[发明专利]一种采用倾斜磁体产生负刚度的超阻尼隔振器

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔振器，具体涉及一种采用倾斜磁体产生负刚度的超阻尼隔振器。

背景技术

当机械结构受到外部扰动作用时，系统将会产生受迫振动。其中，对于实际工程中有害振动的抑制问题，人们给予了大量研究；在航天航空工程、仪表仪器以及精密工程等领域，机械振动往往会造成结构的破坏失效，仪表器件测量精度的下降，结构使用寿命的缩短等不利情况。例如，航天器发射时，外界冲击载荷造成的发射精度的降低；车辆行驶时，不平路面引起的舒适度下降；外界扰动引起的仪表仪器测量精度的降低等。

被动式隔振技术由于其具有结构简单，低成本，易实现，高稳定性等特征被广泛的应用于结构的抑振、减振控制当中；然而，传统的线性隔振系统往往只对中-高频频带范围的有害振动具有隔振效果，对于低频范围的振动往往难以有效隔离；因此，近些年，通过在传统线性隔振器的基础上引入负刚度机构设计出具有高静态刚度-低动态刚度隔振器得到了广泛的研究，从而能够在线性隔振系统的基础上进一步拓宽隔振频带，实现对低频振动的有效抑制；同时，由于永磁体性能的进一步提高，采用磁结构设计出满足功能需求的该类隔振器显得相对容易，但该类隔振系统对于共振区域的振动抑制效果相对较差；在满足实际使用需求的条件下，设计出结构紧凑，实现低频隔振，并且能够抑制共振区域振动的隔振器就显得尤为困难。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种采用倾斜磁体产生负刚度的超阻尼隔振器，本发明装置在其工作位置附近具有承载能力强和超阻尼特性，能够实现超低频隔振并且能够有效地抑制共振区域的振动，使得隔振系统避免出现共振现象；同时，该隔振系统具有结构简便、使用方便、成本低、应用范围广的特点。

本发明解决现存技术问题所采用的技术方案是：

一种采用倾斜磁体产生负刚度的超阻尼隔振器，包括从上至下依次带有第一凸台20、第二凸台9和第三凸台13的中心轴1，所述中心轴1穿过通过第三紧固螺栓7紧固锁紧的上端盖6和下端盖15中部，其中，第一凸台20位于上端盖6外部，第二凸台9和第三凸台13位于上端盖6和下端盖15内的空腔内；所述中心轴1外壁与上端盖6间设置滑动轴承3，滑动轴承3沿轴向通过第一紧固螺栓2与上端盖6紧固相连；所述上端盖6和下端盖15均为锥形面，上端盖6锥形面上设置多个位置对称的腔体，每个腔体内通过第二紧固螺栓4紧固连接有第一倾斜环形永磁体5，下端盖15锥形面上设置多个与上端盖6锥形面上腔体位置对称的腔体，每个腔体内通过第四紧固螺栓16紧固连接有第二倾斜环形永磁体17；所述下端盖15通过第五紧固螺栓18和底座19紧固相连；所述中心轴1的第二凸台9和第三凸台13间设置有能够沿中心轴1轴向运动的第三环形永磁体11，所述第三环形永磁体11与中心轴1的第二凸台9和第三凸台13间分别设置第三弹簧10和第四弹簧12；通过第三弹簧10和第四弹簧12的相互对压来约束第三环形永磁体11使其沿中心轴1轴向运动；当结构需要承受轴向的弹性支撑力时，中心轴1的第二凸台9和上端盖6间设置有第一弹簧8，中心轴1的第三凸台13和下端盖15间设置有第二弹簧14；通过第一弹簧8和第二弹簧14的相互对压为超阻尼隔振器沿轴向提供一定的承载能力。

所述第一弹簧8和第二弹簧14的刚度系数相同。

所述第三弹簧10和第四弹簧12的刚度系数相同。

除第一弹簧8、第二弹簧14第三弹簧10和第四弹簧12以外，所述超阻尼隔振器的其余零部件均采用非导磁的金属材料。

所述上端盖6和下端盖15的锥形面相对水平方向的倾斜角度即第一倾斜环形永磁体5和第二倾斜环形永磁体17相对水平方向的倾斜角度为30⁰。

所述中心轴1上位于第一凸台20上方设置有便于与被控结构相连的螺纹段，所述底座19的底部设置有便于与振源相连的螺纹段。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、当沿着轴向加载时，在上端盖6与中心轴1的第二凸台9之间以及下端盖15与中心轴1的第三凸台13之间分别设置第一弹簧8和第二弹簧14；采用相互对压的第一弹簧8和第二弹簧14能够提高结构沿轴向的承载能力；同时，其具有占用空间小、简单便捷，便于调节更换。