[实用新型]一种平衡位置自动调节的准零刚度隔振装置

说明书

本实用新型公开了一种平衡位置自动调节的准零刚度隔振装置。隔振装置由一组非线性倾斜弹簧与上层垂向弹簧并联而成的上层准零刚度隔振系统和由下层垂向弹簧和线性阻尼组合而成的线性隔振器；其中，上层负刚度机构下方对称布置电动控制装置，利用电动控制装置对负刚度机构在竖直方向上的位置进行调控，使隔振系统一直满足零刚度条件。通过在隔振器中引入此种作动机构，来实现在不同承载质量情况下，仍能够使系统具有较低的动刚度，使隔振系统一直处于准零刚度状态。同时，中间质量块的惯性力能平衡掉一部分由上层隔振器传来的力，从而使被隔振设备与基座之间的力传递率减小，可以有效减小振动带来的负面影响。

技术领域

本实用新型涉及低频隔振技术领域，尤其涉及一种平衡位置自动调节的准零刚度隔振系统。

背景技术

振动是一种十分普遍的物理现象，振动会在工业生产中造成各种危害，在精密机械方面对系统隔振性能的要求日益提高，在精密和超精密加工过程中，振动会对加工过程产生非常大的影响，使机械产品的加工质量和生产效率难以得到保障，所以隔离低频振动，保护人们和其它机械不受低频振动的影响就显得尤为必要。

由传统的减振理论可知，线性隔振器的起始隔振频率为系统固有频率的倍。为了实现低频隔振，要尽可能降低系统的固有频率ω₀。由系统固有频率ω₀、系统刚度k、被隔振体质量m之间的关系：可知，减小k或者增大m均可使ω₀减小。

但是系统刚度k减小或被隔振体质量m增大会导致被隔振物体的静位移过大，稳定性变差，因此，在隔离低频振动时，传统的线性隔振器面临着系统的承载能力和隔振效果之间的矛盾。因此，实用新型一种既能消减低频振动又能保证承载能力的隔振器就显得尤为必要；与此同时，在实际应用中还需要考虑承载物体存在质量变化的情形，所以目前急需解决的问题是如何保证隔振系统在承载质量发生变化的情况下仍旧具有“高静低动”特性。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种平衡位置自动调节的准零刚度隔振装置，用以解决上述提到的如何保证隔振系统在承载质量发生变化的情况下仍旧具有“高静低动”特性的问题。通过在准零刚度隔振系统中引入作动机构，来实现在不同承载质量情况下仍能够使系统具有较低的动态刚度，使隔振系统一直处于准零刚度状态。并且，为了达到减小系统起始隔振频率、增宽隔振频带宽的目的，在平衡位置自动调节的单自由度准零刚度隔振器的基础上，引入中间质量块和阻尼器来构成双自由度平衡位置自动调节的准零刚度隔振器。

本实用新型提出的一种平衡位置自动调节的准零刚度隔振装置，具体包括上层准零刚度隔振器、下层线性隔振器、电动控制装置和水平调节装置；

上层准零刚度隔振器包括承重平台、上层阻尼器、上层垂向弹簧、套筒、非线性倾斜弹簧、活塞柱；下层线性隔振器包括下层垂向弹簧、下层阻尼器、中间质量块；水平调节装置由滑轨、横向调节器、水平滑块和竖直滑块组成；电动控制装置由PLC控制器、继电器、电动推杆、质量传感器和位移传感器组成。

进一步地，所述上、下两层垂向弹簧承受承重平台与中间质量块重量自由压缩；所述非线性倾斜弹簧一端通过活塞柱与承重平台铰接，所述非线性倾斜弹簧另一端与套筒固定；所述上层垂向弹簧上端与承重平台底部固定，所述上层垂向弹簧下端与中间质量块固定；所述下层垂向弹簧上端与中间质量块固定，所述下层垂向弹簧下端与基座固定。

进一步地，基座侧边底部沿侧壁对称设置的两个继电器，所述继电器上均依次设置有由继电器控制的电动推杆。

进一步地，所述基座侧壁开设有滑槽，所述竖直滑块安装在滑槽内；所述水平滑块安装在竖直滑块内部；所述套筒通过连杆铰接在水平滑块上，所述套筒内安装有非线性倾斜弹簧。

进一步地，所述承重平台上设置有质量传感器；所述液压控制装置还包括PLC控制器、电源、位移传感器、继电器等均通过导线与PLC控制器和电源分别连接。