可调载荷金属零刚度隔振器制造技术

本发明专利技术属于机械减振领域，并公开了可调载荷金属零刚度隔振器，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，所述支架外壳组件包括外壳体、预压调节螺母、辅助弹簧端盖和固定顶盖；所述零刚度调节组件包括主弹簧、主弹簧顶盖、防扭铜块、承载杆、输出力传感器和辅助力输出组件；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座、凸轮、辅助弹簧和弹簧推动座，承载杆受到向下压力时，滚动轴承推动凸轮转动、主弹簧的压缩、辅助弹簧的压缩可使得所述隔振器达到零刚度的效果。本发明专利技术在工作点可以实现零刚度的效果，阻尼器还能额外起到减振吸能的效果，本发明专利技术的重量体积小，结构对称，工作过程中无水平位移，便于安装，输出的承载力可调，能广泛应用于动力设备的隔振。

【技术实现步骤摘要】
可调载荷金属零刚度隔振器
本专利技术属于机械减振领域，更具体地，涉及可调载荷金属零刚度隔振器。
技术介绍
隔振是长期以来使用最为广泛的一种振动防护方法，这种方法是通过一个辅助系统将被保护物体与振源隔离开，这个辅助系统包含了一个被称为隔振器的特殊装置。隔振器主要用于动力设备的安装减振，隔振器的作用是减小被隔振物体和振源之间的动态耦合，进而减少振源的不良振动传出或传递给被保护物体。传统的线性隔振器只有在外扰频率大于隔振器固有频率的倍时才能有隔振效果，处理局部、低频外扰时振动控制效果受到结构空间和保证稳定性等限制。时至今日，鉴于线性隔振系统的诸多局限性，非线性隔振越来越受到重视，非线性隔振系统具有诸多线性系统无法比拟的优点，但受限于非线性动力学的研究进展，基础激励下的低频或超低频隔振仍是工程领域面临的难题，为了提高低频隔振效果，就必须降低系统的固有频率，这将导致系统刚度降低，然而，在实际隔振器的设计中，弹簧的刚度系数越小，隔振器的静变形很大，这势必导致设备的稳定性变差。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了可调载荷金属零刚度隔振器，重量体积小，结构对称，工作过程中无水平位移，便于安装。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了可调载荷金属零刚度隔振器，其特征在于，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，其中，所述支架外壳组件包括外壳体、预压调节螺母、辅助弹簧端盖和固定顶盖，所述外壳体的上下两端均敞口，所述预压调节螺母竖直设置并且该预压调节螺母螺纹连接在所述外壳体的底部，所述辅助弹簧端盖安装在所述外壳体的侧壁上，所述固定顶盖安装在所述外壳体的顶部；所述零刚度调节组件包括主弹簧、主弹簧顶盖、防扭铜块、承载杆、输出力传感器和辅助力输出组件，所述主弹簧竖直设置，该主弹簧的下端通过推力轴承压在所述预压调节螺母上，该主弹簧的上端承接所述主弹簧顶盖，所述主弹簧顶盖的边缘设置有缺口槽，所述缺口槽片水平设置有滚动轴承，所述防扭铜块设置在所述主弹簧顶盖的上方并与所述主弹簧顶盖固定连接，所述固定顶盖可限制所述防扭铜块向上的位移，通过改变预压调节螺母拧入外壳体的深度来压缩主弹簧，从而调节所述隔振器的承载能力，该防扭铜块中部竖直设置有贯穿孔并且该贯穿孔内设置有输出力传感器，所述输出力传感器放置在所述主弹簧顶盖上，所述承载杆竖直设置并且该承载杆的下端伸入所述贯穿孔内与所述输出力传感器接触；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座、凸轮、辅助弹簧和弹簧推动座，所述凸轮轴承座安装在所述外壳体内部，所述凸轮通过水平设置的凸轮轴可转动安装在所述凸轮轴承座上，并且所述凸轮的型面与所述滚动轴承相接触，所述滚动轴承的上下移动可带动所述凸轮绕所述凸轮轴转动，所述弹簧推动座通过水平设置的铰轴铰接在所述凸轮上，所述辅助弹簧水平放置在所述辅助弹簧端盖内，所述凸轮的转动可使所述弹簧推动座压缩所述辅助弹簧，承载杆受到向下压力时，主弹簧被压缩并且滚动轴承推动凸轮转动，辅助弹簧也被压缩，主弹簧和辅助弹簧的耦合可使得所述隔振器在减振时实现零刚度的效果。优选地，还包括竖直设置的阻尼器，所述阻尼器包括阻尼器缸体和穿装在阻尼器缸体内的活塞杆，活塞杆的上下两端分别伸出所述阻尼器缸体，活塞杆的上端固定在所述主弹簧顶盖上。优选地，所述外壳体包括外筒体及安装在所述外筒体下部的壳底板，所述外筒体上均匀开设置有窄条状的观察窗。优选地，所述弹簧推动座包括辅助弹簧推杆头部和辅助弹簧推杆，所述辅助弹簧推杆头部通过所述铰轴铰接在所述凸轮上，所述辅助弹簧推杆水平设置，其一端固定在所述辅助弹簧推杆头部而另一端压在所述辅助弹簧上。优选地，还包括非接触式位移传感器，所述非接触式位移传感器固定安装在固定顶盖上，可以测量固定顶盖到主弹簧顶盖的距离，从而测出隔振器在工作状态下主弹簧的变形位移。优选地，所述辅助弹簧端盖内设置有中间垫块组件，所述中间垫块组件包括半球端盖和球头垫块，所述半球端盖具有球形凸面，所述球头垫块具有与所述球形凸面相配合的球形凹面，并且该球形凸面顶住所述球形凹面，所述辅助弹簧压住所述半球端盖，所述半球端盖通过所述球头垫块压在所述辅助弹簧端盖的端部。优选地，所述辅助力输出组件的数量为多个并且它们周向均匀设置，相应地，所述辅助弹簧端盖和中间垫块组件也设置有多个。优选地，所述支架外壳组件还包括安装底座，所述安装底座固定在所述外壳体的底部，所述预压调节螺母的下端伸入所述安装底座内。优选地，所述固定顶盖上设置有方形孔，所述防扭铜块的上部为与所述方形孔相应的方形部，以用于防止所述防扭铜块的转动，所述防扭铜块的下部设置有限位凸台，所述固定顶盖可限制所述限位凸台向上的位置，从而限制所述防扭铜块向上的位移。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)在工作点可以实现零刚度的效果，阻尼器还能额外起到减振吸能的效果，本专利技术的重量体积小，结构对称，工作过程中无水平位移，便于安装，输出的承载力可调，能广泛应用于动力设备的隔振。2)本专利技术配备有多个辅助弹簧，周向刚度均匀。3)本专利技术可以实时监测输出力的大小和主弹簧位移的变化。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的外部整体结构示意图；图3是本专利技术的内部结构示意图；图4是本专利技术的输出力和位移的关系曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。参照图1～图4，可调载荷金属零刚度隔振器，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，其中，所述支架外壳组件包括外壳体5、预压调节螺母11、辅助弹簧端盖6和固定顶盖3，所述外壳体5的上下两端均敞口，所述预压调节螺母11竖直设置并且该预压调节螺母11螺纹连接在所述外壳体5的底部，所述辅助弹簧端盖6安装在所述外壳体5的侧壁上，所述固定顶盖3安装在所述外壳体5的顶部；所述零刚度调节组件包括主弹簧4、主弹簧顶盖21、防扭铜块2、承载杆1、输出力传感器23和辅助力输出组件，所述主弹簧4竖直设置，该主弹簧4的下端通过推力轴承8压在所述预压调节螺母11上，该主弹簧4的上端承接所述主弹簧顶盖21，所述主弹簧顶盖21的边缘设置有缺口槽，所述缺口槽片水平设置有滚动轴承20，所述防扭铜块2设置在所述主弹簧顶盖21的上方并与所述主弹簧顶盖21固定连接，该防扭铜块2上竖直设置有贯穿孔并且该贯穿孔内设置有输出力传感器23，所述输出力传感器23放置在所述主弹簧顶盖21上，所述承载杆1竖直设置并且该承载杆1的下端伸入所述贯穿孔内与所述输出力传感器23接触；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座7、凸轮19、辅助弹簧16和弹簧推动座，所述凸轮轴承座7安装在所述外壳体5内部，所述凸轮19通过水平设置的凸轮轴可转动安装在所述凸轮轴承座7上，并且所述凸轮19的型面与所述滚动轴承20相接触，所述滚动轴承20的上下移动可带动所述凸轮19绕所述凸轮轴转动，所述弹簧推动座通过水平设置的铰轴13铰接在所述凸轮19上，所述辅助弹簧16水平放置在所述辅助弹簧端盖6内，所述凸轮19的转动可使所述弹簧推动座压缩所述辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可调载荷金属零刚度隔振器，其特征在于，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，其中，所述支架外壳组件包括外壳体、预压调节螺母、辅助弹簧端盖和固定顶盖，所述外壳体的上下两端均敞口，所述预压调节螺母竖直设置并且该预压调节螺母螺纹连接在所述外壳体的底部，所述辅助弹簧端盖安装在所述外壳体的侧壁上，所述固定顶盖安装在所述外壳体的顶部；所述零刚度调节组件包括主弹簧、主弹簧顶盖、防扭铜块、承载杆、输出力传感器和辅助力输出组件，所述主弹簧竖直设置，该主弹簧的下端通过推力轴承压在所述预压调节螺母上，该主弹簧的上端承接所述主弹簧顶盖，所述主弹簧顶盖的边缘设置有缺口槽，所述缺口槽片水平设置有滚动轴承，所述防扭铜块设置在所述主弹簧顶盖的上方并与所述主弹簧顶盖固定连接，所述固定顶盖可限制所述防扭铜块向上的位移，通过改变预压调节螺母拧入外壳体的深度来压缩主弹簧，从而调节所述隔振器的承载能力，该防扭铜块中部竖直设置有贯穿孔并且该贯穿孔内设置有输出力传感器，所述输出力传感器放置在所述主弹簧顶盖上，所述承载杆竖直设置并且该承载杆的下端伸入所述贯穿孔内与所述输出力传感器接触；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座、凸轮、辅助弹簧和弹簧推动座，所述凸轮轴承座安装在所述外壳体内部，所述凸轮通过水平设置的凸轮轴可转动安装在所述凸轮轴承座上，并且所述凸轮的型面与所述滚动轴承相接触，所述滚动轴承的上下移动可带动所述凸轮绕所述凸轮轴转动，所述弹簧推动座通过水平设置的铰轴铰接在所述凸轮上，所述辅助弹簧水平放置在所述辅助弹簧端盖内，所述凸轮的转动可使所述弹簧推动座压缩所述辅助弹簧，承载杆受到向下压力时，主弹簧被压缩并且滚动轴承推动凸轮转动，辅助弹簧也被压缩，主弹簧和辅助弹簧的耦合可使得所述隔振器在减振时实现零刚度的效果。...

【技术特征摘要】
1.可调载荷金属零刚度隔振器，其特征在于，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，其中，所述支架外壳组件包括外壳体、预压调节螺母、辅助弹簧端盖和固定顶盖，所述外壳体的上下两端均敞口，所述预压调节螺母竖直设置并且该预压调节螺母螺纹连接在所述外壳体的底部，所述辅助弹簧端盖安装在所述外壳体的侧壁上，所述固定顶盖安装在所述外壳体的顶部；所述零刚度调节组件包括主弹簧、主弹簧顶盖、防扭铜块、承载杆、输出力传感器和辅助力输出组件，所述主弹簧竖直设置，该主弹簧的下端通过推力轴承压在所述预压调节螺母上，该主弹簧的上端承接所述主弹簧顶盖，所述主弹簧顶盖的边缘设置有缺口槽，所述缺口槽片水平设置有滚动轴承，所述防扭铜块设置在所述主弹簧顶盖的上方并与所述主弹簧顶盖固定连接，所述固定顶盖可限制所述防扭铜块向上的位移，通过改变预压调节螺母拧入外壳体的深度来压缩主弹簧，从而调节所述隔振器的承载能力，该防扭铜块中部竖直设置有贯穿孔并且该贯穿孔内设置有输出力传感器，所述输出力传感器放置在所述主弹簧顶盖上，所述承载杆竖直设置并且该承载杆的下端伸入所述贯穿孔内与所述输出力传感器接触；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座、凸轮、辅助弹簧和弹簧推动座，所述凸轮轴承座安装在所述外壳体内部，所述凸轮通过水平设置的凸轮轴可转动安装在所述凸轮轴承座上，并且所述凸轮的型面与所述滚动轴承相接触，所述滚动轴承的上下移动可带动所述凸轮绕所述凸轮轴转动，所述弹簧推动座通过水平设置的铰轴铰接在所述凸轮上，所述辅助弹簧水平放置在所述辅助弹簧端盖内，所述凸轮的转动可使所述弹簧推动座压缩所述辅助弹簧，承载杆受到向下压力时，主弹簧被压缩并且滚动轴承推动凸轮转动，辅助弹簧也被压缩，主弹簧和辅助弹簧的耦合可使得所述隔振器在减振时实现零刚度的效果。2.根据权利要求1所述的可调载荷金属零刚度隔振器，其特征在于，还包括竖直设置的阻尼器，所述阻尼器包括阻尼器缸体和穿装在阻尼器缸体内的活塞杆，活塞杆的上下两端分别伸出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，张琳，王晓斌，赵成，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42