[发明专利]轴承式运动解耦三维隔振支座

说明书

本申请属于振动及噪声控制领域，提供一种轴承式运动解耦三维隔振支座；其包括上连接板，中作板，下连接板，碟形弹簧，螺旋弹簧，定位加载环，叠层橡胶支座，直线轴承和轴承导杆；上连接板、中作板、下连接板从上向下依次设置，叠层橡胶支座安装在上连接板与中作板之间，竖向隔振系统安装在中作板与下连接板之间；水平向隔振系统采用叠层橡胶支座；竖向隔振系统采用碟形弹簧、螺旋弹簧与定位加载环构成的带刚度自适应的装置；通过在中作板与下连接板之间设置直线轴承与轴承导杆来实现该轴承式运动解耦三维隔振支座水平向与竖向的运动解耦；本申请能够对多种类型振源，以及水平和竖向多维度振动输入具有良好的隔振效果。

技术领域

本申请涉及一种轴承式运动解耦三维隔振支座，属于振动及噪声控制领域。

背景技术

隔振技术在机械设备振动控制和建筑结构抗震领域已得到了广泛的研究和应用。隔振的基本原理是通过在隔振物体与基础之间设置隔振支座或者特殊构造，得到水平刚度较小的隔振层，通过滤波效应减小外部环境振动或者地震对隔振物体影响或者阻止隔振物体产生振动向地面传播。现代隔振技术已有70多年的历史，属于一种被动的振动控制技术。

然而，现有隔振装置存在着以下不足：一是不能满足多种类型振动隔离的需求。不少高精尖仪器设备，国家战略设施以及重要历史文物等，需要同时考虑隔离地震作用和周围环境振动的影响。然而地震和机械振动的特性截然不同，地震具有幅值高，频谱广，频率低的特点；而机械振动具有幅值低，频谱窄，频率高的特点，传统的线性隔振装置往往难以满足兼顾优化两类振源隔离的需求。二是传统的隔振设备通常仅在水平或者竖向单方向进行隔振，而振动的影响通常是三维输入。既有的一些具有三向隔振功能的装置，存在着竖向与水平向力学性能严重耦合，隔振效果不佳的缺点。

发明内容

本申请的目的在于设计一种轴承式运动解耦三维隔振支座，能够对多种类型振源，以及水平和竖向多维度振动输入具有良好的隔振效果。

为了实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：

一种轴承式运动解耦三维隔振支座，包括上连接板、中作板、下连接板、水平向隔振系统、竖向隔振系统、直线轴承和轴承导杆。

其中，上连接板、中作板、下连接板从上向下依次设置，水平向隔振系统安装在上连接板与中作板之间，竖向隔振系统安装在中作板与下连接板之间；水平向隔振系统采用叠层橡胶支座，通过水平向变形发挥隔振作用；竖向隔振系统采用碟形弹簧、螺旋弹簧与定位加载环构成的带刚度自适应的装置，通过竖向变形发挥隔振作用；通过在中作板与下连接板之间设置直线轴承与轴承导杆来实现该轴承式运动解耦三维隔振支座水平向与竖向的运动解耦。

进一步，上连接板与被隔振体连接；下连接板与基础地面进行连接，起到固定竖向隔振系统。

进一步，水平向隔振系统可根据需求，采用叠层天然橡胶支座，叠层铅芯橡胶支座，高阻尼橡胶支座，摩擦摆支座等。

进一步，还可通过变换叠层橡胶支座的尺寸，橡胶层厚度，是否内置铅芯等，独立地实现水平向隔振的不同性能需求。

进一步，竖向隔振系统为带刚度自适应的装置，其包括碟形弹簧、螺旋弹簧、定位加载环；定位加载环包括底部定位加载环、内定位加载环和外定位加载环；外定位加载环、底部定位加载环从上向下依次设置于中作板与下连接板之间；两个或多个碟形弹簧从上向下依次设置于外定位加载环、底部定位加载环之间，且相邻两个碟形弹簧之间各通过一个内定位加载环串联，通过内定位加载环进行力的传递；螺旋弹簧位于中作板、下连接板之间，并依次穿过外定位加载环、通过内定位加载环串联的碟形弹簧、底部定位加载环。

进一步，通过内定位加载环串联的碟形弹簧为上下直接并联的两个或多个碟形弹簧。由此，在本申请中，碟形弹簧可以采用多组串联的形式，也可以采用多组串联多组并联的形式；串联、并联在一起的碟形弹簧，在结构的重力荷载下会产生变形，在振动作用时也会产生变形，且在振动作用时定位加载环会随着碟簧变形一起运动变形。