[发明专利]一种组合式非线性高阻尼合金减振器

说明书

本发明公开了一种组合式非线性高阻尼合金减振器，包括双U型弹簧和板簧，所述双U型弹簧包括上安装面和下安装面，所述上安装面和下安装面之间设有相对向外侧弯曲的两个U型弹簧，所述U型弹簧的一端固定于上安装面上，所述U型弹簧的另一端固定于下安装面上，所述板簧固定安装于双U型弹簧的中间底部，所述双U型弹簧和板簧之间具有初始间隙，所述初始间隙为常规工况和冲击工况下的变换阈值。本发明的技术方案能够确保减振器在常规工况下提供和橡胶相近的减振和阻尼效果，并在高冲击状态下达到设计阈值拐点时呈现高刚度特性，能够确保设备和减振垫不会破坏，并使得设备能快速恢复正常运行状态。

技术领域

本发明涉及一种减振器，特别涉及一种在高冲击状态下达到设计阈值拐点时呈现高刚度特性的减振器。

背景技术

设备与基础部分安装时通常需要通过减振垫连接，以确保外部振动不会传递给设备，也可以使得设备自身的振动不会传递给外界，即通过减振垫将振动分离开来。传统减振垫是由橡胶组成，如图1所示。有些减振垫为了在不改变其尺寸的情况下提高刚度，在橡胶内增加了金属钢丝来增加其刚度和强度，达到满足重型设备安装和隔振的要求。此类的减振器的刚度通常是线性变化的。

在一些场合，此类减振器不能满足实际需求，尤其在军用行业中，如舰艇和潜艇等军用设备中重要内部设备的安装和减振。以军舰中导航仪的安装为例，导航仪是用来精确定位的，故其安装后需要隔离外部振动干扰，确保能够给军舰提供足够的导航精度。然后在一些特殊工况下，比如收到外部冲击时(如炮弹的打击)，军舰会在瞬间收到几十倍加速度的冲击，冲击力通过减振垫传递给设备，此时传统减振垫会瞬间撕裂破坏，彻底失去减振效果，使得设备无法正常运行。这就意味着减振垫要满足正常工况，也需要满足一些特定情况，这就使得减振垫的刚度要具备非线性的特性。

发明内容

本发明的目的是确保减振器在常规工况下提供和橡胶相近的减振和阻尼效果，并在高冲击状态下达到设计阈值拐点时呈现高刚度特性，确保设备和减振垫不会破坏，并使得设备能快速恢复正常运行状态。

本发明采用的技术方案如下：

一种组合式非线性高阻尼合金减振器，包括双U型弹簧和板簧，所述双U型弹簧包括上安装面和下安装面，所述上安装面和下安装面之间设有相对向外侧弯曲的两个U型弹簧，所述U型弹簧的一端固定于上安装面上，所述U型弹簧的另一端固定于下安装面上，所述板簧固定安装于双U型弹簧的中间底部，所述双U型弹簧和板簧之间具有初始间隙，所述初始间隙为常规工况和冲击工况下的变换阈值。

更进一步的，至少通过3个所述减振器对设备进行支承。

更进一步的，所述板簧的长度方向与所述双U型弹簧的长度方向相互垂直。

更进一步的，所述双U型弹簧的下安装面上设有弧形凹槽，所述板簧的底部设有弧形凸起，所述板簧的凸起配合安装于双U型弹簧的弧形凹槽中。

更进一步的，所述上安装面用来与设备连接，下安装面和基础设施连接。

更进一步的，常规工况下，减振器的变形量不超过变换阈值，设备由双U型弹簧支承，板簧不起作用；在冲击工况下，设备由双U型弹簧和板簧共同支承。

更进一步的，所述双U型弹簧和板簧采用高锰基阻尼合金材料。

更进一步的，所述减振器的固有频率f₂及其限制条件为：

更进一步的，所述双U型弹簧在最大变形量下的应力σ₂，以及板簧在最大变形量下的应力值σ₃为：

本发明的有益效果如下：

(1)采用与橡胶具有相近阻尼系数的高锰基阻尼合金材料，利用双U型弹簧和板簧相结合的减振结构，实现非线性变刚度特性；