧橡胶囊1，所述气缸2内的副气室4与空气弹簧橡胶囊I内的主气室3连通，在所述空气弹簧橡胶囊I上端部上密封固装上盖板6，在气缸2侧壁上设置压缩空气进气口 11，节流孔5设置在气缸2的副气室4内，将副气室4分隔成上、下气室；运动转换器8的结构是:在飞轮质量块8b中心通孔内固装螺母8d，上平面轴承8a和下平面轴承8c分别配置在飞轮质量块8b的上、下端部处，呈接触配合，构成运动转换器8 ;通过底座Se与下平面轴承Sc的接触配合将运动转换器8整体安装在气缸2上端部上，并位于空气弹簧橡胶囊I的主气室3内，所述上、下平面轴承8a，8c的圆周外侧面与气缸2固接，丝杠10安装在螺母8d螺纹孔内，在所述丝杠10上端部上安装中间永磁铁12，通过固装在上盖板6上的顶部永磁铁9与固装在上平面轴承8a上的底部永磁铁13构成磁力闭合结构，中间永磁铁12悬浮在顶部永磁铁9和底部永磁铁13之间，所述中间永磁铁12与顶部永磁铁9和底部永磁铁13相对应的部分极性相同，丝杠10下端部可转动的支撑插配在底座Se孔内。 工作时，由于顶部永磁铁9、中间永磁铁12和底部永磁铁13为同极磁铁，三者之间的相互作用力为斥力，所以中间永磁铁12悬浮于顶部永磁铁9和底部永磁铁13之间,使底部永磁铁13磁场强度大于顶部永磁铁9磁场强度,用于克服中间永磁铁12和丝杠10的重力。当空气弹簧隔振器处于初始状态时，空气弹簧橡胶囊I内无压缩空气，中间永磁铁12所受力为F1 ;当空气弹簧隔振器处于工作状态时，空气弹簧橡胶囊I内含有一定压力的压缩空气，顶部永磁铁9远离中间永磁铁12，当顶部永磁铁9位置高于S1后，中间永磁铁12所受力为0，此时空气弹簧隔振器处于被动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种配装磁阻尼运动转换器的低频空气弹簧隔振器，所述低频空气弹簧隔振器由上盖板(6)、空气弹簧橡胶囊(1)、下盖板(7)和气缸(2)构成；其中，在气缸(2)上端部上通过下盖板(7)密封固装空气弹簧橡胶囊(1)，所述气缸(2)内的副气室(4)与空气弹簧橡胶囊(1)内的主气室(3)连通，在所述空气弹簧橡胶囊(1)上端部上密封固装上盖板(6)，在气缸(2)侧壁上设置压缩空气进气口(11)，节流孔(5)设置在气缸(2)的副气室(4)内，将副气室(4)分隔成上、下气室；其特征在于：运动转换器(8)的结构是：在飞轮质量块(8b)中心通孔内固装螺母(8d)，上平面轴承(8a)和下平面轴承(8c)分别配置在飞轮质量块(8b)的上、下端部处，呈接触配合，构成运动转换器(8)；通过底座(8e)与下平面轴承(8c)的接触配合将运动转换器(8)整体安装在气缸(2)上端部上，并位于空气弹簧橡胶囊(1)的主气室(3)内，所述上、下平面轴承(8a，8c)的圆周外侧面与气缸(2)固接，丝杠(10)安装在螺母(8d)螺纹孔内，在所述丝杠(10)上端部上安装中间永磁铁(12)，通过固装在上盖板(6)上的顶部永磁铁(9)与固装在上平面轴承(8a)上的底部永磁铁(13)构成磁力闭合结构，中间永磁铁(12)悬浮在顶部永磁铁(9)和底部永磁铁(13)之间，所述中间永磁铁(12)与顶部永磁铁(9)和底部永磁铁(13)相对应的部分极性相同，丝杠(10)下端部可转动的支撑插配在底座(8e)孔内。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲展，
申请(专利权)人：哈尔滨恒信防微振技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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