抗拉彈性隔振器的製作方法

2023-11-03 06:36:52

本實用新型屬于振動控制領域，具體涉及一種隔振器件，特別是一種可廣泛用於軌道浮置板道床、設備或設備基礎等隔振的抗拉彈性隔振器。

背景技術：

近年來，隨著我國產業升級的不斷推進，各種大型衝擊或迴轉設備廣泛用於工業生產和商業領域中,例如各種鍛打設備、衝壓設備、核電汽輪發電機組等等，同時，這些設備在運轉過程中產生的振動及噪聲的治理問題也日益得到人們的關注。目前，為控制此類振動及噪聲問題，多採用質量調諧的技術原理，利用質量塊和彈性元件組成隔振系統，將設備置於隔振系統上，利用隔振系統對設備運轉過程中產生的振動進行消耗和隔離，從而實現降低噪聲和減少對外部環境的影響。現有隔振系統中，鋼彈簧隔振器作為彈性元件的隔振系統，由於具有承載力大、隔振效率高、性能穩定、使用壽命長等優點被廣泛應用於高等級隔振場合。但是此類隔振系統中，鋼彈簧隔振器中的彈簧不僅要承受向下的壓力，而且還經常會承受向上的拉力。以大型鍛壓設備為例，工作時，鍛壓工作部對工件施加衝擊後會馬上抬起，此時工作檯受到的衝擊會傳遞至設備下方的鋼彈簧隔振器上，由於鍛壓工作部施加的載荷並非持續作用在工作檯上，因此鋼彈簧隔振器受壓變形後會馬上回彈，又由於現有鋼彈簧隔振器一般不能承受向上的拉力，因此輕則壓力不足鋼彈簧隔振器產生移位，重則鋼彈簧隔振器中的彈簧部件回彈至超過其自由高度時會發生跳動現象，當衝擊十分強烈時，就可能出現彈簧部件跳動的幅度過大，彈簧部件從限位結構中脫出並且傾倒的情況，這種情況會導致鋼彈簧隔振器失去部分甚至全部彈性支承能力，影響設備正常使用和運行安全。

同樣，短預製板浮置道床也存在此類問題，例如，當軌道車輛從一端進入時，由於短預製板的自身重量較輕，會產生翹翹板效應，即短預製板的另一端存在向上翹起的趨勢，如不能有效控制，則位於短預製板翹起一側的鋼彈簧隔振器會出現壓力不足的情況，容易導致短預製板移位或鋼彈簧隔振器中彈性元件跳動脫出或傾覆等問題，給日常運營帶來安全隱患。

另外，船舶動力設備的鋼彈簧隔振裝置也存在此類問題，當遇到海上大風浪時，船舶會產生劇烈搖晃，船舶動力設備也不可避免的一起晃動，嚴重時部分鋼彈簧隔振裝置所承受的載荷可能會完全被釋放，容易出現彈簧部件跳動脫出或傾倒的情況，造成隔振系統失效，甚至危及船舶動力設備的安全。

綜上所述，市場迫切需要提供一種不僅可以承受向下的壓力，還可以承受向上的拉力的新型隔振裝置。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於解決上述問題，提供一種不僅可以承受向下的壓力，還能夠承受向上拉力的抗拉彈性隔振器。

本實用新型抗拉彈性隔振器是這樣實現的，包括頂板、基板和彈性支承元件，所述彈性支承元件中包含金屬壓縮彈簧，其特徵在於還包括反壓彈性元件、反壓板和連杆，連杆的底端與基板固定相連，連杆頂部設有反壓彈性元件的限位件，頂板上一體化設置反壓凹槽、反壓臺肩或反壓腔室，通過連杆頂部的限位件將反壓彈性元件設置在反壓臺肩上、或限位凹槽中、或反壓腔室中。

所述限位件的具體形式可以多種多樣，例如，限位件可以為鎖緊螺母，相應的連杆頂部設置螺紋連接段，反壓板設置在反壓彈性元件的頂端，鎖緊螺母與連杆頂部的螺紋連接段配合將反壓板抵壓在反壓彈性元件上，反壓彈性元件對頂板的作用力方向與彈性支承元件對頂板的支承力方向相反；或者，限位件還可以為限位銷，相應的連杆頂部設置銷孔，反壓板設置在反壓彈性元件的頂端，限位銷與連杆頂部的銷孔配合將反壓板抵壓在反壓彈性元件上，反壓彈性元件對頂板的作用力方向與彈性支承元件對頂板的支承力方向相反。

本實用新型抗拉彈性隔振器中反壓彈性元件的數量可以根據實際工況設定，其可以是一個、二個、三個甚至是更多個，當反壓彈性元件設置二個及以上時在連杆周圍均勻布置。

本實用新型抗拉彈性隔振器中阻尼裝置的結構形式可以多種多樣，其可以在反壓凹槽或反壓腔室的底部與基板之間設置阻尼裝置，根據產品需要，所述阻尼裝置可以選擇包括液壓式阻尼裝置、粘滯阻尼裝置、電渦流阻尼裝置、磁流變阻尼裝置和粘彈性阻尼裝置等各種類型的阻尼裝置；此外，也可以在基板上設置阻尼缸，阻尼缸中設置液體阻尼材料，反壓凹槽或反壓腔室部分設置在阻尼缸內並且反壓凹槽或反壓腔室的下部浸在液體阻尼材料之中。另外，為了進一步提高阻尼力，還可以在反壓凹槽或反壓腔室的底部或/和側壁上設置通孔，使反壓彈性元件至少部分浸在液體阻尼材料之中。

本實用新型中所述的反壓彈性元件包括反壓彈性元件包括金屬螺旋彈簧、金屬碟簧、高分子材料製成的彈簧以及上述金屬彈簧與高分子材料構成的複合彈簧，所述高分子材料具體包括橡膠、彈性聚氨酯和彈性塑料等材料；所述構成彈性支承元件的金屬壓縮彈簧主要包括金屬螺旋彈簧、金屬碟簧等金屬壓縮彈簧。優選的，所述彈性支承元件中的壓縮彈簧為金屬壓縮彈簧，包括金屬螺旋彈簧和金屬碟簧等。當然，也不排除非金屬剪切式彈簧等其他壓縮彈簧形式，只要能提供良好的彈性支承，並滿足使用壽命和安全性要求，都可以應用於本實用新型中。此外，為了保證良好的隔振效果，優選的，本實用新型抗拉彈性隔振器系統的固有頻率在4-25Hz範圍。

本實用新型抗拉彈性隔振器，通過在隔振裝置中增設反壓板及反壓彈性元件，利用反壓彈性元件提供的反壓作用力，抵消彈性支承元件回彈時產生的向上的拉力，避免彈性支承元件跳動的幅度過大，彈性支承元件從限位結構中脫出並且傾倒的情況，從而保證本實用新型抗拉彈性隔振器不僅具有良好的承壓能力，而且還具有良好的抗拉能力，其工作狀態更加穩定可靠，可以有效保證被隔振的設備或車輛的正常使用和運行安全。特別要指出的是，如果反壓彈性元件的反壓作用力使全部或至少大部分彈性支承元件實現預緊，進入所承受外力與自身的壓縮位移成正比的線性變化階段，可以消除或部分消除加工誤差及裝配誤差對本實用新型抗拉彈性隔振器的系統固有頻率的影響，使其系統固有頻率變化範圍更小，保證本實用新型抗拉彈性隔振器的固有頻率參數始終處於合理可控水平，其隔振效果也將更加穩定可靠。為實現上述目的，一般情況下，反壓彈性元件的預壓縮行程應大於工作狀態下彈性支承元件最大壓縮變形量的110％。

本實用新型抗拉彈性隔振器，結構簡單，其不僅可以承受向下的壓力，還能夠承受向上的拉力，隔振效率高，隔振性能更加穩定可靠，可以廣泛應用於各種工業迴轉設備或軌道交通車輛運營的彈性隔振基礎工程中，具有廣闊的市場應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之一。

圖2圖1的A-A剖視圖。

圖3為圖1的左視圖。

圖4為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之二。

圖5為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之三。

圖6圖5的B-B剖視圖。

圖7為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之四。

圖8為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之五。

圖9圖8的C-C剖視圖。

圖10為圖8的左視圖。

圖11為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之六。

圖12為圖11的俯視圖。

圖13為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之七。

圖14為本實用新型抗拉彈性隔振器的結構示意圖之八。

具體實施方式

實施例一

如圖1、圖2和圖3所示本實用新型抗拉彈性隔振器，包括頂板1、基板8和彈性支承元件5，彈性支承元件5具體為螺旋鋼彈簧構成的金屬壓縮彈簧，所述螺旋鋼彈簧共設置四個，此外，還包括反壓彈性元件10、反壓板3和連杆9，反壓彈性元件10採用壓縮彈簧，具體為螺旋鋼彈簧，連杆9的底端與基板8固定相連，連杆9頂部設有反壓彈性元件的限位件，頂板1上一體化設置反壓凹槽2，通過連杆9頂部的限位件將反壓彈性元件10限位在限位凹槽2中。所述限位件為鎖緊螺母4，相應的連杆9頂部設置螺紋連接段，反壓板3設置在反壓彈性元件10的頂端，鎖緊螺母4與連杆頂部的螺紋連接段配合將反壓板3抵壓在反壓彈性元件10上，反壓彈性元件10對頂板1的作用力方向與彈性支承元件5對頂板1的支承力方向相反。其中，為節約空間和提高安全性，連杆9從反壓彈性元件10的內圈中穿過。另外，為方便對反壓彈性元件10限位，反壓板3和反壓凹槽2底部分別設置反壓彈性元件的對中限位塊7。同樣道理，為便於對支承彈性元件5限位，在頂板1和基板8上分別設置支承彈性元件的對中限位塊6。

需要指出的是，圖1、圖2和圖3所示本實用新型抗拉彈性隔振器中僅設置了彈性元件，沒有設置阻尼結構，在應用時可以與阻尼裝置配合使用。例如，如圖4所示，可以在頂板1與基板8之間增設阻尼裝置11，在此阻尼裝置11具體為兩個小孔節流結構的液壓式阻尼裝置。當然，除了液壓式阻尼器，根據產品的不同需要，阻尼裝置也可以採用粘滯阻尼裝置、電渦流阻尼裝置、磁流變阻尼裝置和粘彈性阻尼裝置等其他類型的阻尼裝置，只要能有效提高系統阻尼，實現快速消耗振動能量的目的，都可以應用於本實用新型。本實用新型中，可以用做反壓彈性元件10的所述壓縮彈簧的具體形式多種多樣，其可以是金屬螺旋彈簧、金屬碟簧、高分子材料製成的彈簧以及上述金屬彈簧與高分子材料構成的複合彈簧，所述高分子材料具體包括橡膠、彈性聚氨酯和彈性塑料等材料。此外，本實用新型中的彈性支承元件，可以採用螺旋鋼彈簧或蝶簧等金屬壓縮彈簧構成。另外，本例僅以設置二個反壓彈性元件10、二根連杆9及四個彈性支承元件5為例進行說明，在實際應用中，可以根據工程需要設定反壓彈性元件10、連杆9及彈性支承元件5的數量。為了保證良好的隔振效果，優選的，本實用新型抗拉彈性隔振器系統的固有頻率在4-25Hz範圍。以上技術方案都是基於本實用新型技術原理的簡單變化，在此僅以文字給予說明，都在本實用新型要求的保護範圍之中。上述說明同樣也適用於本實用新型的其也實施例，在此一併給予說明。

本實用新型抗拉彈性隔振器，通過在隔振裝置中增設反壓板及反壓彈性元件，利用反壓彈性元件提供的反壓作用力，抵消彈性支承元件回彈時產生的向上的拉力，避免彈性支承元件跳動的幅度過大，彈性支承元件從限位結構中脫出並且傾倒的情況，從而保證本實用新型抗拉彈性隔振器不僅具有良好的承壓能力，而且還具有良好的抗拉能力，其工作狀態更加穩定可靠，可以有效保證被隔振的設備或車輛的正常使用和運行安全。特別要指出的是，如果反壓彈性元件的反壓作用力使全部或至少大部分彈性支承元件實現預緊，進入所承受外力與自身的壓縮位移成正比的線性變化階段，可以消除或部分消除加工誤差及裝配誤差對本實用新型抗拉彈性隔振器的系統固有頻率的影響，使其系統固有頻率變化範圍更小，保證本實用新型抗拉彈性隔振器的固有頻率參數始終處於合理可控水平，其隔振效果也將更加穩定可靠。為實現上述目的，一般情況下，反壓彈性元件的預壓縮行程應大於工作狀態下彈性支承元件最大壓縮變形量的110％。使用時，將本實用新型抗拉彈性隔振器放置在待隔振物體與基礎之間即可，必要時可以採取防滑或固定措施。另外，為了防止異物落入反壓凹槽2中，使用時，可以在頂板1上方再增設一塊蓋板。

本實用新型抗拉彈性隔振器，結構簡單，其不僅可以承受向下的壓力，還能夠承受向上的拉力，隔振效率高，隔振性能更加穩定可靠，可以廣泛應用於各種工業迴轉設備或軌道交通車輛運營的彈性隔振基礎工程中，具有廣闊的市場應用前景。特別要說明的是，本實用新型所述抗拉彈性隔振器由於設置了反壓彈性元件，其不僅可以承受向下的壓力，還可以承受向上的拉力，因此，當應用於船舶動力設備等工業設備時，其可以更好地滿足風浪條件下設備搖晃時的安全需求，具有隔振效果穩定，安全性能可靠的突出優點。

實施例二

如圖5和圖6所示本實用新型抗拉彈性隔振器，與實施例一的區別在於，頂板1上一體化設置鋼管及鋼板焊接製成的反壓腔室12，反壓板3和反壓彈性元件10設置在反壓腔室12中，為方便安裝和維護，頂板1上對應設置安裝通孔13。此外，反壓腔室12與基板8之間設有阻尼裝置11，阻尼裝置11具體為兩個液壓式阻尼裝置。

與實施例一所述技術方案相比，本例所述技術方案中，由於阻尼裝置11設置在反壓腔室12與基板8之間，產品結構更加緊湊，可以為擺放彈性支承元件5留出更多空間，充分滿足重載條件下，彈性支承元件數量較多的使用需求，其空間利用率更好。此外，在頂板1上一體化固定設置反壓腔室12和安裝通孔13，頂板1的有效支撐工作面積和板體強度基本不受影響，產品加工製作也更容易。當然，在使用時，也要考慮遮蔽安裝通孔13，以免異物落入反壓腔室12中。

實施例三

如圖7所示本實用新型抗拉彈性隔振器，與實施例二的不同之處在於，阻尼裝置具體為粘滯阻尼裝置，所述粘滯阻尼裝置包括固定設置在基板8上的阻尼缸14，阻尼缸14中設有液體阻尼材料15，液體阻尼材料15具體為液體粘滯阻尼，反壓腔室12部分置於阻尼缸內並且反壓腔室12的下部浸在液體阻尼材料15之中。

與實施例二相比，本例所述技術方案中，利用反壓腔室12作為粘滯阻尼裝置的動體，應用過程中，當彈性支承元件5承受變化載荷發生往復變形時，頂板1帶動反壓腔室12往復剪切阻尼缸14中液體阻尼材料15，即可迅速實現耗能，其具有阻尼比大，產品結構緊湊，空間利用率高的優點。

實施例四

如圖8、圖9和圖10所示本實用新型抗拉彈性隔振器，與實施例三的不同之處在於，頂板1上一體化固定設置反壓凹槽2，反壓板3和反壓彈性元件10設置在反壓凹槽2中。此外，阻尼裝置中，反壓凹槽2部分置於阻尼缸14內並且反壓腔室12的下部浸在液體阻尼材料15之中，其中，反壓彈性元件10也部分浸入液體阻尼材料15內。

與實施例三相比，由於反壓凹槽2具有兩個開放端，可以從其開放端對鎖緊螺母4進行拆裝，因此不需要在頂板1上設置安裝通孔，產品的結構更加簡單，加工工序更少。此外，由於反壓凹槽2具有兩個開放端，反壓彈性元件10也部分浸入液體阻尼材料15內，在使用過程中，當彈性支承元件5承受變化載荷發生往復變形時，頂板1帶動反壓凹槽2往復剪切阻尼缸14中液體阻尼材料15實現耗能，同時，反壓彈性元件10也會往復變形剪切阻尼缸14中液體阻尼材料15實現耗能，因此本例所述產品中阻尼裝置的阻尼比更大，耗能能力也更強。

實施例五

如圖11和12所示本實用新型抗拉彈性隔振器，與實施例三的不同之處在於，彈性支承元件5也設置在阻尼缸14內，彈性支承元件5具體為一個螺旋鋼彈簧，螺旋鋼彈簧部分浸在液體阻尼材料15中；此外，反壓腔室12位於螺旋鋼彈簧的內部，反壓腔室12部分置於阻尼缸14內並且反壓腔室12的下部浸在液體阻尼材料15之中，反壓腔室12的底部和側壁上設置若干通孔17，反壓彈性元件10也部分浸在液體阻尼材料15之中；另外，反壓彈性元件10具體由多個鋼製碟簧構成；再有為了防止異物進入阻尼缸14，頂板1與阻尼缸14之間設有密封套圈16。

與實施例三相比，本例所述技術方案結構更緊湊，由於反壓彈性元件10採用了碟簧，因此其可以承受的向上拉力更大，佔用空間更小；此外，由於彈性支承元件5部分置於液體阻尼材料15之中，當彈性支承元件5承受變化載荷發生往復變形時，彈性支承元件5可以往復剪切阻尼缸14中液體阻尼材料15實現耗能，同時，頂板1帶動反壓凹槽2往復剪切阻尼缸14中液體阻尼材料15實現耗能，另外，反壓彈性元件10也會往復變形剪切阻尼缸14中液體阻尼材料15實現耗能，所以本例所述技術方案可以實現非常大的系統阻尼比，其減振耗能能力更加顯著。

當然，基於本例所述的技術原理，圖6、圖7所示的技術方案中，也可以在反壓凹槽2和反壓腔室12的底部或/和側壁上設置通孔，也可以實現增大阻尼力的效果，也在本實用新型要求的保護範圍之中。

實施例六

如圖13所示本實用新型抗拉彈性隔振器，與實施例三的區別在於，反壓彈性元件10設置四個，具體為四個螺旋鋼彈簧，所述四個螺旋鋼彈簧在連杆9的周圍均勻布置；此外，連杆9頂部設置的限位件為限位銷50，相應的連杆9頂部設置銷孔，反壓板3設置在反壓彈性元件10的頂端，限位銷50與連杆9頂部的銷孔配合將反壓板3抵壓在反壓彈性元件10上，反壓彈性元件10對頂板1的作用力方向與彈性支承元件對頂板1的支承力方向相反；另外，阻尼缸14中設置固體阻尼材料51，彈性支承元件5部分嵌置在固體阻尼材料51中。

與實施例三相比，本例所述技術方案中，由於阻尼缸14中採用了固體阻尼材料51，其無需採取防水防塵措施，產品的結構更加簡單。

此外，本例中以設置四個反壓彈性元件10為例進行說明，在實際應用中，也可以設置二個、三個、五個、六個甚至更多個，為了保證承載均勻，反壓彈性元件設置二個及以上時在連杆周圍均勻布置，以確保穩定。上述技術方案都是基於本例所述技術原理的簡單變化，在此僅以文字給予說明，都能實現很好的技術效果，都在本實用新型要求的保護範圍之中。

實施例七

如圖14所示本實用新型抗拉彈性隔振器，與實施例一的區別在於，頂板1上一體化設置反壓臺肩52，通過連杆9頂部的限位件將反壓彈性元件10設置在反壓臺肩52上，其中連杆9共設置四根，二根為一組對稱設置在彈性支承元件5兩側。

本例所述技術方案具有實施例一所述技術方案的全部優點，在此不現重複，由於本例中，連杆9的數量更多，其布置方式使連杆9受力更加合理，頂板1不容易發生傾覆，穩定性更好。

本實用新型抗拉彈性隔振器，通過在隔振裝置中增設反壓板及反壓彈性元件，利用反壓彈性元件提供的反壓作用力，抵消彈性支承元件回彈時產生的向上的拉力，避免彈性支承元件跳動的幅度過大，彈性支承元件從限位結構中脫出並且傾倒的情況，從而保證本實用新型抗拉彈性隔振器不僅具有良好的承壓能力，而且還具有良好的抗拉能力，其工作狀態更加穩定可靠，可以有效保證被隔振的設備或車輛的正常使用和運行安全。特別要指出的是，如果反壓彈性元件的反壓作用力使全部或至少大部分彈性支承元件實現預緊，進入所承受外力與自身的壓縮位移成正比的線性變化階段，可以消除或部分消除加工誤差及裝配誤差對本實用新型抗拉彈性隔振器的系統固有頻率的影響，使其系統固有頻率變化範圍更小，保證本實用新型抗拉彈性隔振器的固有頻率參數始終處於合理可控水平，其隔振效果也將更加穩定可靠，可以廣泛應用於各種工業迴轉設備或軌道交通車輛運營的彈性隔振基礎工程中，具有廣闊的市場應用前景。特別是應用於船舶動力設備等工業設備時，其可以更好地滿足風浪條件下設備搖晃時的安全需求，具有隔振效果穩定，安全性能可靠的突出優點。

本實用新型的實施例主要是為了方便理解本實用新型的技術原理，並不局限於上述實施例記載的內容，上述實施例記載的技術內容也可以進行交叉使用，基於本實用新型技術原理，本領域技術人員可以對上述實施例所述技術方案重新進行組合或利用同類技術對其中某些元件進行簡單替換，只要基於本實用新型的技術原理，都在本實用新型要求的保護範圍之中。