一種正負壓隔振減振器的製造方法
2023-05-08 11:24:11
一種正負壓隔振減振器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種新型的隔振減振器，很好地改善了對低頻振動的隔振性能，提高了減振隔振的頻帶寬度，降低了彈簧剛度和振動頻率。該正負壓隔振減振器主要由分布式空氣彈簧，負壓彈簧，上下支架系統和上下固定面板組成。分布式空氣彈簧上連接上固定面板，下連接分布式空氣彈簧的橡膠固定支座，橡膠固定支座上留有進氣調節接口，與外部伺服充氣站相連，分布式空氣彈簧內設立2個相連的腔室，腔室之間有阻尼閥孔，橡膠固定支座和支架系統連接。負壓彈簧懸掛在支架系統中，留有排氣口與外部伺服抽氣站連接，內有多孔橡膠墊。本實用新型突破該領域現有的技術方案，極大地消除了低頻振動信號，提高了減振隔振頻帶寬度，衰減振動。
【專利說明】
—種正負壓隔振減振器
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種隔振減振器。特別地，本實用新型涉及一種新型的低頻振動隔振技術和低剛度寬頻帶振動的減振器。
【背景技術】
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[0002]目前國內外生產的汽車、工業設備等大都採用液壓減振器或者空氣彈簧減振器，但隨著我們對汽車舒適性要求的提高以及對我們的儀器設備加工精度的嚴格要求，現有的技術方案已不足以解決在低頻振動控制和寬頻帶振動方面的要求。
[0003]我們已知空氣彈簧的剛度和固有頻率與其隔振減振性能存在直接聯繫，通常彈簧剛度或者固有頻率越低，則隔振器效果越好。目前國內外研究領域多採用附加氣室的辦法改變彈簧的剛度特性，另一種就是設計複合式的彈簧，例如空氣液壓複合或者空氣電磁複合來調節彈簧剛度。
[0004]採用附加氣室的方案一般存在以下問題，一是，氣室體積大，難以布置，同時增加負載重量和成本；二是，當空氣彈簧受壓時反應速度慢，可能導致設備發生側移過大，影響舒適度或者加工精度；三是，對低頻振動幾乎沒有隔離作用。採用空氣電磁複合雖能降低運動剛度，但鑑於其結構的特性也不能對低頻振動起到隔離作用，同時其安裝條件苛刻，在實際應用中受到極大限制。
【發明內容】
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[0005]本實用新型的目的在於降低隔振器的剛度，獲得對低頻振動良好的隔振效果，同時提高減振器的頻帶寬度，衰減振動，增加其環境適應性，緩解或消除減振隔振領域的一些缺點。
[0006]根據本實用新型，提供如在所附權利要求中闡述的方法、原理和正負壓隔振減振器。通過從屬權利要求以及隨後的說明，本發明的具體特徵將顯而易見。
[0007]本實用新型提供的一種正負壓隔振減振器，包括分布式空氣彈簧，負壓彈簧，上下支架系統和圓盤狀面板、支架上面板、支架下面板組成，分布式空氣彈簧由2個相互連接的腔室組成，氣腔下方連結橡膠固定支座，在支座的一側留有進氣口，分布式空氣彈簧支座和上支架通過螺栓和橡膠彈性墊圈連結，負壓彈簧採用特殊抗拉橡膠製成，內腔為負壓狀態，腔內有多孔橡膠墊，負壓彈簧和上支架杆、下支架杆僅通過輪轂式法蘭圓盤和螺栓夾緊密封連結，支架的上面板通過上支架杆和下輪轂式法蘭圓盤連接，支架的下面板通過下支架杆和上輪轂式法蘭圓盤連接。分布式空氣彈簧體作為減振的主體部分，用於降低彈簧剛度，起到緩衝的作用。負壓彈簧作為低頻振動隔振的主體部分，用於隔離設備儀器等所受的來自外界的低頻振動信號。兩者相互配合，可達到對低頻振動良好的隔振效果和提高減振器的頻帶寬度。具體為，針對不同模態的機械設備，可通過調節分布式空氣彈簧和負壓彈簧的壓力值，即改變兩者的剛度參數配比，達到既定的隔振減振目的。
[0008]本實用新型的正負壓隔振減振器具有:減振部件和隔振部件柔性連接，上下配置，分布式空氣彈簧在承受外載荷時發生彈性形變，其內的2腔室共同提供所需的運動剛度，達到緩衝衰減外部衝擊的作用，即降低彈簧剛度而又不影響彈簧的橫向穩定性，由於2腔室所受的力及空間大小不同，阻尼閥孔兩側形成對流，引起阻尼作用。低頻振動信號的傳播在負壓彈簧處受到隔離，為了增加在平衡位置時的穩定性和負壓空間的大小，腔內設有多孔橡膠墊。
[0009]在本實用新型的一種正負壓隔振減振器中，分布式空氣彈簧在受到負載作用時產生形變，各腔室壓力開始變化，阻尼閥孔引入阻尼，其結果，衰減振動能量，降低了彈簧剛度。另外，在本發明的負壓彈簧中，外部載荷的變化改變其負壓值的大小，外部力越大，負壓值越大，多孔橡膠墊對橫向力起到一定的改善作用，其結果，隔離低頻振動信號，增加頻帶寬度。如上所述，根據本發明的正負壓隔振減振器，可以實現一種低剛度寬頻帶隔低頻的隔振減振器。
[0010]在上述一種正負壓隔振減振器中，負壓彈簧的腔室呈現負壓狀態，另外，上下支座僅通過負壓彈簧相連接。由此，外部負載的振動波傳播受到隔離，其結果，能夠有效抑制低頻振動信號。
[0011]在上述一種正負壓隔振減振器中，分布式空氣彈簧設置為2個相互連接的氣室，並且各腔室受力面積不同，氣室設置為流線型過渡曲面，由此，整體振動單元被劃分為2個，其結果，能使空氣彈簧的剛度降低，一定程度的提高橫向穩定性。
[0012]在上述一種正負壓隔振減振器中，由於多孔橡膠墊的支撐，使得彈簧在平衡位置時不易發生側移量過大，其結果，可提高設備加工精度。
[0013]在上述一種正負壓隔振減振器中，阻尼閥孔分布在空氣彈簧的各腔室之間，阻尼閥孔在各腔室受到壓力時引起氣體對流，由此，產生阻尼力，其結果，能夠衰減振動能量。
[0014]在該技術方案一種正負壓隔振減振器中，鑑於支架系統僅通過負壓彈簧相連接，即，載荷和振動施力物體之間僅通過負壓彈簧連接，理論上在負壓彈簧腔室中的壓力為OPa時，其平衡運動剛度參數接近於0，此時隔振效果最好。
[0015]在上述一種正負壓隔振減振器中，也可以根據機械設備的固有頻率調整分布式空氣彈簧和負壓彈簧的壓力值，設計成不同剛度係數的正負壓隔振減振器。由此，能夠做成不同規格的產品，提高本發明的實用性。以安裝在汽車懸架為例，整車裝配完成後測出其模態，根據模態參數，調整正負壓力值，設計正負壓隔振減振器的模態參數抵消汽車固有頻率或者避開其固有頻率。由此，可用於高檔減振設備中。
[0016]在上述一種正負壓隔振減振器中，也可以把進氣口和排氣口外接伺服控制器或微處理器。由此，能夠實時調整分布式空氣彈簧和負壓彈簧的腔內壓力，調整本發明的對外剛度參數和高度值。其結果，可以做到自適應具體環境的特性，進一步增加車輛的舒適性或機械設備的穩定性。
[0017]在上述一種正負壓隔振減振器中，也可以根據具體應用環境，把分布式空氣彈簧做成多曲式，把負壓彈簧和空氣彈簧的布置調換或增加其中一部分。由此，可得到不同剛度的隔振減振器。
[0018]在上述一種正負壓隔振減振器中，也可以根據具體應用環境，把分布式空氣彈簧單獨使用。由此，可增加環境實用性。
[0019]在上述一種正負壓隔振減振器中，也可以根據所受的外負載力和振動信號的類型，把分布式空氣彈簧和負壓彈簧置換位置，由此，可進一步提高對低頻振動的隔振效果。
[0020]在上述一種正負壓隔振減振器中，也可以把分布式空氣彈簧的腔室劃分為其他適當的數值，由此，可調節分布式空氣彈簧的剛度。
[0021]通過上述技術方案，根據本實用新型的正負壓隔振減振器，通過腔室的劃分和對流阻尼小孔的設計，加上負壓彈簧對低頻的隔離作用，克服了現有相關技術對低頻振動信號不可隔離的缺陷，改善了空氣彈簧的剛度參數和頻帶寬度，衰減振動。在具體應用中能夠減小低頻振動和噪聲，調節適應能力，增加舒適度和精確度。通過伺服控制器，得到對彈簧剛度的實時調節，能進一步增加舒適度。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0022]圖1是正負壓隔振減振器的概略剖視圖。
[0023]圖2是負壓彈簧的局部剖視圖。
[0024]圖3是負壓彈簧腔室內的支撐多孔橡膠墊立體圖。
[0025]圖4是用於說明本實用新型實施方式I的負壓彈簧概略剖視圖。
[0026]圖5是用於說明本實用新型實施方式2的分布式空氣彈簧概略剖視圖。
[0027]圖6是用於說明本實用新型實施方式3的負壓彈簧概略剖視圖。
【具體實施方式】
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[0028]在下面的說明中描述了諸多具體細節，便於充分理解本發明，但是本實用新型還可以採用不同於此描述的其他方式來實施，因此，本實用新型的保護範圍不受下面的公開具體實施例的限制，而是由權利要求書示出的，包含與權力要求書等同的內容及其範圍內的全部變更。
[0029]下面，基於附圖，說明本使用新型的多個實施例。首先，本實用新型應用於隔振減振器。其次，本實用新型應用于振動試驗臺，並且最後應用於船舶潛艇消聲器，出於解釋和保護本實用新型的目的，將所有這些裝置認為是隔振減振器。
[0030]參照圖1、圖2，本實施方式的正負壓隔振減振器主要有:作為安裝固定的圓盤狀上面板2，其上有固定螺栓孔1，同時還有與分布式空氣彈簧4的上頂面連接的固定螺栓孔I ;作為分布式空氣彈簧4，其內設置為2個相互連通的腔室，即第一腔室3和第二腔室5，各腔室通過阻尼閥孔6連通，阻尼閥孔6為阻尼調節器；分布式空氣彈簧4的底座採用橡膠固定支座7和支架上面板9連接，橡膠固定支座一側留有進氣口 8，伺服充氣站22 ;負壓彈簧11放置在上下支架之間，上螺栓17和輪轂式法蘭圓盤連接，螺栓分布在圓盤中間，輪轂式法蘭圓盤分為上面板21和下面板14，負壓彈簧11留有排氣口 15，伺服抽氣站23，其內腔室12有多孔橡膠墊24 ;作為支架系統，上支架系統由上支架杆10，支架上面板9，下連接圓盤19以及下螺栓18組成，下支架系統由下支架杆16，支架下面板20，上連接圓盤13以及上螺栓17組成。
[0031]其中，分布式空氣彈簧4採用膜式氣囊，能有效抑制橫向偏移，氣室之間留有對流阻尼閥孔6，起到衰減振幅的作用。橡膠固定支座7內為金屬橡膠做成，外部為耐磨橡膠，避免剛性連接。進氣口 8與外部伺服充氣站22連接，實時調節腔內壓力。上支架杆10、下支架杆16與上連接圓盤13、下連接圓盤19剛性連接，可以根據受力大小適當增加支架杆的數量，本設計為4根且均勻分布。負壓彈簧11放置於分布式空氣彈簧4下側，上支架杆10、下支架杆16僅通過負壓彈簧11相互連接，負壓彈簧11上留有排氣口 15與外部伺服抽氣站23連接，實時調節腔內壓力，腔內還放有多孔橡膠墊24。
[0032]具體而言，根據本實用新型，當受到負載力的作用時，分布式空氣彈簧4產生形變，分布式空氣彈簧4的第一氣室3的壓力大於分布式空氣彈簧4的第二氣室5，此時氣體在阻尼閥孔6兩側產生壓力差，氣體流動引入阻力，並且當壓力增大時，阻尼相應的也變大，中高頻的振動信號基本衰減。接下來低頻振動信號傳導給負壓彈簧11，由於上支架杆
10、下支架杆16僅通過負壓彈簧11相互連接，所以低頻信號在這裡得到隔離。輪轂式法蘭圓盤用於夾緊密封負壓彈簧U，讓負壓彈簧11內氣壓保持穩定。多孔橡膠墊24如圖3、圖4，用於維持平衡時的位置和橫向受力變形。
[0033]當然，本技術方案中採用了分布式空氣彈簧4在上，負壓彈簧11在下的布置方式，但可以由具體環境改變布置方式。另外，本發明本身就具有低剛度寬頻帶減振隔振的效果，但為了進一步增加車輛的舒適性或機械設備的穩定性。也可以把進氣口 8和排氣口 15外接伺服控制器或微處理器。由此，能夠實時調整分布式空氣彈簧4和負壓彈簧11的腔內壓力，在不同路況不同負載下通過對正負壓隔振減振器剛度的調節，達到更加理想的隔振減振效果。
[0034]在另一種【具體實施方式】2中，如圖5，可以把分布式空氣彈簧4做成分布式多曲囊式的，用於布置在圖1中的分布式空氣彈簧4上。根據現有技術和材料特點，製作成囊式的可以增加使用壽命但犧牲了彈簧的剛度，本發明通過設置分布式多曲囊式空氣彈簧，以及引入對流小孔，改善了彈簧的剛度特性，本 申請人:觀察到，低頻時振動振幅很小，非線性度比現有空氣彈簧有較大改善。另外，分布式多曲囊式結構，兩氣室的壓力差較大，阻尼力較大，對振幅的衰減作用大。
[0035]在另一種【具體實施方式】3中，如圖6，可以把負壓彈簧11做成多曲式的，多曲式的可以增加負壓腔室的容積大小，用於布置在圖1中的負壓彈簧11上。本 申請人:觀察到，負壓彈簧11的腔室容積大小與負壓彈簧的剛度和固有頻率大小之間存在一種正向的接近線性的關係，腔室越大隔離低頻振動信號效果越好。
[0036]綜上，根據本實用新型的分布式空氣彈簧4，通過各腔室壓力差和阻尼小孔的作用或者在外接伺服控制器的作用下實現的不同剛度變化，克服了現有技術的剛度大頻帶低的缺點，實現了低剛度寬頻帶的減振功能。通過負壓彈簧11的負壓氣室隔離低頻振動信號，結合不同負壓對不同低頻信號的隔離作用，以及多空橡膠墊24的橫向支撐作用，克服了現有技術對低頻隔振效果不好的弊端，實現了對低頻振動良好的隔振效果，同時消除了低頻噪聲。本發明整體實現了，低剛度寬頻帶，對低頻有良好隔振效果的功能。在精密設備，特別是低頻振動、隔低頻噪聲設備領域有廣泛應用，在車輛懸架系統中、工業及船舶設備的減振隔振領域都可使用。
[0037]儘管已示出並描述了幾個優選實施例，但對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種變更和變化。凡在本發明的發明思路之內，所做出的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種正負壓隔振減振器，其特徵在於:圓盤狀上面板(2)上有對外的連接螺栓孔(I)，分布式空氣彈簧(4)在圓盤狀上面板(2)的下方，承受外載負荷後可產生彈性變形，分布式空氣彈簧(4)內有第一氣腔室(3)和第二氣腔室(5),第一氣腔室(3)和第二氣腔室(5)之間留有阻尼閥孔￠)，第二氣腔室(5)放置於橡膠固定支座(7)上，其內為金屬橡膠做成，外部為耐磨橡膠，其上留有進氣口(8);負壓彈簧(11)懸掛於上、下支架系統中，多空橡膠墊(24)放置於負壓彈簧(11)腔內，上支架系統由上支架杆(10)，支架上面板(9)，下連接圓盤(19)以及下螺栓(18)組成，下支架系統由下支架杆(16)，支架下面板(20)，上連接圓盤(13)以及上螺栓(17)組成，負壓彈簧(11)由輪轂式法蘭圓盤的下面板(14)和上面板(21)夾緊密封連接，其上留有排氣口(15)。
2.根據權利要求1所述的正負壓隔振減振器，其特徵在於:所述分布式空氣彈簧(4)的腔內分成2個相連的第一腔室(3)和第二腔室(5)，根據需要可劃分成多個氣室。
3.根據權利要求1所述的正負壓隔振減振器，其特徵在於:橡膠固定支座(7)和支架上面板(9)通過螺栓連接，屬於柔性連接，其上留有的進氣口(8)與外接伺服充氣站(22)連接。
4.根據權利要求1所述的正負壓隔振減振器，其特徵在於:所述負壓彈簧(11)的腔內為負壓狀態，且配置有多空橡膠墊(24)，採用輪轂式法蘭圓盤(13)夾緊密封連接，且僅有位於圓盤中心的上螺栓(17)和下螺栓(18)固定。
5.根據權利要求1所述的正負壓隔振減振器，其特徵在於:所述負壓彈簧(11)上留有排氣口(15)與外接伺服抽氣站(23)連接。
【文檔編號】F16F13/20GK203926583SQ201420266224
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】李吉, 盛國才, 常凱 申請人:大連大學