專利名稱：一種大阻尼豎向粘彈性隔減振裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是ー種用于航空航天、機械和土木方面精密儀器工作平臺的隔減振裝置，尤其是針對寬頻激勵的工作平臺。
背景技術：
儀器平臺系統常處于復雜的振動工作環(huán)境，而過大的振動反應往往可能會導致其上的精密儀器不能正常工作乃至產生破壞等影響。因此，必須采取措施消除過大振動帶來的不利影響。被動控制是有效措施之一，它具有不需外界能源、裝置結構比較簡單、易于實現，經濟性與可靠性好等優(yōu)點，該技術已得到廣泛應用。根據各儀器平臺系統所處工作環(huán)境，考慮其擾動頻率范圍為(T100HZ。傳統的橡膠被動隔振裝置只能對高頻振動具有良好 的隔振效果；由于傳統的橡膠被動隔振裝置不具有減振能力。因此，如何拓寬隔減振裝置的工作頻率范圍，使其在寬頻范圍內均能有效地減小平臺的動カ反應是ー項非常重要且具意義的工作。増加隔減振裝置的阻尼是實現這一目標最有效的手段，同時降低隔振裝置剛度達到降低隔振裝置固有頻率，從而拓寬隔減振裝置的工作頻率及提高隔振效率。因此，本實用新型從材料和構造兩方面出發(fā)來解決這ー問題，一是采用高阻尼低模量的粘弾性材料，即降低材料模量(即剛度)和増大材料阻尼以達到降低裝置剛度和増大阻尼的效果；另一方面，在構造上采用削弱粘彈性層沿其高度方向上的尺寸來減小整個裝置的剛度，同時，在粘弾性阻尼器下面設置ー個粘滯流體阻尼器以便為該裝置提供更大的阻尼。本實用新型通過采用以上設計，依據所處環(huán)境激勵，基于儀器工作平臺控制要求，經過各參數調整能夠使外界激勵產生的振動得到有效的衰減，從而達到減振的目的。
發(fā)明內容技術問題本實用新型的目的是提供ー種性能優(yōu)良、價格低廉、制作方便的大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置。技術方案本實用新型的大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置上部是高阻尼低模量粘弾性阻尼器，下部是粘滯流體阻尼器；其中，高阻尼低模量粘弾性阻尼器中間設有導桿，其上部連接上連接板，下部連接活塞盤，上部的外筒與下部的外筒及連接板連接。所述的高阻尼低模量粘弾性阻尼器中，外筒內設有變截面的粘弾性材料層，該粘弾性材料層采用高阻尼粘弾性材料。所述的粘滯流體阻尼器中，外筒及連接板內設有粘滯流體，活塞盤位于外筒及連接板內，在活塞盤上設有小通孔；外筒與外筒及連接板的連接處設有密封圏。所述的粘滯流體與粘弾性材料層之間留有一定空間，形成一個空氣彈簧。此裝置在構造上，充分利用了上部粘弾性阻尼器的剪切耗能與下部粘滯流體阻尼器的流體擠壓耗能，使其耗能大幅増加，從而達到了提供給減振系統很大阻尼的目的。其中，所述的高阻尼低模量粘弾性阻尼器由外筒、導桿及粘弾性材料組成，粘弾性材料與導桿及外筒硫化形成ー個整體，并通過導桿與上連接板連接在一起，外筒、導桿又分別與粘滯流體阻尼器中的外筒及連接板、活塞盤連接在一起。粘弾性阻尼器中，采用高阻尼低模量粘弾性材料，粘弾性材料沿徑向采用弧形，這樣在高度方向上的尺寸減小，從而降低粘弾性阻尼器的剪切剛度，即降低了隔減振裝置的隔振層剛度，從而能達到更好的隔振效果。所述的粘滯流體阻尼器由外筒及連接板、活塞盤和位于其內部的粘滯流體組成。外筒及連接板和活塞盤分別與高阻尼低模量粘弾性阻尼器中的外筒和導桿連接在一起，且在外筒連接處墊有密封圏，以保證粘滯流體不發(fā)生滲漏。其中，活塞在粘滯 流體中運動會產生較大的阻尼力，這為整個裝置提供了較大的阻尼，從而使整個裝置具有良好的減振效果，同吋，由粘弾性材料和粘滯流體中間圍有一定的空間(作用相當于空氣彈簧)，其大小可以調整，當粘弾性材料因剪切變形向下擠壓預留空間到一定極限吋，由于下面粘滯流體的不可壓縮性，上部粘弾性材料便不能向下運動，這為粘弾性阻尼器提供了限位功能，從而對其形成一種保護措施。將大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置加設于精密工作平臺與基礎之間。當基礎受到寬頻激勵時，一方面，粘弾性阻尼器、粘滯流體阻尼器與空氣彈簧構成了隔振系統，由于粘彈性阻尼器采用了低剪切模量粘弾性材料，以及采用弧形截面降低了剪切層高度，從而降低了粘弾性阻尼器的剪切剛度及整個隔減振裝置的隔振剛度，使得該隔減振裝置能夠有效隔離更寬的頻域范圍的外部激勵。另ー方面，粘弾性阻尼器采用高耗能粘弾性材料(即擁有高損耗因子)，以及在其下方串聯有粘滯流體阻尼器，這在不増加隔減振裝置隔振剛度的同時卻大幅提高了隔減振裝置的阻尼，從而更有效地減小所有頻域范圍的振動反應，同時阻尼比的増加使得隔振效果也大幅提高(即降低傳遞率)。顯然，該大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置具有高耗能、寬頻域隔減振效果、制作簡單的優(yōu)點。有益效果本實用新型的一種大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置具有以下優(yōu)點(一)充分利用了粘弾性材料的剪切滯回變形及粘滯流體的剪切擠壓滯回變形兩種耗能機制，具有很好的滯回性能和大阻尼特性。粘滯流體阻尼器提供了更大的阻尼，使整個裝置的隔減振效果得以提高。(ニ)粘弾性阻尼器的粘弾性層采用弧形截面以削弱其剪切高度尺寸，從而減小粘弾性阻尼器的剪切剛度和隔減振裝置的隔振剛度，以達到更好的隔振效果及隔離更寬頻域范圍的激勵。(三)由粘弾性材料和粘滯流體中間圍有一定的空間，保證了粘弾性阻尼器的運動耗能，也為粘彈性阻尼器提供了限位功能，從而對其形成一種保護措施。(四)試件制作簡單方便、造價低廉。該隔減振裝置可廣泛地用于精密儀器工作平臺的隔減振。

圖I為本實用新型的立剖面結構示意圖。圖中有高阻尼低模量粘弾性阻尼器I、外筒11、導桿12、粘弾性材料層13 ;粘滯流體阻尼器2、外筒及連接板21、粘滯流體22、活塞盤23、密封圈24 ;上連接板3。
具體實施方式
[0020]本實用新型的一種大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置由粘弾性阻尼器I和粘滯流體阻尼器2相結合而構成，上部是高阻尼低模量粘弾性阻尼器1，下部是粘滯流體阻尼器2，中間是由粘弾性材料和粘滯流體圍成的空氣氣囊(相當于空氣彈簧)。上部的粘弾性阻尼器I通過導桿12與上連接板3相連接，并通過其外筒11及導桿12分別與下部粘滯流體阻尼器的外筒21及活塞盤23連接，使該裝置的各個部分連接成ー個整體。所述的高阻尼低模量粘弾性阻尼器I由外筒11、導桿12及粘弾性材料13組成；并通過導桿12與上連接板3連接在一起，外筒11、導桿12又分別與粘滯流體阻尼器2中的外筒及連接板21、活塞盤23連接在一起。粘滯流體阻尼器2由外筒及連接板21、活塞盤23和位于其內部的粘滯流體22組成。外筒及連接板21和活塞盤23分別與高阻尼低模量粘弾性阻尼器I中的外筒11和導桿12連接在一起，且在外筒連接處墊有密封圈24，以保證粘滯流體不發(fā)生滲漏。其中，粘滯流體阻尼器阻尼力的大小可以通過調整活塞盤23的直徑大小或在活塞盤23上開孔洞或者改變粘滯流體22粘度的方法來控制。另外，粘滯流體22的容量大小可以調整。 將大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置加設于精密工作平臺與基礎之間。當基礎受到寬頻激勵時，一方面，粘弾性阻尼器I、粘滯流體阻尼器2與空氣彈簧構成了隔振系統，由于粘弾性阻尼器I采用了低剪切模量粘弾性材料13，以及采用弧形截面(圖I所示，一般可上下內凹進2 5_)降低了剪切層高度，從而降低了粘弾性阻尼器I的剪切剛度及整個隔減振裝置的隔振剛度，使得該隔減振裝置能夠有效隔離更寬的頻域范圍的外部激勵。另ー方面，粘弾性阻尼器采用高耗能粘弾性材料13 (即擁有高損耗因子)，以及在其下方串聯有粘滯流體阻尼器2，這在不増加隔減振裝置隔振剛度的同時卻大幅提高了隔減振裝置的阻尼，從而更有效地減小所有頻域范圍的振動反應，同時阻尼比的増加使得隔振效果也大幅提高(即降低傳遞率)。同吋，當粘弾性材料13因剪切變形向下擠壓預留空間到一定極限吋，由于下面粘滯流體22的不可壓縮性，上部粘弾性材料13便不能向下運動，這為粘弾性阻尼器I提供了限位功能，從而對其形成一種保護措施。顯然，該大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置具有高耗能、寬頻域隔減振效果、制作簡單、自限位的優(yōu)點。
權利要求1.一種大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置，其特征在于該裝置上部是高阻尼低模量粘弾性阻尼器(1)，下部是粘滯流體阻尼器(2);其中，高阻尼低模量粘弾性阻尼器(I)中間設有導桿(12)，其上部連接上連接板(3)，下部連接活塞盤(23)，上部的外筒(11)與下部的外筒及連接板(21)連接。
2.根據權利要求I所述的大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置，其特征在于所述的高阻尼低模量粘弾性阻尼器(I)中，外筒(11)內設有變截面的粘弾性材料層(13)，該粘彈性材料層(13)采用高阻尼粘弾性材料。
3.根據權利要求I所述的大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置，其特征在于所述的粘滯流體阻尼器(2)中，外筒及連接板(21)內設有粘滯流體(22)，活塞盤(23)位于外筒及連接板 (21)內，在活塞盤(23)上設有小通孔；外筒(11)與外筒及連接板(21)的連接處設有密封圈(24)。
4.根據權利要求3所述的大阻尼豎向粘弾性隔減振裝置，其特征在于所述的粘滯流體(22)與粘弾性材料層(13)之間留有一定空間，形成一個空氣彈簧。
專利摘要大阻尼豎向粘彈性隔減振裝置是一種用于航空航天精密儀器和精密機械儀器工作平臺防擾動的隔減振裝置，該裝置由高阻尼低模量粘彈性阻尼器和粘滯流體阻尼器相結合而構成，上部是高阻尼低模量粘彈性阻尼器，下部是粘滯流體阻尼器。高阻尼低模量粘彈性阻尼器通過導桿與上連接板相連接；高阻尼低模量粘彈性阻尼器與粘滯流體阻尼器分別通過外筒、下連接板、導桿、活塞盤相連接，使兩個阻尼器連接成一個整體。本實用新型結合粘彈性阻尼器與粘滯流體阻尼器的優(yōu)點形成了一種大阻尼豎向粘彈性隔減振裝置。該裝置性能優(yōu)良、價格低廉、制作方便。
文檔編號F16F15/02GK202392036SQ20112045631
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權日2011年11月17日
發(fā)明者徐趙東, 朱俊濤 申請人:東南大學