[发明专利]一种具有零频特性的隔振器

说明书

本发明公开了一种具有零频特性的隔振器，其基本原理为通过四根水平弹簧、两根垂直弹簧以及四根连杆组成非线性几何机构，水平弹簧刚度为垂直弹簧刚度的一半，水平弹簧的压缩量等于连杆长度，从而设计出一种用于隔离竖直方向超低频振动的零刚度隔振器。该隔振器在其工作平衡位置附近具有高静刚度‑低动刚度特性，可应用于超低频、大位移的振动隔振，能够有效降低隔振系统的固有频率，拓宽隔振频带。该隔振器还可以与模态试验技术相结合，进行自由状态模态测试。

技术领域

本发明属于超低频隔振技术领域，具体涉及一种具有零频特性的隔振器。

背景技术

随着工程技术的规模化和复杂化，振动隔振设备性能提升显得尤为重要，实现超低频隔振成为工程应用和科学研究的重点和难点问题之一。主动控制的隔振系统对于解决低频振动十分奏效，但其结构复杂，制造成本高，很难广泛应用于工程领域中。而传统的被动隔振系统要实现低频隔振，需减小系统的刚度，但刚度的降低会导致承载能力和稳定性也随之降低。准零刚度隔振器利用负刚度机构和正刚度机构并联，构造出稳定零刚度平衡点的系统，具有高的静刚度和低的动刚度特性。但是此类准零刚度隔振器在振动幅值过大或较大行程时会引起跳变、多稳态等非线性行为，影响隔振效果。现有技术中的准零刚度隔振器很难实现真正的零刚度，所以仍然存在低频共振问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有零频特性的隔振器。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种具有零频特性的隔振器，包括支撑基座，支撑基座中心位置安装有垂直轴，垂直弹簧套在垂直轴上面，垂直弹簧的上端为用于放置被隔振负载的支撑块，支撑块的两端为滚珠轴承，支撑块的上端面用于放置隔振负载，支撑块的内孔安装垂直直线轴承，该直线轴承套在垂直轴上，垂直弹簧上端与支撑块下端接触，从而实现支撑块沿垂直轴上下直线运动；基座左右两端结构对称，其中一端安装有支撑柱，支撑柱上部安装有与基座平行的直线导轨，直线导轨远离垂直轴的一端为水平固定座，水平轴安装在水平固定座上，直线导轨靠近垂直轴的一端设有可沿直线导轨移动的水平滑动座；水平滑动座一端内置水平直线轴承，水平直线轴承套在水平轴上，水平滑动座另一端内置滚珠轴承，下端通过滑块与直线导轨连接，水平固定座与水平滑动座通过水平弹簧连接，从而实现滑动座沿水平轴水平直线运动；水平滑动座一端的滚珠轴承通过连杆与支撑块一端的滚珠轴承连接，从而实现水平弹簧、垂直弹簧及被隔振负载的联动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明的具有零频特性的隔振器，具有高的静刚度和低的动刚度特性；通过调节垫片，实现静平衡位置的调节，使隔振器具有更好的刚度特性；(2)对隔振器进行了动力学仿真分析，该系统对于超低频微幅振动有理想的隔振效果；通过试验证明了该隔振器样机在(0.2～2000)Hz范围内都处于减振状态，传递率未出现大于1的情况；(3)本发明的隔振器加工制造方便，易于维护，安装方便，适用于超低频隔振应用；(4)双边支撑并联的零刚度结构可实现更大质量或载荷的承载要求；(5)由零刚度系统的力平衡关系可知，负载发生变化时，垂直弹簧的高度位置也应随之改变；本发明中采用不同厚度的精加工垫片细微调整垂直弹簧的反作用力，使之与不同的负载形成匹配关系。

附图说明

图1为本发明具有零频特性的隔振器原理示意图。

图2为本发明具有零频特性的隔振器整体结构示意图。

图3为本发明具有零频特性的隔振器三维图。

具体实施方式

本发明公开了一种置于被隔振物体和激振源之间的具有零频特性的隔振器，具体涉及一种正负刚度并联的零刚度隔振器，属于超低频隔振技术领域。