提供一种骨架式缓冲装置及其设置方法，在下骨架上固定有多个与上骨架连接并可使上骨架或下骨架上下自由升降的调高装置，相邻的调高装置之间均设有多个组合式弹性缓冲件，组合式弹性缓冲件上下两端分别与上骨架和下骨架固定连接。本发明专利技术通过在上骨架和下骨架之间设置多个调高装置，实现上骨架或下骨架的上下自由升降，为受压下移以及压力解除后的移动提供导向基础，在相邻的调高装置之间设置多个组合式弹性缓冲件，能够实现冲击能量快速吸收缓慢耗散的功能，有效地降低了冲击力，以保护运动主体，具有复位功能，耐腐蚀、抗疲劳性能好，可以反复使用，以降低应用成本，能够适应不同缓冲空间尺度的应用环境，适用范围广。
【技术实现步骤摘要】
骨架式缓冲装置及其设置方法
本专利技术属于减振缓冲
，具体设计一种骨架式缓冲装置及其设置方法。
技术介绍
缓冲装置在航空航天领域、汽车工业以及高速机械等领域有着广泛的应用，缓冲装置的核心元件是阻尼元件。现有的阻尼元件如橡胶阻尼结构简单、加工制造方便，但耐高温和抗疲劳性能差；液压阻尼缓冲效果好、阻尼可控，但设计维护复杂；这些阻尼元件的应用场合有限，且使用性能和设计维护等方面有待进一步提升，承载能力差，阻尼小、抗老化和耐腐蚀性差，制造加工复杂，使用寿命短；而且现有的缓冲装置的布置，都是凭借经验确定缓冲装置设置的数量以及布置的位置，没有统一的依据，对工作人员技术要求较高，因此，针对上述问题，有必要进行改进。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：提供一种骨架式缓冲装置及其设置方法，通过在上骨架和下骨架之间设置多个调高装置，实现上骨架或下骨架的上下自由升降，为受压下移以及压力解除后的移动提供导向基础，在相邻的调高装置之间设置多个组合式弹性缓冲件，能够实现冲击能量快速吸收缓慢耗散的功能，有效地降低了冲击力，以保护运动主体，具有复位功能，耐腐蚀、抗疲劳性能好，可以反复使用，以降低应用成本，能够适应不同缓冲空间尺度的应用环境，适用范围广。本专利技术采用的技术方案：骨架式缓冲装置，包括上骨架和位于其下方的下骨架，所述下骨架上固定有多个与上骨架连接并可使上骨架或下骨架上下自由升降的调高装置，相邻的所述调高装置之间均设有多个组合式弹性缓冲件，所述组合式弹性缓冲件上下两端分别与上骨架和下骨架固定连接。其中，所述上骨架和下骨架为大小相同的环形结构。进一步地，所述调高装置包括导向套管和导向杆，所述上骨架下端面固定有多个导向套管，所述下骨架上端面固定有与导向套管数量相同且位置对应的导向杆，所述导向杆插入导向套管内实现上骨架的上下自由升降。进一步地，所述组合式弹性缓冲件包括金属橡胶、弹簧和连接头，所述金属橡胶插装弹簧内腔中并通过设于弹簧两端的连接头将金属橡胶封装于弹簧内，所述弹簧上下两端部的连接头分别与上骨架和下骨架固定连接。进一步地，所述弹簧由中部的刚性段、刚性段两端的压缩段和压缩段外端部的连接段组成，所述刚性段的节距等于弹簧的线径，所述连接头一端与连接段连接。进一步地，所述连接头为中部设有轴肩的短轴，所述连接头一端连接段过盈配合，或所述连接头一端制有外螺纹槽且连接段旋入外螺纹槽内，所述连接头另一端与上骨架或下骨架铆接后连接头中部的轴肩抵于上骨架下端面或下骨架上端面上。进一步地，所述连接头中部一体式设有轴环且轴环外圆周壁上制有卡口，所述连接头一端插入连接段内且连接段的端部卡入卡口内，所述连接头另一端与上骨架或下骨架铆接后连接头中部轴环的对应端端面抵于上骨架下端面或下骨架上端面上。8、骨架式缓冲装置的设置方法，其特征在于：首先根据骨架式缓冲装置的应用场合和安装空间大小，确定骨架式缓冲装置的外形尺寸；然后根据所确定的骨架式缓冲装置需要缓冲的总能量和组合式弹性缓冲件所消耗的能量之间的关系，确定组合式弹性缓冲件的数量和特性；最后确定与组合式弹性缓冲件相关的技术参数，具体包括以下步骤：1)根据所确定的骨架式缓冲装置需要缓冲的总能量和组合式弹性缓冲件所消耗的能量之间的关系，确定组合式弹性缓冲件的数量，具体计算公式如下：上式中，Et为骨架式缓冲装置需要缓冲的总能量，mt为骨架式缓冲装置需要缓冲的总质量，v为骨架式缓冲装置需要缓冲位置的速度；2)单个组合式弹性缓冲件所消耗的能量由加载曲线p(x)和卸载曲线q(x)所围成的迟滞回区域所决定，加载曲线p(x)和卸载曲线q(x)包络的迟滞回区域的面积即为单个金属橡胶弹簧缓冲单元所消耗的能量ΔW：上式中，x为组合式弹性缓冲件(1)的压缩位移，x0为组合式弹性缓冲件的最大压缩位移；根据骨架式缓冲装置需要缓冲的总能量Et与单个组合式弹性缓冲件所消耗的能量ΔW，确定组合式弹性缓冲件的数量，具体计算关系如下：Et≤nΔW，上式中，n为组合式弹性缓冲件的个数；3)确定组合式弹性缓冲件中弹簧的主要参数：根据骨架式缓冲装置安装空间大小确定弹簧的总高度H，再根据弹簧的总高度H依次确定刚性段、压缩段和连接段的高度，具体关系式如下：H1＝(25％～30％)H，H2＝(65％～70％)H，H3＝(5％～10％)H，上述中，H1为刚性段的高度，H2为压缩段的高度，H3为连接段的高度。本专利技术与现有技术相比的优点：1、本技术方案通过在上骨架和下骨架之间设置多个调高装置，实现上骨架或下骨架的上下自由升降，为受压下移以及压力解除后的移动提供导向基础；2、本技术方案通过在相邻的调高装置之间设置多个组合式弹性缓冲件，能够实现冲击能量快速吸收缓慢耗散的功能，有效地降低了冲击力，以保护运动主体；3、本技术方案采用具有金属橡胶和弹簧的组合式弹性缓冲件，在保证缓冲装置具备良好的复位功能的同时，使组合式弹性缓冲件具有很好的耐腐蚀、抗疲劳性能；4、本技术方案首先根据骨架式缓冲装置的应用场合和安装空间大小，确定骨架式缓冲装置的外形尺寸，然后根据所确定的骨架式缓冲装置需要缓冲的总能量和组合式弹性缓冲件所消耗的能量之间的关系，确定组合式弹性缓冲件的数量和特性，最后确定与组合式弹性缓冲件相关的技术参数，提供可靠有效的缓冲装置布置依据，满足缓冲应用位置出的使用需求；5、本技术方案可以反复使用，以降低应用成本，通过调整组合式弹性缓冲件的尺寸以及上骨架和下骨架的形状构型，可柔性适用于不同的缓冲应用领域，适用范围广。附图说明图1为本专利技术骨架式缓冲装置结构示意图；图2为本专利技术组合式弹性缓冲件结构示意图；图3为专利技术弹簧结构示意图；图4为专利技术第一种连接头结构示意图；图5为本专利技术第二种连接头结构示意图；图6为采用传统缓冲结构的方案一和采用本专利技术的方案二的下瞬时最大等效应力对比图；图7为本专利技术单个组合式弹性缓冲件加载的能量和压缩位移的特性关系曲线。具体实施方式下面结合附图1-7描述本专利技术的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本专利技术的限制。骨架式缓冲装置，如图1所示，包括上骨架2和位于其下方的下骨架3，上骨架2和下骨架3的形状可呈现环状、饼状、板状等多种形状，所述下骨架3上固定有多个与上骨架2连接并可使上骨架2或下骨架3上下自由升降的调高装置4，相邻的所述调高装置4之间均设有多个组合式弹性缓冲件1，所述组合式弹性缓冲件1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.骨架式缓冲装置，其特征在于：包括上骨架(2)和位于其下方的下骨架(3)，所述下骨架(3)上固定有多个与上骨架(2)连接并可使上骨架(2)或下骨架(3)上下自由升降的调高装置(4)，相邻的所述调高装置(4)之间均设有多个组合式弹性缓冲件(1)，所述组合式弹性缓冲件(1)上下两端分别与上骨架(2)和下骨架(3)固定连接。/n
【技术特征摘要】
1.骨架式缓冲装置，其特征在于：包括上骨架(2)和位于其下方的下骨架(3)，所述下骨架(3)上固定有多个与上骨架(2)连接并可使上骨架(2)或下骨架(3)上下自由升降的调高装置(4)，相邻的所述调高装置(4)之间均设有多个组合式弹性缓冲件(1)，所述组合式弹性缓冲件(1)上下两端分别与上骨架(2)和下骨架(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的骨架式缓冲装置，其特征在于：所述上骨架(2)和下骨架(3)为大小相同的环形结构。
3.根据权利要求1或2所述的骨架式缓冲装置，其特征在于：所述调高装置(4)包括导向套管(4-1)和导向杆(4-2)，所述上骨架(2)下端面固定有多个导向套管(4-1)，所述下骨架(3)上端面固定有与导向套管(4-1)数量相同且位置对应的导向杆(4-2)，所述导向杆(4-2)插入导向套管(4-1)内实现上骨架(2)的上下自由升降。
4.根据权利要求3所述的骨架式缓冲装置，其特征在于：所述组合式弹性缓冲件(1)包括金属橡胶(1-1)、弹簧(1-2)和连接头(1-3)，所述金属橡胶(1-1)插装弹簧(1-2)内腔中并通过设于弹簧(1-2)两端的连接头(1-3)将金属橡胶(1-1)封装于弹簧(1-2)内，所述弹簧(1-2)上下两端部的连接头(1-3)分别与上骨架(2)和下骨架(3)固定连接。
5.根据权利要求4所述的骨架式缓冲装置，其特征在于：所述弹簧(1-2)由中部的刚性段(1-21)、刚性段(1-21)两端的压缩段(1-22)和压缩段(1-22)外端部的连接段(1-23)组成，所述刚性段(1-21)的节距等于弹簧(1-2)的线径，所述连接头(1-3)一端与连接段(1-23)连接。
6.根据权利要求5所述的骨架式缓冲装置，其特征在于：所述连接头(1-3)为中部设有轴肩的短轴，所述连接头(1-3)一端连接段(1-23)过盈配合，或所述连接头(1-3)一端制有外螺纹槽(1-31)且连接段(1-23)旋入外螺纹槽(1-31)内，所述连接头(1-3)另一端与上骨架(2)或下骨架(3)铆接后连接头(1-3)中部的轴肩抵于上骨架(2)下端面或下骨架(3)上端面上。
7.根据权利要求5所述的骨架式缓冲装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟，原霞，王玉帅，候军伟，邵晓宙，鲍继轩，曹志娟，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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