[发明专利]可调载荷金属零刚度隔振器

说明书

本发明属于机械减振领域，并公开了可调载荷金属零刚度隔振器，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，所述支架外壳组件包括外壳体、预压调节螺母、辅助弹簧端盖和固定顶盖；所述零刚度调节组件包括主弹簧、主弹簧顶盖、防扭铜块、承载杆、输出力传感器和辅助力输出组件；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座、凸轮、辅助弹簧和弹簧推动座，承载杆受到向下压力时，滚动轴承推动凸轮转动、主弹簧的压缩、辅助弹簧的压缩可使得所述隔振器达到零刚度的效果。本发明在工作点可以实现零刚度的效果，阻尼器还能额外起到减振吸能的效果，本发明的重量体积小，结构对称，工作过程中无水平位移，便于安装，输出的承载力可调，能广泛应用于动力设备的隔振。

技术领域

本发明属于机械减振领域，更具体地，涉及可调载荷金属零刚度隔振器。

背景技术

隔振是长期以来使用最为广泛的一种振动防护方法，这种方法是通过一个辅助系统将被保护物体与振源隔离开，这个辅助系统包含了一个被称为隔振器的特殊装置。隔振器主要用于动力设备的安装减振，隔振器的作用是减小被隔振物体和振源之间的动态耦合，进而减少振源的不良振动传出或传递给被保护物体。

传统的线性隔振器只有在外扰频率大于隔振器固有频率的倍时才能有隔振效果，处理局部、低频外扰时振动控制效果受到结构空间和保证稳定性等限制。时至今日，鉴于线性隔振系统的诸多局限性，非线性隔振越来越受到重视，非线性隔振系统具有诸多线性系统无法比拟的优点，但受限于非线性动力学的研究进展，基础激励下的低频或超低频隔振仍是工程领域面临的难题，为了提高低频隔振效果，就必须降低系统的固有频率，这将导致系统刚度降低，然而，在实际隔振器的设计中，弹簧的刚度系数越小，隔振器的静变形很大，这势必导致设备的稳定性变差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了可调载荷金属零刚度隔振器，重量体积小，结构对称，工作过程中无水平位移，便于安装。

为实现上述目的，按照本发明，提供了可调载荷金属零刚度隔振器，其特征在于，包括支架外壳组件和零刚度调节组件，其中，

所述支架外壳组件包括外壳体、预压调节螺母、辅助弹簧端盖和固定顶盖，所述外壳体的上下两端均敞口，所述预压调节螺母竖直设置并且该预压调节螺母螺纹连接在所述外壳体的底部，所述辅助弹簧端盖安装在所述外壳体的侧壁上，所述固定顶盖安装在所述外壳体的顶部；

所述零刚度调节组件包括主弹簧、主弹簧顶盖、防扭铜块、承载杆、输出力传感器和辅助力输出组件，所述主弹簧竖直设置，该主弹簧的下端通过推力轴承压在所述预压调节螺母上，该主弹簧的上端承接所述主弹簧顶盖，所述主弹簧顶盖的边缘设置有缺口槽，所述缺口槽片水平设置有滚动轴承，所述防扭铜块设置在所述主弹簧顶盖的上方并与所述主弹簧顶盖固定连接，所述固定顶盖可限制所述防扭铜块向上的位移，通过改变预压调节螺母拧入外壳体的深度来压缩主弹簧，从而调节所述隔振器的承载能力，该防扭铜块中部竖直设置有贯穿孔并且该贯穿孔内设置有输出力传感器，所述输出力传感器放置在所述主弹簧顶盖上，所述承载杆竖直设置并且该承载杆的下端伸入所述贯穿孔内与所述输出力传感器接触；所述辅助力输出组件包括凸轮轴承座、凸轮、辅助弹簧和弹簧推动座，所述凸轮轴承座安装在所述外壳体内部，所述凸轮通过水平设置的凸轮轴可转动安装在所述凸轮轴承座上，并且所述凸轮的型面与所述滚动轴承相接触，所述滚动轴承的上下移动可带动所述凸轮绕所述凸轮轴转动，所述弹簧推动座通过水平设置的铰轴铰接在所述凸轮上，所述辅助弹簧水平放置在所述辅助弹簧端盖内，所述凸轮的转动可使所述弹簧推动座压缩所述辅助弹簧，承载杆受到向下压力时，主弹簧被压缩并且滚动轴承推动凸轮转动，辅助弹簧也被压缩，主弹簧和辅助弹簧的耦合可使得所述隔振器在减振时实现零刚度的效果。

优选地，还包括竖直设置的阻尼器，所述阻尼器包括阻尼器缸体和穿装在阻尼器缸体内的活塞杆，活塞杆的上下两端分别伸出所述阻尼器缸体，活塞杆的上端固定在所述主弹簧顶盖上。

优选地，所述外壳体包括外筒体及安装在所述外筒体下部的壳底板，所述外筒体上均匀开设置有窄条状的观察窗。