[发明专利]粘弹性球珠减振器

说明书

技术领域

本发明属于减振设备领域，涉及一种用于大吨位减振的被动减振控制装置，该装置可以应用于飞行器着陆时的减振或者各种大吨位的减振环境。

背景技术

各种大吨位的振动环境存在于现代化生活的各个领域，比如飞行器的着陆缓冲、建筑结构的抗震设防、大型工程机械作业过程中的振动，列车运行中提速和减速引起的车厢之间的碰撞等。大吨位的振动会产生严重的损害，造成巨大的直接和间接经济损失，甚至影响到社会和经济的可持续发展。因此大吨位减振对于阻尼器的性能提出了更高的要求，具体来说分为两个方面：所设计的阻尼器在结构上需要具有良好的耗能机制，同时阻尼器所采用的阻尼材料需要具有良好的耗能性能。采用新型减振器（新材料、新工艺）减小大吨位的振动反应是一项极具发展前景和工程应用价值的研究。

目前常用的减振器是剪切型粘弹性阻尼器，这种阻尼器是在钢板之间夹有粘弹性材料，通过粘弹性材料的剪切变形耗散振动能量。但是剪切型粘弹性阻尼器具有一定的局限性：首先是阻尼力来源单一，仅仅通过粘弹性阻尼层的剪切变形来提供阻尼力，难以提供充足的阻尼储备；而且粘弹性阻尼层的剪切刚度较低，难以用于大吨位的减振环境中；此外，在反复的振动荷载作用下，剪切型粘弹性阻尼器的粘弹性阻尼层与约束部件易发生粘结破坏，粘弹性阻尼层脱落，从而造成阻尼器的失效。

另外，传统的减震器都是采用普通粘弹性材料作为耗能材料，对于0Hz～12Hz的低频区，采用普通粘弹性材料可能会增大被控结构的动力反应。另外，普通粘弹性材料的耗能能力小，减振效果不是很好。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种耗能减振效果良好，阻尼力吨位大，耗能核心部分可靠耐久，并且构造简单、检修方便的粘弹性球珠减振器。

技术方案：本发明的粘弹性球珠减振器包括缸筒、置入缸筒的活塞和密封缸筒的上封盖，活塞的活塞杆穿过上封盖上的活塞孔，缸筒中密实填充有高耗能粘弹性球珠，上封盖与缸筒之间采用二道刻螺纹连接。

本发明中，高耗能粘弹性球珠为损耗因子0.5～1.0的粘弹性材料制作而成。

本发明中，高耗能粘弹性球珠直径为0.5～10mm。

高耗能粘弹性球珠，活塞，和上封盖。在该装置中，缸筒与活塞之间填充高耗能粘弹性球珠，形成圆筒状挤压型粘弹性球珠减振器的核心部分；上封盖与缸筒之间采用二道刻螺纹连接，便于打开封盖填充与更换高耗能粘弹性球珠及检查核心部分的性状；上封盖上的洞口对活塞起到定向约束作用，使其可以在缸筒中作往复轴向运动。

粘弹性球珠减振器可以同时通过两种途径达到很好的耗能效果，减振器工作时，活塞在缸筒内沿轴向往复运动，这时高耗能粘弹性球珠将受到挤压产生压缩变形，变形过程中高耗能粘弹性材料将部分振动能量转化为热能耗散掉；同时，高耗能粘弹性球珠之间、高耗能粘弹性球珠与缸筒内壁之间以及高耗能粘弹性球珠受挤压通过活塞与缸筒内壁的间隙时产生摩擦发生相对摩擦运动而耗散能量。

该减振器充分利用高耗能粘弹性球珠的挤压变形提供阻尼力，使得减振器能够提供较大吨位的阻尼力以承受各种大吨位的减振环境。此外，高耗能粘弹性球珠填充于缸筒中，这样既避免了传统剪切型粘弹性阻尼器中的粘弹性阻尼层与约束部件之间的粘结脱落问题，增加了装置的可靠性和使用寿命。

新型粘弹性材料既具有粘性又具有很好的弹性，因此在振动激励作用下，具有耗能能力强的特点，对于中高频区域耗能特性尤其出色，从而大大提高了减振效果。本装置正是运用常州兰陵橡胶厂生产的ZN22粘弹性材料（损耗因子处于0.5～1.0）而制成，该粘弹性材料由主体橡胶、补强体系、硫化体系、防老体系和软化-增塑体系混炼而成。

有益效果：本发明的粘弹性球珠减振器为被动减振装置，具有减振效果良好、阻抗力吨位大、耗能核心部分可靠耐久、构造简单、安装检修方便的优点，具体表现为以下几点：

（1）同传统的缓冲减振器相比，该装置通过两种途径耗能，减振器工作时高耗能粘弹性球珠将受到活塞挤压产生压缩变形，将部分振动能量转化为热能耗散掉；同时，高耗能粘弹性球珠之间、高耗能粘弹性球珠与缸筒内壁之间以及高耗能粘弹性球珠受挤压通过活塞与缸筒内壁的间隙时产生摩擦发生相对摩擦运动而耗散能量。

（2）该减振器可以充分利用高耗能粘弹性球珠的抗挤压性能提供大吨位阻尼力，以承受各种大吨位的减振环境。

（3）该装置可靠性高，使用寿命长，其特征在于将高耗能粘弹性球珠填充于缸筒中，这样既避免了传统剪切型粘弹性阻尼器中的粘弹性阻尼层与约束部件之间的粘结脱落问题。