[发明专利]主被动混合隔振器

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备隔振技术领域，具体地指一种主被动混合隔振器。

背景技术

控制机械设备引起的振动，使其满足标准要求，是工业、民用、特别是船舶机械系统设计的关键。机械设备振动由宽频和线谱叠加组成，其中线谱的能量集中度很高，实现宽频振动和线谱振动的同步有效控制具有重要意义。

采用隔振装置是降低设备振动传递最有效的方法之一。隔振装置有被动隔振和主被动隔振两种方式。其中被动隔振装置是在机械设备和基座之间安装橡胶隔振器、钢丝绳隔振器等装置，具有结构简单、易于实现、工作可靠和不需要外界提供能量能特点，但是其低频隔振效果差，并且无法针对线谱振动进行有效控制。一般的主被动隔振装置是将被动隔振器与压电作动器、磁致伸缩作动器串联安装在机械设备与基座之间，橡胶隔振器对机械设备的宽频振动提供隔离效果，而作动器则对低频线谱振动实现有效控制，但是作动器需要承受机械设备的重量，存在可靠性差、能耗高、成本高、占用空间大等缺点。

电磁作动器和电磁惯性质量作动器具有无接触特性，因此可以与被动隔振器分别采用并联方式和单点连接方式集成，与一般的串联模式相比，具有可靠性高、能耗低等优点。

现有的《用于汽车发动机的惯性质量式隔振装置》（专利号200920067893.6）、《主动隔振器》（专利号：200610092560.X）采用橡胶隔振器支撑被隔振设备，将电磁惯性质量作动器采用单点安装方式固定在被隔振目标上，控制线谱振动，由于主、被动器件的集成度较低，存在占用空间大、适应性较差的缺点。《用于汽车发动机的惯性质量式隔振装置》（专利号200920067893.6）中，其惯性质量式电磁作动器采用圆筒形永磁体提供永磁场，在圆筒内，线圈产生的电磁场与永磁场相互作用产生作动力，该种作动器的永磁体用量大，制备困难，材料成本高，磁路闭合性差，能效比不高。《基于差动电磁作动器的空气弹簧超低频隔振方法与装置》（专利号200610150810.0）采用气囊隔振器与差动式电磁作动器并联支撑精密平台并隔振，集成度较低，占用空间大，并且差动式电磁作动器允许的横向位移小，当装置受到横向冲击、横向振动激励时，作动器容易损坏。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种主被动混合隔振器，该隔振器将磁路闭合性好、高能效的电磁作动器集成在气囊隔振器内部，它能同时高效隔离宽频振动和有效控制低频线谱振动。

为实现此目的，本发明所设计的主被动混合隔振器，包括气囊隔振器，所述气囊隔振器包括上盖板、下盖板、设置在上盖板和下盖板之间的弹性囊体，其特征在于：所述弹性囊体内设置有电磁作动器，所述电磁作动器包括衔铁、与衔铁匹配的铁芯、缠绕在铁芯上的线圈，其中，所述衔铁固定在上盖板上，铁芯固定在下盖板上，衔铁与铁芯之间具有气隙，所述线圈上设有散热片，散热片的底部连接下盖板，下盖板上分别开设有通向弹性囊体的气孔和线孔，线孔的出口处设有气密封插座，所述下盖板上设有与电磁作动器的工作状态控制端相连接的振动传感器。

所述上盖板上也设有与电磁作动器的工作状态控制端相连接的振动传感器。

所述下盖板和线圈内均设有温度传感器，所述温度传感器与电磁作动器的工作状态控制端连接。

所述温度传感器、振动传感器和电磁作动器的导线通过线孔及气密封插座导出。

所述铁芯为山型结构，线圈缠绕在山型铁芯的中柱上，所述山型铁芯的中柱的顶部固定有第一永磁体，所述山型铁芯的两根侧柱的顶部均固定第二永磁体，所述第一永磁体的磁极方向和第二永磁体的磁极方向相反。

所述气囊隔振器为囊式气囊隔振器或膜式气囊隔振器。

所述衔铁和铁芯由多块厚度为0.3~0.4mm的硅钢片叠压而成。

所述气隙中填充柔性导磁橡胶。

所述上盖板和下盖板均为金属盖板。

所述振动传感器可以是加速度传感器或速度传感器。

本发明的技术效果如下：

(1) 本发明中的气囊隔振器是一种性能十分优异的隔振元件，具有优良的宽频隔振性能。

(2) 本发明采用电磁作动器来控制线谱振动，这种作动器具有响应速度快、频响特性优良、力特性好的优点，可以有效控制线谱振动。

(3) 本发明将电磁作动器集成到气囊隔振器中，具有占用空间小、集成度高的优点；振动传感器和温度传感器均可集成到气囊隔振器内，安装、接线简单，使用方便。