一种准零刚度隔振器制造技术

本发明专利技术公开了一种准零刚度隔振器，克服了目前线性隔振系统不能在保持必要承载能力的同时降低起始隔振频率的问题，其包括负刚度机构与正刚度机构；负刚度机构包括2套定关节结构、支撑结构、板簧、底板、4个直线轴承、2个轴承连接块、载物台与带颈法兰、4个短销与5个2号短轴；2套定关节结构安装在支撑结构中竖轴的两侧与2横轴之间，2套定关节结构的短杆一端通过轴承连接块中的直线轴承和2根横轴连接，2套定关节结构的长杆下端和套装在竖轴下端并位于固定块上方的底板采用短销连接；叠置的带颈法兰、板簧与载物台螺栓连接，带颈法兰与竖轴顶端螺纹连接；正刚度机构套装在竖轴上，其顶端和4个十字连接器的底端接触，其底端安装在底板上。

A quasi zero stiffness vibration isolator

【技术实现步骤摘要】
一种准零刚度隔振器
本专利技术涉及一种属于低频隔振领域的装置，更确切地说，本专利技术涉及一种正负刚度并联的非线性的准零刚度隔振器。
技术介绍
实际工程中，一些高精度机械设备在使用中需要将基础传递给设备的振动隔离，以确保设备必要的精度，为了隔离这种振动，传统的隔振方法是在设备与支撑结构连接处加装弹簧、橡胶垫(阻尼)进行线性隔振。由振动理论可知，线性隔振方法的起始隔振频率是其固有频率的倍。由此，要实现更低频域内的隔振只能降低隔振系统的固有频率，对线性隔振系统而言即是降低其刚度，但低刚度会使系统产生较大的静位移。准零刚度隔振器利用正刚度与负刚度机构并联实现整体隔振系统的低动刚度，继而，根据隔振系统固有频率表达式刚度降低使得隔振系统有更低的固有频率。与有相同静承载能力的线性隔振系统相比，准零刚度隔振器对更低频域的振动也有隔离效果，同时又保持着较高的静刚度，能承载一定重量的负载。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的线性隔振系统不能在保持必要承载能力的同时降低起始隔振频率的问题，提供了一种准零刚度隔振器。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种准零刚度隔振器包括负刚度机构与正刚度机构；所述的负刚度机构包括2套结构相同的定关节结构、支撑结构、板簧、底板、4个结构相同的直线轴承、2个结构相同的轴承连接块、载物台、带颈法兰、4个结构相同的短销与5个结构相同的2号短轴；所述的正刚度机构包括弹簧、1号弹簧底座与2号弹簧底座；所述的2套结构相同的定关节结构对称地安装在支撑结构中竖轴的左右两侧并位于支撑结构中2根结构相同的横轴之间，2套结构相同的定关节结构中的短杆的一端通过安装在轴承连接块中的直线轴承和2根结构相同的横轴套装连接，2套结构相同的定关节结构中的长杆的下端和套装在竖轴下端的并位于支撑结构中固定块上方的底板采用短销连接；从下至上叠置的带颈法兰、板簧与载物台采用螺栓连接，带颈法兰与竖轴的顶端螺纹连接，板簧的底端面和2套结构相同的定关节结构中的4个结构相同的轴承接触连接；正刚度机构套装在竖轴上，正刚度机构顶端通过1号弹簧底座和4个结构相同的置于2根结构相同的横轴中部的十字连接器的底端面接触连接，正刚度机构底端通过2号弹簧底座安装在底板上，弹簧安装在1号弹簧底座与2号弹簧底座之间。技术方案中所述的定关节结构还包括3个结构相同的‘I’型接头、3个结构相同的‘Y’型接头、2个结构相同的圆管夹、1号短轴与固定杆；所述的长杆的两端与2个结构相同的‘I’型接头螺纹连接；短杆的两端和‘I’型接头与‘Y’型接头螺纹连接；固定杆的两端和2个结构相同的‘Y’型接头螺纹连接；长杆的一端与短杆安装‘Y’型接头的一端采用1号短轴连接，2个结构相同的轴承套装在伸出‘Y’型接头上的‘Y’型光孔的短轴的两端上；固定杆的两端通过2个结构相同的‘Y’型接头与套装在长杆与短杆上的2个结构相同的圆管夹的一端采用短销连接。技术方案中所述的支撑结构还包括4个结构相同的‘I’型接头、9个结构相同的十字连接器与两根相同的固定轴；3根结构相同的短轴分别通过2个竖置的结构相同的十字连接器平行地固定在两根结构相同的横轴的左右两端及中间位置；确切地说：短轴的两端分别经十字连接器垂直地连接在2根结构相同的横轴上，其中固定在两根结构相同的横轴中间位置的2号短轴(21)通过1个横置的十字连接器与竖轴空间垂直交叉连接，使得2根结构相同的横轴平行对正地固定在竖轴的前后两侧且空间垂直交叉；处于2根结构相同的横轴中间位置的竖轴的右侧固定的两个十字连接器用于和2根结构相同的横轴中间位置的竖轴的左侧固定的两个十字连接器形成一个底平面，该底平面与1号弹簧底座接触连接；2根结构相同的固定轴连接‘I’型接头的一端采用2根结构相同的短销和固定块的两端连接，2根结构相同的固定轴连接‘I’型接头的另一端采用2根结构相同的2号短轴和安装在2根结构相同的横轴两端的对称的2个结构相同的十字连接器相连接，竖轴的上端与带颈法兰螺纹连接，竖轴的下端与固定块螺纹连接。技术方案中所述的十字连接器为长方体形状的结构件，十字连接器两端设置有结构相同的光通孔，2个结构相同的光通孔的回转轴线为空间交叉垂直，2个结构相同的光通孔的回转轴线距左、右端面的距离相等，沿2个结构相同的光通孔的径向并垂直于左、右端面设置有等厚度的间隙，该间隙和2个结构相同的光通孔连通，在间隙的两侧壁中的一侧壁上设置有螺纹孔，在间隙的两侧壁中的另一侧壁上设置有安装螺栓的光孔，采用螺栓插入一侧壁上的光通孔中再与另一侧壁上的螺纹孔连接。技术方案中所述的固定块为长方体形状的结构件，固定块的两端对称地设置有结构相同的‘U’字形凹槽，2个结构相同的‘U’字形凹槽的槽壁上对称地设置有回转轴线共线的光通孔，固定块的中心处设置有与竖轴的螺纹端部配合的中心螺纹孔，中心螺纹孔的回转轴线与固定块两端‘U’字形凹槽的槽壁上设置的光通孔的回转轴线为空间交叉垂直。技术方案中所述的底板包括底座与4个结构相同的凸耳；所述的底座为一块长方形板件，底座的中心处设置一个2段式阶梯通孔，小直径段光通孔的直径与竖轴直径相等，两者之间为滑动配合，大直径段光孔与2号弹簧底座的外径相等，2段式阶梯通孔四周对称地设置有4个光通孔，4个光通孔的中心连线为和底座同对称轴线的四边形；所述的凸耳为一个长方形的板件，凸耳的一端设置有光通孔，光通孔的回转轴线距凸耳的另一端即所安装的底座的距离大，4个结构相同的长方形的凸耳竖直地安装在底座上，4个结构相同的长方形的凸耳相对于底座的纵横对称线平行对称地布置。技术方案中所述的轴承连接块为U字形结构件，轴承连接块的上端设置有凹槽，在两个槽壁上设置有回转轴线共线的槽壁光通孔，轴承连接块的槽底壁上设置有回转轴线平行对称的2个结构相同的槽底壁光通孔，槽底壁光通孔的直径与带法兰直线轴承中的圆环体的外径相等，2个槽底壁光通孔的上方与下方分别设置有螺纹连接孔；2个螺纹连接孔与带法兰直线轴承中的法兰座上的2个光通孔对正。技术方案中所述的1号弹簧底座包括1号底部圆盘与1号空心圆柱体；所述的1号底部圆盘的中心处设置有1号光通孔，1号光通孔的直径与竖轴的直径相等，两者配装，1号底部圆盘的底面和2个结构相同的横轴中部固定4个结构相同的十字连接器的底端面所形成的平面相接触；所述的1号空心圆柱体的外径与弹簧的内径相等；1号空心圆柱体的一端与1号底部圆盘的上表面连成一体，1号空心圆柱体、1号光通孔与1号底部圆盘的回转轴线共线。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的一种准零刚度隔振器可实现高静刚度低动刚度的要求，在保持承载能力的同时拓宽了隔振频率范围；2.本专利技术所述的一种准零刚度隔振器相较于其他准零刚度隔振器有更宽的准零刚度区间，对低频大幅值的振动也有较好的隔离作用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1为本专利技术所述的一种准零刚度隔振器结构组成的轴测投影视图图2为本专利技术所述的一种准零刚度隔振器中所采用的定关节结构结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述的一种准零刚度隔振器包括负刚度机构与正刚度机构；/n所述的负刚度机构包括2套结构相同的定关节结构(1)、支撑结构(2)、板簧(3)、底板(4)、4个结构相同的直线轴承(5)、2个结构相同的轴承连接块(6)、载物台(7)、带颈法兰(8)、4个结构相同的短销(22)与5个结构相同的2号短轴(21)；/n所述的正刚度机构包括弹簧(9)、1号弹簧底座(101)与2号弹簧底座(102)；/n所述的2套结构相同的定关节结构(1)对称地安装在支撑结构(2)中竖轴(23)的左右两侧并位于支撑结构(2)中2根结构相同的横轴(24)之间，2套结构相同的定关节结构(1)中的短杆(15)的一端通过安装在轴承连接块(6)中的直线轴承(5)和2根结构相同的横轴(24)套装连接，2套结构相同的定关节结构(1)中的长杆(14)的下端和套装在竖轴(23)下端的并位于支撑结构(2)中固定块(20)上方的底板(4)采用短销(22)连接；从下至上叠置的带颈法兰(8)、板簧(3)与载物台(7)采用螺栓连接，带颈法兰(8)与竖轴(23)的顶端螺纹连接，板簧(3)的底端面和2套结构相同的定关节结构(1)中的4个结构相同的轴承(17)接触连接；正刚度机构套装在竖轴(23)上，正刚度机构顶端通过1号弹簧底座(101)和4个结构相同的置于2根结构相同的横轴(24)中部的十字连接器(19)的底端面接触连接，正刚度机构底端通过2号弹簧底座(102)安装在底板(4)上，弹簧(9)安装在1号弹簧底座(101)与2号弹簧底座(102)之间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述的一种准零刚度隔振器包括负刚度机构与正刚度机构；
所述的负刚度机构包括2套结构相同的定关节结构(1)、支撑结构(2)、板簧(3)、底板(4)、4个结构相同的直线轴承(5)、2个结构相同的轴承连接块(6)、载物台(7)、带颈法兰(8)、4个结构相同的短销(22)与5个结构相同的2号短轴(21)；
所述的正刚度机构包括弹簧(9)、1号弹簧底座(101)与2号弹簧底座(102)；
所述的2套结构相同的定关节结构(1)对称地安装在支撑结构(2)中竖轴(23)的左右两侧并位于支撑结构(2)中2根结构相同的横轴(24)之间，2套结构相同的定关节结构(1)中的短杆(15)的一端通过安装在轴承连接块(6)中的直线轴承(5)和2根结构相同的横轴(24)套装连接，2套结构相同的定关节结构(1)中的长杆(14)的下端和套装在竖轴(23)下端的并位于支撑结构(2)中固定块(20)上方的底板(4)采用短销(22)连接；从下至上叠置的带颈法兰(8)、板簧(3)与载物台(7)采用螺栓连接，带颈法兰(8)与竖轴(23)的顶端螺纹连接，板簧(3)的底端面和2套结构相同的定关节结构(1)中的4个结构相同的轴承(17)接触连接；正刚度机构套装在竖轴(23)上，正刚度机构顶端通过1号弹簧底座(101)和4个结构相同的置于2根结构相同的横轴(24)中部的十字连接器(19)的底端面接触连接，正刚度机构底端通过2号弹簧底座(102)安装在底板(4)上，弹簧(9)安装在1号弹簧底座(101)与2号弹簧底座(102)之间。


2.按照权利要求1所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述的定关节结构(1)还包括3个结构相同的‘I’型接头(11)、3个结构相同的‘Y’型接头(12)、2个结构相同的圆管夹(13)、1号短轴(16)与固定杆(18)；
所述的长杆(14)的两端与2个结构相同的‘I’型接头(11)螺纹连接；短杆(15)的两端和‘I’型接头(11)与‘Y’型接头(12)螺纹连接；固定杆(18)的两端和2个结构相同的‘Y’型接头(12)螺纹连接；长杆(14)的一端与短杆(15)安装‘Y’型接头(12)的一端采用1号短轴(16)连接，2个结构相同的轴承(17)套装在伸出‘Y’型接头(12)上的‘Y’型光孔的短轴(16)的两端上；固定杆(18)的两端通过2个结构相同的‘Y’型接头(12)与套装在长杆(14)与短杆(15)上的2个结构相同的圆管夹(13)的一端采用短销(22)连接。


3.按照权利要求1所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述的支撑结构(2)还包括4个结构相同的‘I’型接头(11)、9个结构相同的十字连接器(19)与两根相同的固定轴(25)；
3根结构相同的短轴(21)分别通过2个竖置的结构相同的十字连接器(19)平行地固定在两根结构相同的横轴(24)的左右两端及中间位置；确切地说：短轴(21)的两端分别经十字连接器(19)垂直地连接在2根结构相同的横轴(24)上，其中固定在两根结构相同的横轴(24)中间位置的短轴(21)通过1个横置的十字连接器(19)与竖轴(23)空间垂直交叉连接，使得2根结构相同的横轴(24)平行对正地固定在竖轴(23)的前后两侧且空间垂直交叉；处于2根结构相同的横轴(24)中间位置的竖轴(23)的右侧固定的两个十字连接器(19)用于和2根结构相同的横轴(24)中间位置的竖轴(23)的左侧固定的两个十字连接器(19)形成一个底平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓，杨啸，周兴华，唐可洪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22