[发明专利]一种带水平阻尼的准零刚度隔振器

说明书

本发明公开了一种带水平阻尼的准零刚度隔振器，利用两组凸轮‑滚轮‑弹簧机构水平对称布置作为负刚度结构，并增设水平阻尼器，再与竖直布置的正刚度弹簧结构并联，共同组成一个准零刚度隔振机构。选取匹配的竖直弹簧和水平弹簧的刚度系数，根据被隔振体质量和竖直弹簧的刚度，调节凸轮的高度及水平弹簧的预压缩量，使凸轮与滚轮中心水平平齐，使系统在该平衡位置处具有准零刚度特性。在竖直阻尼一定的基础上，合理设计系统水平阻尼，可抑制甚至消除系统的共振现象。该隔振器具有高静低动刚度特征，可实现低频隔振，且结构简单、维护方便，可广泛应用于低频振动治理工程中。

技术领域

本发明涉及一种低频或超低频非线性隔振装置，其在力激励、位移激励方面均有良好的隔振效果，可广泛应用于环境振动、精密仪器、大型动力机组、船舶、潜艇、航天航空以及柔性结构等的低频隔振系统中。

背景技术

工程领域中，振动是引发故障的重要因素之一，传统的线性刚度隔振器对中、高频振动的隔离效果良好，但对低频振动的隔离效果不理想。只有当激励频率大于系统固有频率的倍时才具有隔振效果。因此，隔振系统需降低自身固有频率才具有低频隔振性能，通常的方法是减小系统刚度，但刚度过小会降低承载能力，导致静位移过大、系统稳定性不足，线性隔振系统不能兼顾高承载能力与低频隔振性能。为了提高隔振器的低频隔振效果，研究者们提出了大量新颖的隔振装置。一些相关研究如下：

公开号为CN 104455181 B，题为“一种采用环形永磁体产生负刚度的准零刚度隔振器”的发明专利，提出了一种采用环形永磁体产生负刚度的准零刚度隔振器，在振动过程中，所设置的内永磁体与外永磁体相对，产生负刚度来降低系统的总刚度，该发明具有高静态刚度和低动态刚度的特点，能隔离较大幅值的基础激励，非线性效应较弱，且结构简单，拆装方便。然而，该发明只分析了系统的刚度特性，并未对系统的隔振性能进行分析说明，且该隔振系统易受实际应用场合中存在的外部磁场干扰。

公开号为CN 204852123 U，题为“一种可灵活调节的准零刚度减振平台”的实用新型专利，该实用新型由定平台、动平台、减振组件和推力组件构成，减振组件与动平台和定平台连接，推力组件设置在定平台上，用于对动平台施加推力，推力组件在动平台周围设置多个。该实用新型可解决传统线性隔振系统隔离低频或超低频振动时的难题。

公开号为CN 205824020 U，题为“一种剪式准零刚度隔振器”的实用新型专利，公开了一种剪式准零刚度隔振器，该隔振器基于正负刚度结构并联的原理，具有高静刚度低动刚度特性，结构简单、有效行程大，可隔离激励幅值较小的低频或超低频振动，但对于幅值较大的基础激励，系统的在共振区的位移传递率幅值较大，共振现象较明显。

本发明是基于正负刚度并联的原理，提出了一种带水平阻尼的准零刚度隔振器，旨在保证系统兼有高承载能力与低频隔振性能，水平阻尼的增加可进一步抑制甚至消除系统共振现象，增强系统的低频或超低频隔振效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对线性隔振器无法兼有高承载能力与优良低频隔振性能的缺点，提出一种带水平阻尼的准零刚度隔振器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种带水平阻尼的准零刚度隔振器，包括支撑平台，支撑平台中部安装有竖直方向的用来提供支撑力的竖直弹簧，竖直弹簧的底端固定在基座的上表面，在支撑平台下设置有吊杆，在吊杆的底端固定有带直线导轨的水平板；直线导轨靠近支撑平台的一侧设置固定块，直线导轨靠近竖直弹簧的一端装有可沿直线导轨水平移动的滑动块，直线导轨的底面与滑动块的顶面接触；水平弹簧的两端分别与固定块及滑动块通过弹簧连接件连接，且固定块与滑动块之间设有水平阻尼器；滑动块靠近竖直弹簧的一侧安装有连杆，在连杆的另一端装有滚轮；竖直弹簧左右两侧安装挡板，挡板的下表面固定在基座上表面；挡板远离竖直弹簧的一侧设有竖直直线导轨，在竖直直线导轨上安装可上下滑动的带凸轮的竖直滑板结构；在挡板上下两端共设置四个竖直调节轴；凸轮的外表面与滚轮接触；竖直弹簧左右两侧的结构对称布置。