多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器制造技术

本发明专利技术提供了一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，该隔振器由载荷安装盘、水平隔振压杆、下部承载盘、垂向主承载轴、垂向导轨、上部辅助平台、垂向支撑梁、负刚度调节器、滚动轴承、支撑底盘、机脚等构成。本发明专利技术基于欧拉压杆和负刚度机构，提出一种重载、固有频率较低的三向非线性隔振器，可实现最低1.5Hz的隔振频率；而且本发明专利技术采用全金属结构，对高温的环境适应性好。

【技术实现步骤摘要】
多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器
本专利技术涉及减振装置设计
，尤其涉及一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器。
技术介绍
隔振技术已广泛应用于工业界的各行各业，如车辆、船舶、精密加工领域等。为提高减振效果，工业界一直在追求低频或超低频的减振元器件。常规的线性减振器存在低频固有频率和静态位移大的矛盾。在低频减振领域，目前广泛通过被动非线性减振、主动和半主动减振技术来实现。主动和半主动减振存在需要外界输入能量、系统较为复杂的缺点。相比之下，被动非线性减振器的系统简单、成本较低。空气弹簧即属于非线性被动减振器的一种，但存在价格昂贵、需要辅助气源设备的缺点。因此研究者们通过引入负刚度机构，利用负刚度机构和正刚度弹簧并联来构造低频和超低频减振器。但目前提出的减振器大多针对垂向隔振进行。
技术实现思路
为了解决这些问题，本专利技术提供了一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，包括同轴且平行依次排布的安装盘、上部辅助平台、支撑底盘、下部承载盘，其中，所述安装盘与所述下部承载盘之间设置有若干水平隔振压杆，所述水平隔振压杆的一端连接所述安装盘，另一端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述水平隔振压杆相对于所述支撑底盘轴向移动；该隔振器还包括有垂向主承载轴，所述主承载梁的上端连接所述上部辅助平台，下端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述主承载梁相对于所述支撑底盘轴向移动；所述上部辅助平台与所述支撑底盘之间设置有若干垂向支撑梁；所述支撑底盘上设置有若干用于支撑整个隔振器的机脚。较佳地，所述垂向支撑梁采用具有1%-5%初始偏心的垂向布置的欧拉压杆。较佳地，所述垂向支撑梁的两端通过滚动轴承分别连接所述上部辅助平台和所述支撑底盘。较佳地，所述支撑底盘上同轴设置有一垂直导轨，所述垂向主承载轴穿过所述垂直导轨内，且所述垂向主承载轴沿所述垂直导轨轴向移动。较佳地，所述若干水平隔振压杆绕所述支撑底盘的中心轴周向均匀布置，所述若干垂直支撑梁绕所述支撑底盘的中心轴周向均匀布置。较佳地，所述隔振器还包括有负刚度调节器，所述负刚度调节器水平设置，其一端连接所述上部辅助平台，另一端通过一支撑件连接所述支撑底盘。较佳地，所述隔振器包括有若干负刚度调节器，且所述若干负刚度调节器绕所述支撑底盘的中心轴周向均匀布置。较佳地，所述负刚度调节器采用具有初始偏心的水平布置的欧拉压杆。较佳地，所述负刚度调节器的两端通过滚动轴承分别连接所述上部辅助平台和所述支撑件。较佳地，所述隔振器采用全金属制作而成。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1）本专利技术提供的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，基于欧拉压杆和负刚度机构，可实现最低1.5Hz的隔振频率；在水平方向，由于水平隔振压杆在横向的频率非常低，可实现1.5Hz~2Hz的隔振频率；在垂直方向，利用垂向支撑梁在屈曲前的载荷很大的特点来承受垂向的大载荷，并且屈曲后垂向支撑梁的刚度较小，再通过并联负刚度调节器，可使最低固有频率降低至1.5Hz以下；负刚度调节器采用具有初始偏心的水平布置的欧拉压杆，具有在较小的变形下实现大的负刚度的能力，其调节能力强，且结构可以非常紧凑；2）本专利技术提供的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，将承载圆盘布置在减振器的底部，一方面可以留出水平隔振压杆的布置空间，另一方面可以降低整个减振器的重心，增强器稳定性；负刚度调节器通过水平方向的滚动轴承连接，可以有效降低传递至支撑底盘的动态力矩，传递的力以水平方向为主，因此可以降低传递至支撑底盘的垂向动态力，对于减小力传递率有利；3）本专利技术提供的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，采用全金属结构，对高温的环境适应性好，可应用于温度高、或是存在辐照等场合。附图说明结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本专利技术的上述及其他特征和优点，其中：图1为本专利技术提供的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器的剖视图一；图2为本专利技术提供的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器的剖视图二。符号说明：1-安装盘2-水平隔振压杆3-下部承载盘4-垂向主承载轴5-垂向导轨6-上部辅助平台7-垂向支撑梁8-负刚度调节器9-滚动轴承10-支撑底盘11-机脚12-支撑件。具体实施方式参见示出本专利技术实施例的附图，下文将更详细地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本
的技术人员完全了解本专利技术的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。参照图1-2，本专利技术提供了一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，具有高静态刚度和低动态刚度的非线性，且克服了传统隔振器变形和固有频率之间的矛盾。本专利技术基于欧拉压杆和负刚度机构，构造了一种重载、固有频率较低的三向非线性隔振器，可实现最低1.5Hz的隔振频率。具体的，该隔振器包括有安装盘1、上部辅助平台6、支撑底盘10、下部承载盘3、垂向主承载轴4、平隔振压杆2、垂直支撑梁7等；其中，安装盘1、上部辅助平台6、支撑底盘10、下部承载盘3自上而下顺序布置，同轴设置且相互平行。安装盘1用于安装载荷，安装盘1与下部承载盘3之间垂直设置有若干水平隔振压杆2，若干水平隔振杆2的上端连接安装盘1，下端穿过支撑底盘10上的通孔连接到位于支撑底盘10下侧的下部承载盘3上，且水平隔振压杆2可相对于支撑底盘10轴向移动；在本实施例中优选的均匀设置有四个水平隔振杆，四个水平隔振杆2绕安装盘2的轴线周向均匀布置；当然，水平隔振杆2的设置数量可以根据实际承受的载荷进行调整，此处不作限制。本专利技术通过水平隔振杆2的设置，且水平隔振杆2采用悬臂梁的结构，悬臂梁的弯曲刚度较小，水平隔振频率较低，从而使得水平隔振杆2提供了水平方向两个横向方向极低频的隔振频率。上部辅助平台6位于安装盘1与支撑底盘10之间，垂向主承载轴4与上部辅助平台6同轴设置；垂向主承载轴4的上端连接上部辅助平台6底部的中心位置，下端穿过支撑底盘10中心位置上的通孔，并连接到下部承载盘3上。上部辅助平台6与支撑底盘10之间还设置有若干垂直支撑梁7，用于支撑上部辅助平台6；垂直支撑梁7的上端通过滚动轴承；若干垂直支撑梁7绕上部辅助平台周向均匀布置，其具体设置数目此处不作限制，在本实施例中优选的设置有四个垂直支撑梁7。其中，垂直支撑梁7优选的采用具有初始偏心的垂直布置的欧拉压杆，欧拉压杆的初始偏心优选为1%-5%，本专利技术对初始偏心的设置；当欧拉压杆存在偏心后，其失稳不是突然的，而是逐步过渡的，这种特性有利于保证减振器工作的平稳性；另外，任何欧拉压杆均具有偏心，为了使得失稳载荷（即垂向的承载力）损失不大，欧拉压杆的偏心不能够太大，优选的为1%-5%。支撑底盘10上还设置有垂向导轨5，垂向导轨5的同轴安装到支撑底盘10的上端面上；垂直导轨5呈一中空的筒状结构，垂向主承载轴4的下端穿过垂直导轨5后再穿过支撑底盘10；垂直导轨5一方面用于保证垂向主承载轴4沿垂直方向运动，另一方面便于降低整个隔振器的重心，增加其稳定性。在本实施例中，上部辅助平台6与支撑底盘10之间还通过若干负刚度调节器8支撑，负刚度调节器8支撑优选的采用具有初始偏心的水平布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，包括同轴且平行依次排布的安装盘、上部辅助平台、支撑底盘、下部承载盘，其中，所述安装盘与所述下部承载盘之间设置有若干水平隔振压杆，所述水平隔振压杆的一端连接所述安装盘，另一端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述水平隔振压杆相对于所述支撑底盘轴向移动；该隔振器还包括有垂向主承载轴，所述主承载梁的上端连接所述上部辅助平台，下端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述主承载梁相对于所述支撑底盘轴向移动；所述上部辅助平台与所述支撑底盘之间设置有若干垂向支撑梁；所述支撑底盘上设置有若干用于支撑整个隔振器的机脚。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，包括同轴且平行依次排布的安装盘、上部辅助平台、支撑底盘、下部承载盘，其中，所述安装盘与所述下部承载盘之间设置有若干水平隔振压杆，所述水平隔振压杆的一端连接所述安装盘，另一端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述水平隔振压杆相对于所述支撑底盘轴向移动；该隔振器还包括有垂向主承载轴，所述主承载梁的上端连接所述上部辅助平台，下端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述主承载梁相对于所述支撑底盘轴向移动；所述上部辅助平台与所述支撑底盘之间设置有若干垂向支撑梁；所述支撑底盘上设置有若干用于支撑整个隔振器的机脚。2.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述垂向支撑梁采用具有1%-5%初始偏心的垂向布置的欧拉压杆。3.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述垂向支撑梁的两端通过滚动轴承分别连接所述上部辅助平台和所述支撑底盘。4.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄修长，刘兴天，徐时吟，华宏星，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31