[发明专利]一种含周期结构的宽频隔振器

说明书

本发明提供一种含周期结构的宽频隔振器，属于隔振技术领域。该隔振器包括变截面薄片梁、周期结构、连接件、压盖、基座和底座，变截面薄片梁头部与连接件下端面使用M5螺钉相连；薄片梁尾部与基座上端面使用M5螺栓相连；连接件上端面与压盖使用M5螺钉相连；周期结构与连接件通过周期结构上端面通孔的M6螺栓相连；橡胶填充在周期结构内部，周期结构与橡胶通过灌胶工艺相配合。基座上端面和连接件下端面都加工为斜置平面，便于使用螺钉与变截面薄片梁连接；周期结构下端面与底座利用M5螺栓固连。变截面薄片梁通过弯曲产生垂直方向的负刚度，周期结构提供正刚度，二者组合形成宽频隔振系统，降低峰值频率；周期结构中的橡胶提供阻尼，降低响应峰值。

技术领域

本发明涉及隔振技术领域，特别是指一种含周期结构的宽频隔振器。

背景技术

在航天卫星、精密机械、光电探测、医疗器械及激光测距等重大工程领域中，振动控制始终作为工程研究的重点之一。随着经济的快速发展，工程领域对设备的隔振要求越来越高，尤其在一些高精尖领域，周边环境的振动，如人员走动、道路行车及大型设备运作、安装调试都会对设备性能的稳定性、测试的精确性造成影响，甚至出现不可逆的破坏。为保证设备的稳定性，需要对其进行隔振控制。常见的隔振器一般选用如弹簧隔振器或橡胶隔振器等线性隔振器，线性隔振器静态压缩量大，固有频率较低，低频隔振性能良好。但是若设备承受静压载荷过大，线性隔振器将会出现较大的变形量，使得设备的稳定性大大降低，甚至对其安全性造成不可逆的破坏。为保证设备在受到较大静载荷时，能够保证设备的稳定性；同时，当设备受到周围环境扰动发生振动时，能够通过隔振器保证尽可能好的隔振效果。因此，使隔振器具有高的静刚度，同时满足低的动刚度，使其实现“高静低动”，得到更小的固有频率显得极为重要。故，开发一种宽频隔振器对高精尖设备的保护及提高其工作稳定性具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含周期结构的宽频隔振器，该隔振器作为一种宽频高稳定性的减隔振装置，能够实现“高静低动”，即：增加了隔振器的静态刚度，使得静态变形量有效降低；同时，有效降低了隔振器的动态刚度，保证了隔振器良好的隔振性能，以及工作设备的稳定性。本发明采用的变截面薄片梁提供负刚度，周期结构提供正刚度，组合成宽频隔振器，同时周期结构还具有带隙特性，能进一步增强其减隔振性能。将隔振器与设备安装，从而有效隔离周围环境引起的振动，隔振稳定、可靠性高、结构简单、安装方便。通过提高隔振器的静刚度，降低其动刚度，解决了现有技术中隔振性能不稳定的问题。

该隔振器包括变截面薄片梁、周期结构、连接件、压盖、基座和底座，基座下端面通过M5螺栓固定在底座上，基座上端面与变截面薄片梁尾部通过M5螺栓连接，变截面薄片梁头部与连接件下端面通过M5螺钉连接，连接件内部腔室用来安放需要隔离振动物体的连接部位，通过连接件上部的压盖进行固定，压盖与连接件通过M5螺钉连接；连接件内部腔室到连接件下端面留有通孔，M6螺栓穿过通孔将周期结构与连接件相连；周期结构通过M5螺栓固定在底座上；橡胶填充在周期结构内部，周期结构与橡胶通过灌胶工艺相配合；M5螺钉连接处设置弹簧垫圈进行防松；M5螺栓连接处设置弹簧垫圈进行防松。

其中，变截面薄片梁和基座上端面宽度相同，变截面薄片梁的厚度与长度可根据具体需求进行调整。变截面薄片梁由屈服强度大于1600MPa、抗拉强度大于1800MPa的材料制成，如60Si₂CrVA，有助于减隔振，可以提供负刚度；基座由塑性好、易加工的材料制成，如10F。

周期结构为3D打印一体化加工完成的中间有空隙的结构，周期结构由抗拉强度大于480MPa、含Mo量为3％的合金材料制成，如316L不锈钢；周期结构层数不少于2层；且每层被不少于2个支撑柱分割为n份，其中n≥2，每份内部填充橡胶，橡胶选材可依据具体工况进行调整，选择依据为橡胶的弹性模量、泊松比及阻尼比等指标。

基座上端面与连接件下端面加工成斜置平面，便于使用M5螺钉与变截面薄片梁连接，同时斜置平面的角度可以根据具体需求变化。