雙氣囊式氣動隔振器的製作方法
2023-04-25 21:35:56 1
專利名稱：雙氣囊式氣動隔振器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種隔振裝置，且更具體地涉及一種雙氣囊式氣動隔振器。
背景技術：
在廣泛的科學研究工作和生產過程中，特別是涉及計量、檢測、試驗和製造等領域，需要排除來源於外界的振動，如來源於地面的振動，尤其是低頻地面振動時，需採用隔振平臺或其他隔振裝置，隔振器則是所述隔振裝置實現隔振效果的核心部件。振動隔離技術領域中的現有技術，比較先進的都是採用空氣彈簧阻尼系統來實現隔振效果，即氣動隔振器的主要結構是用富有彈力的材料製成特定形狀的彈性膜，並與其它構件共同構成氣囊彈性腔，所述氣囊彈性腔又通過阻尼孔與氣囊阻尼腔相通。這種結構的氣囊充以一定壓力的氣體後，靠橡膠薄膜的變形完成氣囊體積的膨脹和收縮，並有氣囊阻尼腔來緩衝它的膨脹和收縮過程，而氣囊體積的膨脹和收縮，使承載的臺板浮起，同時形成低固有頻率的振動系統，使臺板與來於地面的振動隔離。但已有技術中，尤其是因受國產氣囊薄膜材質的限制，所組成隔振系統的固有頻率受到一定的限制，不能降得很低，即其隔振的效果受到限制。
發明內容
本發明的目的，是在於設計一種能獲得垂直隔振效果更好的雙氣囊結構的隔振裝置。本發明另一個目的，是在於設計一種能同時獲得水平隔振效果也很好的雙氣囊結構的隔振裝置。
本發明是通過下述構思來加以實現的將支持工作檯板的支柱座於第一懸掛杯中，第一懸掛杯則通過第一彈性膜與第二懸掛杯相連成一體，並形成氣囊彈性腔；同時，第二懸掛杯又通過第二彈性膜與倒擺體相連成一體。由一隔板將倒擺體內的空腔分隔成氣囊阻尼彈性腔和氣囊阻尼腔，兩腔通過設於隔板上的一個或多個第二阻尼孔相通；所述氣囊彈性腔則通過設在第二懸掛杯的底部的一個或多個第一阻尼孔與氣囊阻尼彈性腔相通。上述氣囊阻尼彈性腔兼顧雙重作用，即首先是對第一彈性膜因受壓力變化而膨脹或收縮時，即氣囊彈性腔中空氣的膨脹和收縮過程起到阻尼作用；另則是對第二彈性膜則起到使其受壓膨脹或收縮的作用。如上所述，組成一個具有雙氣囊結構的氣動隔振器，當向氣囊充以一定壓力的氣體後，靠兩個彈性膜的分別變形，分別完成兩個氣囊體積的膨脹和收縮，兩個氣囊的串接結構形成具有更低固有頻率的振動系統，從而實現高隔振的效果。如將上述構思中的倒擺體，座於底座內的滾珠上，並在底座的上部處，於同一水平面上均布多個水平調整彈簧，並通過水平調整彈簧將倒擺體與底座相連接，此時的雙氣囊式氣動隔振器，已構成一個以底座內的滾珠為支點，可以水平擺動的倒擺結構，可獲得垂直與水平隔振效果都很高的隔振裝置。
本發明的效果是很明顯的，垂直方向的隔振作用依靠氣囊，當氣囊充以一定壓力的氣體後，靠橡膠薄膜的變形使承載的臺板浮起，同時形成低固有頻率的振動系統，使臺板與地面振動隔離。因為本發明主要在於改變了氣囊的橡膠薄膜的結構，分別形成第一氣囊彈性腔和第二氣囊彈性腔，並且兩個氣囊彈性腔在垂直方向是相互串聯的結構形式，因此，它們與工作檯板一起形成了雙自由度的隔振系統，這種系統的固有頻率明顯地要比單氣囊結構的要低，可以改善其垂直方向的隔振性能，即可提高本發明對垂直方向的隔振性能。當在上述雙氣囊的基礎上，再構造一個倒擺結構，兩者組合時，依靠倒擺結構來實現工作檯板與地面的水平隔振，並可將系統的水平固有頻率降到很低，從理論上來說可以接近於0，從而充分地體現了本發明所述隔振系統的固有頻率是可調節的，並可人為調到很低，可同時獲得具有高水平隔振性能的隔振裝置。
下面結合附圖和實施例對本發明加以進一步描述，從而使本發明的結構細節、特點、目的和優點更加明確，但並不限制本發明的範圍。
圖1是本發明實施例的結構示意圖。
圖2是倒擺力學模型圖。
圖中1—支柱 2—彈性膜II 3—氣囊彈性腔 4—懸掛杯II5—阻尼孔I 6—氣囊阻尼彈性腔 7—倒擺體 8—滾珠 9—底座10—彈性膜I 11—懸掛杯I 12—水平調整彈簧 13—阻尼孔II14—隔板 15—氣囊阻尼腔。
具體實施例方式
現結合附圖來說明本發明實施例的構造如附圖1所示，一種雙氣囊式氣動隔振器包括支柱、懸掛杯I和懸掛杯II、彈性膜I和彈性膜II、阻尼孔I和阻尼孔II、隔板、倒擺體、滾珠、底座所組成。用於支撐工作檯板的支柱1座於懸掛杯I11之中，所述懸掛杯I11通過彈性膜I10與懸掛杯II4相連成一體，並形成氣囊彈性腔3。懸掛杯II4又通過彈性膜II2與倒擺體7相連成一體，所述隔板14將倒擺體7內的空腔分隔成氣囊阻尼彈性腔6和氣囊阻尼腔15，兩腔通過設於隔板14上的一個或多個阻尼孔II13相通；所述氣囊彈性腔3則通過設在懸掛杯II4的底部的一個或多個阻尼孔I5相通，即氣囊彈性腔3、氣囊阻尼彈性腔6和氣囊阻尼腔15三腔相通。此時，氣囊阻尼彈性腔6，向上通過阻尼孔I5與氣囊彈性腔3相通，對彈性膜I10的膨脹或收縮起阻尼作用，同時又對構成本腔的彈性膜II2施壓使其膨脹或收縮；向下則通過阻尼孔II13與氣囊阻尼腔15相通，並受氣囊阻尼腔15的影響，對彈性膜II2的膨脹或收縮過程起阻尼作用，使自身腔內氣體的膨脹或收縮，即彈性膜II2的膨脹或收縮過程受到緩衝。如此，兩個氣囊彈性腔在垂直方向的相互串聯結構形式，它們與工作檯板一起形成了雙自由度的隔振系統，這種系統的固有頻率明顯地要比單氣囊結構的要低，即本發明對垂直方向的隔振性能明顯地要比單氣囊結構的要好得多。
為了同時獲得更好的水平方向的隔振性能起見，可將所述倒擺體7座於底座9內的滾珠8上，同時在底座9的上部處，於同一水平面上均布多個水平調整彈簧12，如在本實施例中採用的為四個水平調整彈簧12，並通過水平調整彈簧12將倒擺體7底座9相連接。如此，整個雙氣囊式氣動隔振器通過倒擺體7，以滾珠8作支點構成一個新的倒擺機構，所述倒擺機構可圍繞支點滾珠8為水平擺動，並對支柱1上的工作檯板可隔離來自外界水平方向的低頻振動幹涉，實現本發明的預定目的。
由於本實施例結構中二個懸掛杯，即懸掛杯I11和懸掛杯II4的質量與工作檯板相比很小，可以略去不計，因此其力學模型就相當於工作檯板下的支承剛度是由二個氣囊剛度串聯起來形成的。二個氣囊的總剛度將大體上等於單個氣囊剛度的一半，即K12K]]>因此系統的固有頻率為f=12KM1212KM0.712KM]]>即本實施例的垂直方向的固有頻率將降至0.7倍。因此可以改善和提高本發明對垂直方向的隔振性能。
至於水平方向隔振情況，則如附圖2所示，可以用簡單的倒擺力學模型來加以描述圖中M為工作檯板質量；l為倒擺長度；a為水平調整彈簧12離支點的距離；K為水平調整彈簧12的綜合剛度。
相應列出的運動微分方程為Ml2+(Ka2-Mgl)=0]]>從這一方程得到的系統固有頻率為f=12Ka2-MglMl2=C1gL]]>式中C1=12Ka2L-MglLMl2l,]]>為相對於單擺的倒擺乘子。調整水平調整彈簧12的剛度K或距離a值，可使Ka2＞Mgl，即C1＞0，此時倒擺是倒立穩定的；如果使Ka2→Mgl，即C1→0，則此時系統的固有頻率可以降得很低，即從理論上來說，其水平方向固有頻率可調至接近於0。
由上可見，只需調整本實施例中水平調整彈簧12的剛度K或位置，就可獲得最佳的水平隔振效果。
綜上可見，本發明不論是垂直方向或水平方向的隔振效果，都要比傳統的單氣囊式結構的氣動隔振器好得多。
權利要求
1.一種雙氣囊式氣動隔振器，包括支柱、懸掛杯I和懸掛杯II、彈性膜I和彈性膜II、阻尼孔I和阻尼孔II、隔板、倒擺體、滾珠、底座組成，所述懸掛杯I[11]通過彈性膜I[10]與懸掛杯II[4]相連成一體，並形成氣囊彈性腔[3]，其特徵在於支柱[1]座於懸掛杯I[11]中，懸掛杯II[4]又通過彈性膜II[2]與倒擺體[7]相連成一體，所述隔板[14]將倒擺體[7]內的空腔分隔成氣囊阻尼彈性腔[6]和氣囊阻尼腔[15]，兩腔通過設於隔板[14]上的一個或多個阻尼孔II[13]相通，所述氣囊彈性腔[3]則通過設在懸掛杯II[4]的底部的一個或多個阻尼孔I[5]與氣囊阻尼彈性腔[6]相通。
2.按權利要求1所述的雙氣囊式氣動隔振器，其特徵在於所述倒擺體[7]座於底座[9]內的滾珠[8]上，在底座[9]的上部處，於同一水平面上均布多個水平調整彈簧[12]，並通過水平調整彈簧[12]將倒擺體[7]與底座[9]相連接。
3.按權利要求2所述的雙氣囊式氣動隔振器，其特徵在於所述水平調整彈簧[12]為四個。
全文摘要
本發明涉及一種隔振裝置，且更具體地涉及一種雙氣囊式氣動隔振器。將支持工作檯板的支柱座於第一懸掛杯中，第一懸掛杯則通過第一彈性膜與第二懸掛杯相連成一體，並形成第一氣囊彈性腔。同時，第二懸掛杯又通過第二彈性膜與底座相連成一體，並形成第二氣囊彈性腔。在第二懸掛杯的底部和第二氣囊彈性腔的底部，分別設有一個或多個阻尼孔，同時通向氣囊阻尼腔。由此，組成一個具有相互串聯的雙氣囊結構的氣動隔振器，當向氣囊充以一定壓力的氣體後，靠兩個彈性膜的分別變形，形成具有更低固有頻率的振動系統。本發明可廣泛應用於科學研究和生產中，特別是涉及計量、檢測、試驗和製造等領域，需要排除來源於外界的低頻振動之處。
文檔編號F16F9/04GK1487218SQ03141960
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月30日 優先權日2003年7月30日
發明者朱繼梅, 俞寧長, 賈正夫 申請人:上海理工大學附屬工廠