[实用新型]导轨-三向弹簧式三维自适应刚度隔振支座

说明书

一种导轨‑三向弹簧式三维自适应刚度隔振支座，包括水平隔振系统与竖向隔振系统。水平隔振系统主要包括水平解耦机构、复位耗能机构、负刚度机构；竖向隔振系统主要包括竖向隔振机构、运动解耦机构。所述水平解耦机构负责解耦水平运动、增强支座抗拉能力；所述复位耗能机构提供支座发生相对位移后的恢复力与耗能能力；所述负刚度机构提供对应运动方向的负刚度，与复位耗能机构配合产生水平自适应刚度；所述竖向隔振机构负责提供隔振所需的竖向自适应刚度特性；所述运动解耦机构起到解耦竖向与水平向运动的作用。本实用新型可广泛用于受环境振动影响的结构与重要大型仪器设备等，在隔离环境振动的同时具有隔离地震动和冲击的效果。

技术领域

本实用新型涉及一种导轨-三向弹簧式三维自适应刚度隔振支座，属于振动及噪声控制领域。

背景技术

隔振技术属于一种被动的振动控制技术，其基本原理是通过在被隔振物体与基础之间设置隔振支座等装置，形成水平刚度较小的隔振层，通过滤波效应减小外部环境振动、地震等对隔振物体的影响，或阻止隔振物体产生的振动向地面传播。近年来，隔振技术不断发展，在机械设备振动控制和建筑结构抗震领域已有广泛的研究和应用。

现有隔振装置不能满足隔离多种类型振动的需求。许多大型精密仪器设备以及重要历史文物等对振动控制的要求很高；而在工业厂房内，设备振动也会造成显著的结构振动，从长期的角度对工人的健康与生产效率造成负面影响。因此，需同时考虑隔离地震作用和环境振动，而不同类型振动的特性也是截然不同的。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。此外，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、隔振效果不佳等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于使重要精密仪器设备、建筑结构等在多类型振源以及三维振动输入下具有良好的隔振效果。

为此本实用新型提出一种新型导轨-三向弹簧式三维自适应刚度隔振支座，由水平隔振系统与竖向隔振系统组成。水平隔振系统主要包括直线导轨机构、复位耗能机构、负刚度机构；竖向隔振系统主要包括竖向隔振机构、运动解耦机构。其原理为：外界三向振动传入该支座时，由运动解耦机构将振动解耦为竖向与水平向振动；水平向振动在水平向复位耗能机构、负刚度机构的配合下进行隔离，竖向振动由螺旋弹簧与碟簧组成的竖向隔振机构进行隔离；水平隔振体系中，复位耗能机构中的阻尼器发挥耗能能力，螺旋弹簧提供正刚度，负刚度机构中的预压弹簧在水平运动过程中产生负刚度，两机构配合可实现自适应刚度，即高静刚度低动刚度；竖向隔振系统中，由螺旋弹簧提供正刚度，碟形弹簧在竖向运动过程中产生负刚度，二者并联可实现自适应刚度，即高静刚度低动刚度。因此，该装置最终可实现良好的三向振动控制效果。

为了实现上述目标，本实用新型提供如下技术方案：

一种导轨-三向弹簧式三维自适应刚度隔振支座，其特征在于：包括水平隔振系统和竖向隔振系统；水平隔振系统与上部结构相连；竖向隔振系统设置于水平隔震系统下方，与基础相连。

水平隔振系统主要包括上座板、水平解耦机构、复位耗能机构、负刚度机构、中连接板。水平解耦机构设于上座板与中连接板之间，起到将水平运动分解为垂直双向的作用；复位耗能机构与负刚度机构分别设置于水平解耦机构每一层的轴向与侧向，二者配合以产生自适应水平刚度。

所述水平解耦机构分上下两层，每层平行设置多个导轨单元，每个导轨单元包括导轨2、滑块3、挡块4、连接组件5，上下层垂直设置。导轨2与上座板 1中连接板13连接，起到定向解耦、抗拉的作用；每层的滑块3与导轨2相扣，可沿导轨2发生平稳低摩擦运动；挡块4位于导轨2端部，与上座板1中连接板 13间通过螺栓连接，起限位作用；连接组件5分为上下两个功能层，每层设计呈外罩单元用于与该层对应的每个滑块3连接。