一种可调式准零刚度隔振器制造技术

本发明专利技术提供了一种可调式准零刚度隔振器，属于机械隔振技术领域。该隔振器包括负刚度机构、空气弹簧和齿轮齿条机构，负刚度机构由圆柱凸轮、水平伸缩机构和推杆组成，负刚度机构沿空气弹簧中心轴线呈对称分布，负刚度机构通过齿轮齿条机构与空气弹簧相连，负刚度机构通过水平伸缩机构给推杆提供推力推动圆柱凸轮转动，再由齿轮转动带动齿条上下平动提供负刚度。本发明专利技术的负刚度机构可根据实际情况进行调整，兼有高的承载能力及优良的中低频隔振性能；本发明专利技术的隔振器在一定跳动范围内，可以减小总体刚度，降低固有频率，较好地实现隔振效果。

【技术实现步骤摘要】
一种可调式准零刚度隔振器
本专利技术机械隔振
，具体涉及一种可调式准零刚度隔振器。
技术介绍
工程应用中，无论高频振动还是低频振动，对于设备的正常使用都会产生相应的影响。近几年，对准零刚度隔振器的研究设计有了较大的发展。准零刚度隔振器是通过将正、负刚度并联的方式使系统平衡位置附近的刚度接近于零，从而达到降低振动频率的效果。而目前大多数的准零刚度隔振器的正、负刚度机构都是螺旋弹簧，通过弹簧的预紧力达到准零刚度效果所需要的负刚度。但是，负刚度机构随着载物台一同进行振动，因为振动的不确定性，、不能稳定提供系统所需要的负刚度；而且，由于结构的整体性，中间对称凸轮固定，其所提供的负刚度较为单一，不能根据实际情况调整。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种可调式准零刚度隔振器，该隔振器负刚度由水平伸缩机构提供，通过传递机构最终作用在竖直方向上，而正刚度由空气弹簧提供，兼有高的承载能力及优良的中低频隔振性能，并且负刚度机构可根据实际情况进行调整。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种可调式准零刚度隔振器，包括空气弹簧，隔振器整体关于空气弹簧的中心轴线对称，空气弹簧固定在载物台和台架之间，载物台下端设有齿轮齿条机构，齿轮与圆柱凸轮一端键连接，圆柱凸轮通过滑动轴承固定在台架上，圆柱凸轮的凸轮槽中放置推杆一端，推杆另一端与水平伸缩机构连接。上述技术方案中，所述水平伸缩机构为固定在台架上的弹簧，弹簧与推杆另一端连接。上述技术方案中，所述水平伸缩机构为固定在台架上的气缸，气缸的活塞与推杆另一端连接。上述技术方案中，所述水平伸缩机构包括液压缸，液压缸与储油罐相连，储油罐与油泵连接，且液压缸与储油罐连接管路上设有电磁阀，油泵也与电磁阀连接。上述技术方案中，所述油泵的启停由ECU控制，ECU还与安装在载物台下方的高度传感器信号连接。上述技术方案中，所述液压缸、储油罐及油泵的通路上连接有蓄能器。上述技术方案中，所述圆柱凸轮表面设有螺旋线，且螺旋线螺旋角的升度可变。上述技术方案中，所述齿轮齿条机构包括齿条和直齿圆柱齿轮，齿条固定在载物台底端，齿条与直齿圆柱齿轮啮合，直齿圆柱齿轮还与圆柱凸轮的一端键连接。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的隔振器正刚度由空气弹簧提供，兼有高的承载性能和优良的中低频隔振性能；(2)本专利技术的隔振器负刚度机构中圆柱凸轮根据需要可自由调整替换，通过改变圆柱凸轮表面螺旋线螺旋角的升度来改变负刚度，可适用于多种负载跟振动情况；圆柱凸轮表面的凸轮槽的形状也可根据需要来设计；(3)本专利技术的隔振器通过齿轮齿条机构传输作用力，传递较平稳、可靠性较高；负刚度机构只存在平动，不会随着整体一起振动；(4)本专利技术正刚度机构为空气弹簧，空气弹簧具有优良的非线性硬特性，能够有效限制振幅；在不同载荷下，其隔振系统固有频率几乎不变，隔振效果也几乎不变。附图说明图1为本专利技术所述可调式准零刚度隔振器实施例1的结构示意图；图2为本专利技术所述可调式准零刚度隔振器实施例2的结构示意图；图3为本专利技术所述可调式准零刚度隔振器实施例3的结构示意图；图4为本专利技术所述圆柱凸轮的三维示意图；图中，1、载物台；2、弹簧；3、推杆；4、圆柱凸轮；5、直齿圆柱齿轮；6、空气弹簧；7、齿条；8、滑动轴承；9、电磁阀；10、储油罐；11、油泵；12、蓄能器；13、高度传感器；14、ECU；15、气缸；16、液压缸。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术进行进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，但是本专利技术的保护范围并不限于此。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“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。在本专利技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1如图1所示，一种可调式准零刚度隔振器，包括载物台1、空气弹簧6、齿条7、直齿圆柱齿轮5、圆柱凸轮4、推杆3和弹簧2，隔振器整体关于空气弹簧6的中心轴线对称；空气弹簧6一端与载物台1相连接，另一端固定在台架上；齿条7固定在载物台1底端，对称分布在空气弹簧6的两侧且跟随载物台1一同运动；齿条7与直齿圆柱齿轮5啮合，随着齿条7的上下运动而旋转；直齿圆柱齿轮5与圆柱凸轮4的一端通过键连接，圆柱凸轮4两端通过滑动轴承8固定在台架上，圆柱凸轮4与滑动轴承8过盈配合；推杆3一端置于圆柱凸轮4的凸轮槽中，另一端与弹簧2相连，推杆3随着圆柱凸轮4的转动做伸缩运动；弹簧2固定在台架上，且弹簧2在初始位置时处于预紧状态。一种可调式准零刚度隔振器的工作原理为：初始状态时，弹簧2处于预紧状态，储存能量，空气弹簧6处于正常状态，推杆3处于固定状态，隔振器整体处于平衡静止状态；在载物台1上加上负载，此时空气弹簧6受到压力被压缩，产生一个方向垂直向上的正刚度；载物台1带动齿条7向下运动，齿条7的向下平动带动直齿圆柱齿轮5旋转，直齿圆柱齿轮5旋转同时带动圆柱凸轮4旋转，推杆3随着圆柱凸轮4转动，两侧推杆3离开初始固定位置，开始向隔振器内侧平动，此时由于推杆3另一端与预紧状态的弹簧2相连，弹簧2给推杆3提供推力使得推杆3继续向内侧平动，圆柱凸轮4受到推杆3的横向推力而有一个反向转动的趋势，直齿圆柱齿轮5也有反向转动的趋势，直齿圆柱齿轮5与齿条7之间的相互作用，给齿条7一个向下的力，作用到载物台1上同样是向下的力，从而形成负刚度与空气弹簧6的正刚度相互抵消，进而达到准零刚度效果。实施例2如图2所示，与实施例1不同的是，将负刚度机构中的弹簧2换成气缸15；在初始位置处，气缸15中的空气处于高压缩状态，气缸15的活塞与推杆3相连接，推杆3位于初始固定位置，空气弹簧6处于正常状态，隔振器整体处于平衡静止状态；在增加负载后，空气弹簧6开始被向下压缩，齿条7随之向下平动，同时直齿圆柱齿轮5开始向内转动，圆柱凸轮4跟随直齿圆柱齿轮5一同向内旋转，从而推杆3离开初始固定位置，此时气缸15中压缩空气开始对气缸活塞产生推力，活塞作用给推杆3一个向隔振器内侧的推力，使推杆3继续向内侧平动，圆柱凸轮4受到推杆3的横向推力而有一个反向转动的趋势，直齿圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调式准零刚度隔振器，其特征在于，包括空气弹簧(6)，隔振器整体关于空气弹簧(6)的中心轴线对称，空气弹簧(6)固定在载物台(1)和台架之间，载物台(1)下端设有齿轮齿条机构，齿轮与圆柱凸轮(4)一端键连接，圆柱凸轮(4)通过滑动轴承(8)固定在台架上，圆柱凸轮(4)的凸轮槽中放置推杆(3)一端，推杆(3)另一端与水平伸缩机构连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调式准零刚度隔振器，其特征在于，包括空气弹簧(6)，隔振器整体关于空气弹簧(6)的中心轴线对称，空气弹簧(6)固定在载物台(1)和台架之间，载物台(1)下端设有齿轮齿条机构，齿轮与圆柱凸轮(4)一端键连接，圆柱凸轮(4)通过滑动轴承(8)固定在台架上，圆柱凸轮(4)的凸轮槽中放置推杆(3)一端，推杆(3)另一端与水平伸缩机构连接。


2.根据权利要求1所述的可调式准零刚度隔振器，其特征在于，所述水平伸缩机构为固定在台架上的弹簧(2)，弹簧(2)与推杆(3)另一端连接。


3.根据权利要求1所述的可调式准零刚度隔振器，其特征在于，所述水平伸缩机构为固定在台架上的气缸(15)，气缸(15)的活塞与推杆(3)另一端连接。


4.根据权利要求1所述的可调式准零刚度隔振器，其特征在于，所述水平伸缩机构包括液压缸(16)，液压缸(16)与储油罐(10)相连，储油罐(10)与油泵(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴，马志祥，江昕炜，王峰，施天玲，刘欢，陈雷，魏勇泉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32