[发明专利]一种基于橡胶摩擦-挤压机制的三维变阻尼隔振器

说明书

本发明公开了一种基于橡胶摩擦‑挤压机制的三维变阻尼隔振器，该隔振器由底座、上板、隔振弹簧、士字型螺杆、锁紧螺母、阻尼橡胶块、外壳组成。阻尼橡胶块硫化粘接于底座均布直立角钢外立面上且两两相对；士字型螺杆上端通过上下两锁紧螺母与上板固定，下端横杆与两边阻尼橡胶块挤压；且阻尼橡胶块与士字型螺杆两者接触面均为平面——变截面设计。隔振弹簧套于底座与上板中心凸台处。本发明结构简单，阻尼橡胶块可提供水平刚度及三向阻尼，在水平振动下具有良好的自复位能力，变截面设计能有效抑制共振，且橡胶具有良好的缓冲降噪功能。

技术领域

本发明属于隔振设计及振动控制领域，涉及一种基于橡胶摩擦-挤压机制的三维变阻尼隔振器。

背景技术

自然环境中的建筑物会受到各种荷载的扰动而产生振动，振动是影响精密设备正常工作及使用寿命的重要环境因素之一，特殊环境下的不合理振动会对设备产生不可逆转的损坏，引起较大的经济损失。此外，某些精密设备甚至需要在振动环境中仍能够维持正常的工作状态，因此精密设备对环境振动往往有着较为严格的控制要求。为了保证在振动环境下的重要精密设备仍具有正常的工作能力和使用寿命，避免设备因振动而损坏，常在设备与基础之间设置隔振装置以削弱振动传递。

目前常见的隔振装置大多只考虑单一方向的振动控制，对复杂工况适用性较差。环境中的绝大多数振动往往都不是方向单一、频率固定、振幅不变的，更多时候振动是一种复杂的、多维的、综合的运动状态，因此隔振设计应当由单一方向朝着多维方向发展。三维隔振设计目前有两个方向，一是将竖向与水平向分开设计然后合理组合，也就是将竖向与水平向解耦设计，其优点是能够将三向各参数分开考虑，组合并优化以取得良好的三向隔振效果；第二种设计思路是同时考虑竖向和水平向的设计，也就是要求作为隔振主体的弹性元件要同时具有合适的三向刚度以及阻尼，但该方法只能在竖向与水平向隔振设计中折中取优。

在隔振装置中引入非线性阻尼是提高隔振效果的有效方法之一，但部分非线性阻尼是通过几何非线性实现的，将其引入隔振装置中会导致装置构造复杂、生产成本增加等问题，尤其在三维隔振装置中引入三向非线性阻尼更是具有极大的难度。干摩擦阻尼可通过改变接触力实现非线性，且通过合理的构造将其应用到隔振装置中不会使装置构造复杂。

发明内容

为了提高隔振装置的普适性，解决在各种复杂振动工况下的隔振需求，本发明提供了一种基于橡胶摩擦-挤压机制的三维变阻尼隔振器，其通过士字型螺杆与阻尼橡胶块的挤压提供水平刚度，以实现三维隔振，且士字型螺杆与阻尼橡胶块的接触面均为变截面设计，两者配合能够在三维隔振装置中实现各向非线性阻尼以提高隔振效果。本发明结构简单，在水平振动下具有良好的自复位能力，变截面设计能有效抑制共振，且橡胶具有良好的缓冲降噪功能。

本发明的技术方案如下：

一种基于橡胶摩擦-挤压机制的三维变阻尼隔振器，包括底座、上板、隔振弹簧、士字型螺杆、锁紧螺母、阻尼橡胶块和外壳。阻尼橡胶块硫化粘接于底座均布直立角钢外立面上且两两相对；士字型螺杆上端通过上下两锁紧螺母与上板固定，下端横杆与两边阻尼橡胶块挤压；且阻尼橡胶块与士字型螺杆两者接触面均为平面——变截面设计；隔振弹簧套于底座与上板中心凸台处；外壳通过螺钉与底座固定，所述士字型螺杆上端带有螺纹，下端设有不少于两个的平行横杆，横杆端部与阻尼橡胶块接触的摩擦面均为外凸，且摩擦面从中心到四周为平面——变截面设计。

所述阻尼橡胶块为长方体形状，其与士字型螺杆下端横杆接触的摩擦面为内凹；摩擦面的个数与士字型螺杆下端横杆的数量相同，阻尼橡胶块的内凹摩擦面与士字型螺杆外凸摩擦面无缝贴合，且摩擦面从中心到四周是平面——变截面设计。

所述士字型螺杆上端通过两锁紧螺母与上板固定，且通过改变两锁紧螺母位置调整士字型螺杆位置，保证士字型螺杆下端横杆始终处于阻尼橡胶块摩擦面中心位置。

所述士字型螺杆与阻尼橡胶块挤压以提供水平刚度，实现三维隔振效果。

所述士字型螺杆与阻尼橡胶块相对移动时可产生三向变阻尼。