[发明专利]一种弹性圆环型结构超低频隔振器

说明书

本发明提出了一种弹性圆环型结构超低频隔振器。该装置利用圆环几何非线性刚度的特殊隔振性能，提出了一种几何非线性刚度结合水平阻尼的实现装置。该隔振装置由支撑底座，薄圆环，水平刚度阻尼结构，角支架，锁紧夹具，垂向导轨和滑动轴承等组成。该装置包含的薄圆环，具有可调节的圆环预变性，提供不同的非线性刚度以提高系统的隔振性能，并且结合水平阻尼，可以提供非线性阻尼。该装置在不同的预变形下具有不同的共振频率，提高装置的预变形使共振峰向左偏移以拓宽隔振频带并且水平阻尼能够很好的抑制高频处的传递率。

技术领域

本发明涉及隔振装置技术领域，具体涉及一种弹性圆环型结构超低频隔振器。

背景技术

隔振技术已广泛应用于工业界的各行各业，如航空航天、汽车、船舶、精密加工领域等。为提高减振效果，工业界一直在追求低频或超低频的隔振元器件。在低频减振领域，目前广泛通过被动隔振、主动和半主动隔振技术来实现。主动和半主动减振存在需要外界输入能量、系统较为复杂的缺点。相比之下，弹性梁组成的被动隔振结构简单，不需要外部能量，并颇具经济性优势，因此在很多情况下成了解决工程振动传递问题的首选方案。但与其它振动控制技术一样，被动隔振技术也有其难以克服的缺点。如为了提高被动隔振系统隔离低频和超低频振动的隔振效率，应降低隔振系统的固有频率，即要求减振器必须具有足够低的刚度，但是为了保证隔振装置具有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。另外，传统的被动隔振技术对于共振区域的隔振效果不好。虽然线性阻尼可以控制共振频率下的响应，但是也会降低高频隔振区的隔振效率，因此工程师和科学家们开始研究加入几何非线性刚度和非线性阻尼对隔振器隔振性能的影响。现有的被动隔振器，虽然能够有效隔离低频振动，但系统结构复杂，制作困难，同时在高频隔振区域隔振效率低。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种弹性圆环型结构超低频隔振器，采用圆环型薄壁梁产生几何非线性刚度，并以几何非线性刚度和非线性阻尼，同时在低频和高频振动处提高隔振效率。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种弹性圆环型结构超低频隔振器，包括一个薄圆环、T型平台、支撑底座、垂向导轨，其中，垂向导轨下端固定在支撑底座上，薄圆环穿过垂向导轨，下端通过锁紧夹具和紧固螺栓固定在支撑底座上；且薄圆环上端能够沿垂向导轨相对滑动；所述T型平台穿过薄圆环上端，且中部与薄圆环上端固定连接，所述T型平台能够沿垂向导轨自由移动；薄圆环在振动过程中仅在竖直方向移动而无法水平移动和旋转。

进一步地，所述T型平台中心镂空，镂空的空心长度大于薄圆环受压移动距离，且垂向导轨能够在T型平台中心镂空中自由移动。

进一步地，所述T型平台和垂向导轨之间有一个滑动轴承，滑动轴承套在垂向导轨上端，穿过T型平台，且用螺栓固定在薄圆环表面。

进一步地，一组水平刚度阻尼结构一端与T型平台下端相连接，另一端与支架连接，所述支架通过角支架固定在垂向导轨上；刚度阻尼结构与T型平台相连的一端能够上下自由移动。所述支架长度小于薄圆环半径，且安装位置靠近薄圆环中心位置。

进一步地，所述刚度阻尼结构包括液压缸和活塞杆，液压缸和活塞杆的顶部均为铰链环，而端部固定有弹簧支撑槽板，弹簧安装在两弹簧支撑槽板之间。

本发明与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、该隔振器不仅能够解决了现有隔振系统在低频振动时的难题，还能够有效提高高频工作条件下的隔振效率。

2、通过薄圆环变形程度的控制，在一定的范围内，物体质量增加而刚度减小，可以适应质量变化的隔振物体。

3、该隔振器在一定的变形范围内，薄圆环在物体作用下，可实现在其平衡位置的准零刚度和平衡位置附近的几何非线性刚度。