[实用新型]一种适用于低频振动的三维隔振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种隔振装置。

背景技术

随着工业化的不断发展，人们对振动隔离的要求越来越高，例如精密测量和加工领域对环境的安静性要求越来越严格。机械设备内部和外部的振动干扰都是降低加工精度和表面质量的重要因素。传统的被动隔振系统对外界的干扰频率大于振动系统的固有频率的倍起减振作用，可以较好地隔离中、高频振动，但是隔离低频振动的能力差。然而对超精密加工设备产生不良影响的振动频率是在0.5-70Hz范围内，为了提高隔振器低频的隔振效率，要求隔振器必须具有足够低的刚度，但是为了保证一定的承载能力和稳定性，又需要较大的静态刚度。因此传统的被动隔振技术始终存在着动态刚度和静态变形间权衡的问题，无法较好的满足超精密加工的要求。一些新型的隔振技术如主动控制虽然能够满足上述要求，但是结构复杂，成本较高，需要输入能量以及需要计算机强大的计算能力。

中国专利库中的一种基于负刚度原理的永磁低频多自由度隔振度机构，专利号码：CN102410337A，包括下永磁体、上永磁体、橡胶片、下永磁体固定板、橡胶固定座、上永磁体固定板、橡胶压块和橡胶片外缘固定压环。但是该方法存在的问题有：1、橡胶片长期被拉伸容易发生老化断裂；2、结构的静平衡位置不能够调整，不能确保振动发生在平衡位置附近；3、竖直方向上采用磁铁作为正刚度系统，静态的线性承载能力较差，水平方向上的橡胶片静承载能力较差，容易发生较大变形。

发明内容

本实用新型的目的在于提供可以满足三维空间上高静态低动态刚度的要求，能够保证较小的静位移和低频隔振性能的一种适用于低频振动的三维隔振装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种适用于低频振动的三维隔振装置，其特征是：包括外壳、振动台、XY面解耦支架、滑动块、隔振台，外壳包括相连的侧壁和底面，外壳的底面上设置凸起的导向孔，振动台包括相连的上平面和圆柱，振动台的圆柱下部位于导向孔里，圆柱上部与外壳之间安装斜弹簧，振动台的圆柱中部设置凸台，凸台与导向孔壁之间安装支撑弹簧，导向孔壁设置有外螺纹，升降齿轮与导向孔壁的外螺纹配合安装在导向孔壁外，升降齿轮与支撑弹簧间安装推力轴承，外壳侧壁上固定齿轮挡圈，齿轮挡圈下方设置传动齿轮，齿轮挡圈和传动齿轮里安装调整手柄，传动齿轮和调整手柄之间通过键配合，传动齿轮和升降齿轮相啮合，XY面解耦支架为中空的环形结构，XY面解耦支架固定在振动台的上平面上，在XY面解耦支架中空部分的第一对对立面旁设置一对轴承槽，支撑轴的端部通过支撑轴承分别安装在轴承槽里，滑动块套于支撑轴上，滑动块两侧的支撑轴上分别安装X向弹簧，XY面解耦支架中空部分的第二对对立面的第一面里侧设置控制块，支撑轴与控制块间安装第一Y向弹簧，支撑轴与XY面解耦支架中空部分的第二对对立面的第二面间安装第二Y向弹簧，XY面解耦支架上设置大圆形永久磁铁，滑动块上设置小圆形永久磁铁，小圆形永久磁铁位于大圆形永久磁铁里，隔振台穿过小圆形永久磁铁并通过螺纹与滑动块相连。

本实用新型还可以包括：

1、XY面解耦支架中空部分的第一对对立面的一个面上安装X方向调整螺钉，支撑轴上套有X方向调整块，X方向调整块与支撑轴上的X向弹簧相连，X方向调整螺钉与X方向调整块配合从而调整滑动块的X向位置。

2、XY面解耦支架中空部分的第二对对立面的第一面里侧设置滑动槽，控制块设置在滑动槽里，XY面解耦支架上安装Y向调整螺钉，Y向调整螺钉通过螺纹与XY面解耦支架相配合并顶在控制块上。

3、齿轮挡圈处的外壳侧壁上设置开口，开口处安装挡片。

本实用新型的优势在于：本实用新型与现有的三维隔振器相比，结构上采用永久磁铁、弹簧作为负刚度或正刚度元件，实现更低频率的隔振，避免橡胶片在使用过程中发生老化断裂的现象；采用自主设计的三维位移解耦装置，实现了X，Y，Z方向的位移解耦，防止三维运动形式使弹簧产生耦合作用，冲分利用了静态时弹簧正刚度的承载能力和动态时系统正负刚度相互抵消的作用，在Z方向和XY平面上获得了更低动刚度的同时可以保证较大的承载能力，不需要外接入能量；本结构在水平方向上采用螺栓和螺母的，竖直方向上采用齿轮传动的方式可以实现调整静平衡位置，以保证高静态低动态刚度。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2a为沿A1-A1截面(XZ平面)的半剖图，图2b为I处放大图；

图3为XY平面上隔振机构的解耦图；

图4a为一维隔振的原理图，图4b为二维隔振的原理图；