[发明专利]一种基于正负刚度并联原理的盘形非线性低频隔振器

说明书

本发明公开了一种基于正负刚度并联原理的盘形非线性低频隔振器，由动力输入部分、拉簧系统、压簧系统和外壳构成，拉簧系统实现正刚度，压簧系统实现负刚度，二者结合使系统静态力‑位移曲线呈现准零刚度特性。本发明延续了非线性隔振器的优良隔振性能，同时通过调节螺纹结构，以及增减拉簧组的个数，可以大幅提高隔振器的适用隔振质量范围，克服了普通非线性隔振器隔振质量范围小的缺点。

技术领域

本发明属于低频隔振领域，具体涉及一种具有较大隔振质量调节范围的基于正负刚度并联原理的盘形非线性低频隔振器。

背景技术

工程中的低频振动影响设备的稳定性和精度，使零件强度降低甚至发生疲劳破坏，造成不必要的损失，同时也会带来噪声污染，一些领域中的低频振动还会危害工作人员的身心健康。为了解决这种局限，有效的低频隔振设计是各个工程领域的研究重点。

由传统被动隔振理论，线性隔振系统对中高频振动的隔离效果较好，但由于其变形和刚度之间的矛盾，隔离低频振动的性能较差。因此，线性隔振系统难以满足工程领域的多种低频隔振需求。如果采用主动、半主动隔振，虽然可实现好的低频隔振性能，但会涉及到控制技术，增大了系统复杂程度，难以避免结构过大，且能源消耗大及成本高昂。

基于正负刚度并联原理的非线性隔振系统能够克服线性隔振系统的不足，低频隔振性能好，因此受到各领域研究人员的重视。但是要确保这种系统的良好隔振性能，必须要求实际载荷不能与其平衡载荷之间有较大偏差。通过设计调整装置，可以增大隔振系统的质量适用范围，但现有系统的质量调整范围仍存在不足，即无法进行大范围调整。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于正负刚度并联原理的低频隔振器。它利用多组弹簧组成非线性系统，每组中一个弹簧提供正刚度，另一个弹簧提供负刚度，由于特殊的机械结构设计，隔振器将外界传递的振动转化为主轴的转动。其优势是可以根据载荷灵活调整弹簧的组数和预紧力，扩展了隔振质量范围，具有较强的适应性，具有较好的低频隔振效果。

本发明包括动力输入部分、拉簧系统、压簧系统和外壳，动力输入部分由导杆、导杆套、外壳套筒、定位螺栓、销轴、竖连杆、横连杆以及花键轴组成，导杆为本发明与被隔振对象的连接件，二者通过导杆末端的法兰相连。导杆套与导杆过盈配合，与外壳套筒为间隙配合，以使导杆可以在外壳套筒的限制下做直线运动。外壳套筒通过螺栓固定在外壳箱外壁上。

所述的导杆、导杆套和外壳套筒中部均有贯通的径向孔，在没有负载的情况下，定位螺栓可以穿过导杆、导杆套和外壳套筒。使导杆的位置相对于外壳套筒固定。

所述的导杆与竖连杆通过销轴铰接，销轴上有开口销用于限制销轴轴向位置，本发明的铰接均采用此种方式，故以下不再赘述。竖连杆与横连杆通过销轴铰接，横连杆末端为一内花键套横连杆通过内花键套嵌套在花键轴中部。

所述的拉簧系统由拉簧花键套、数个拉簧以及拉簧调节机构组成。拉簧花键套嵌套在所述的花键轴一端，拉簧花键套周围径向铰接数个拉簧，拉簧另一端铰接有拉簧调节机构。

所述的拉簧调节机构由拉簧调节螺栓以及拉簧调节螺母组成，拉簧调节螺栓穿过外壳箱的光孔，拉簧调节螺栓末端旋合有拉簧调节螺母，调节拉簧调节螺母即可调节对应拉簧的预紧力。

所述的压簧系统由压簧花键套、数个压簧连接、数个压簧以及压簧调节机构组成，压簧花键套嵌套在所述的花键轴的另一端，压簧花键套周围铰接数个压簧连接，压簧连接端部嵌套数个压簧，数个压簧另一端嵌套在压簧连接端部凸台上，此种布置以实现压簧的自由伸缩和转动，同时还不至于在变形过程中造成压簧的失稳。压簧连接与压簧调节机构铰接。

所述的压簧调节机构由压簧调节件和压簧调节螺栓构成，压簧调节件一端有盲孔，供压簧调节螺栓定位。压簧调节螺栓旋合在外壳箱的螺纹孔上，调节压簧调节螺栓即可调整压簧预紧力。