本實用新型屬于機械振動領域，特別涉及一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構。
背景技術：
目前，針對文物陳列、物品展覽、易碎品擺放、工業(yè)設備安置等振動控制工程中的易受地震或其他振動作用導致物品易傾倒損壞等問題，大多數(shù)采用以下幾種方式：1)采用大塊混凝土作為基礎；2)采用輕質的陳列柜，將易損品固定在陳列柜中；3)采用二維減振(震)承臺板結構；4)采用豎向支撐式減振器。這些設計方案在實際強振(震)作用下對陳列物品起到的保護作用十分有限。這些方案具有以下缺陷：1)剛性體無減振作用。大塊式混凝土基礎在強振(震)作用下，由于剛度大，中高頻振動傳遞率較大，而且自身也較容易破碎；2)大幅中高頻振動無法減振。輕質陳列柜將易損品固定在柜中，該方案對于小幅振動的低頻荷載具有較好的作用，對于大幅中高頻振(震)動也無法實現(xiàn)有效的減振，起到保護作用；3)無豎向減振功能。二維減振承臺多為雙向摩擦滑移式減振，其在一定程度上可以減小水平振動對陳列品的振動作用，但是在大幅三維振(震)動下，該方案也不能有效提供豎向減振功能；4)減振效能低。豎向支撐式減振器主要形式包括橡膠減振器、剛彈簧減振器和空氣彈簧減振器。但是三種減振器主要提供的是豎向減振功能，水平向減振效果差；即便是合理設計鋼彈簧減振器和空氣彈簧減振器，可以降低其整體剛度， 但是由于兩類彈簧有效變形的行程有限，也導致了目前該類減振器減振效能極低；5)無法有效進行三向減振。上述所有當前陳列產(chǎn)品類的減振方案都無法提供有效的三向減振，尤其是針對較大的破壞性工業(yè)振動和地震，減振的主要方式是耗能，這些產(chǎn)品無法提供高效的耗能機制，不能抵御強振和強震作用，不能有力的卸載強振(震)動產(chǎn)生的動能，不能再減振過程中提供高效的穩(wěn)定性。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的旨在針對文物陳列、物品展覽、易碎品擺放、工業(yè)設備安置等振動控制工程中的易受地震或其他振動作用導致物品易傾倒損壞等問題，提供了一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，包括：水平雙向機械導軌減振承臺結構、豎向承臺板、主承載正向彈簧結構、多個輔助承載反向彈簧結構和機構基座，水平雙向機械導軌減振承臺結構安裝至豎向承臺板的上面，位于機構基座上的主承載正向彈簧結構和多個輔助承載反向彈簧結構安裝至豎向承臺板的下面，主承載正向彈簧結構位于豎向承臺板下面的中間，及多個輔助承載反向彈簧結構圍繞主承載正向彈簧結構均勻分布在主承載正向彈簧結構的周圍。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，水平雙向機械導軌減振承臺結構包括：兩層相互垂直的水 平X向承臺板和水平Y向承臺板，水平X向承臺板下表面設置水平X向導軌扣件，水平X向導軌扣件可滑動連接至設置在Y向承臺板的上表面的水平X向移動導軌，水平Y向承臺板的下表面設置有水平Y向導軌扣件，水平Y向導軌扣件可滑動連接至設置在豎向承臺板上表面的水平Y向移動導軌。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，主承載正向彈簧結構包括：主承載正向彈簧和主承載正向彈簧保護殼，主承載正向彈簧的上端頭和下端頭均設置有主承載正向彈簧保護殼并分別固定至豎向承臺板的下面和機構基座的上面。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，多個輔助承載反向彈簧結構中的每個包括：豎向剛性推子、反向彈簧腔體和多個內(nèi)置反向彈簧，豎向剛性推子的上端固定至豎向承臺板，反向彈簧腔體的下端固定至機構基座上，豎向剛性推子的下端穿過反向彈簧腔體的上端并位于反向彈簧腔體內(nèi)，多個內(nèi)置反向彈簧位于反向彈簧腔體內(nèi)，及多個內(nèi)置反向彈簧的兩端分別連接至反向彈簧腔體的上端和豎向剛性推子的下端。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，豎向剛性推子外側設置有導軌及反向彈簧腔體上端與導軌接觸的位置設置有導軌扣件，導軌扣件可滑動安裝至導軌上。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，豎向承臺板為正方形，邊長為600mm，厚度為20mm。
有益效果
本實用新型提供的一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構有益效果：
1)實用新型公開了一種由水平向雙層滑軌及導軌扣件組成的承臺板結構和豎直向內(nèi)外環(huán)套筒內(nèi)置鋼彈簧支撐結構組成的具有三向減振功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)水平向減振方案由雙層承臺板沿滑軌雙向滑動實現(xiàn)振動位移耗能，豎直向減振方案由套筒內(nèi)置鋼彈簧自由伸縮實現(xiàn)位移耗能，具有三向大行程、高耗能減振功能。
2)主承載正向彈簧結構，包括主承載正向彈簧和主承載正向彈簧保護殼。該結構對豎向承臺板及上部所有結構及裝置的質量進行主要承載，為了保證穩(wěn)定性，該主承載正向彈簧環(huán)形截面較大，上下端頭設置有主承載正向彈簧保護殼結構。當強振(震)動作用在系統(tǒng)上時，該主承載正向彈簧通過上下伸縮變形，和反向彈簧共同產(chǎn)生大行程位移，大幅消耗振(震)動能量，從而起到減振(震)作用。
3)多個輔助承載反向彈簧結構，其中每個包括每個豎向剛性推子、反向彈簧腔體和多個內(nèi)置反向彈簧。有該部分結構構成的反向彈簧作用系統(tǒng)有效地提供了一種當豎向承臺板下移時，反向彈簧受拉的狀態(tài)，而正向彈簧在受壓的狀態(tài)。當強振(震)動作用在系統(tǒng)上時，該反向彈簧通過上下伸縮變形，和正向彈簧共同產(chǎn)生大行程位移，大幅消耗振(震)動能量，從而起到減振(震)作用。該結構一定程度上增加了系統(tǒng)的豎向變形剛度，但是卻極小地改變彈簧原來的自由伸縮的極限，即提供了大行程的功能。
4)豎向減振裝置導軌限位功能。為了保障豎向剛性推子結構上下位移時能不發(fā)生側偏，導致豎向振動產(chǎn)生彎曲或扭轉分量，本實用新型中在豎向剛性推子外側設計有外導軌及反向彈簧腔體端部設有導軌扣件，通過導軌連接，使得反向彈簧發(fā)生伸縮時，豎向剛性推子一直處于豎直方向，側向受到導軌的約束，同時并不會在滑動過程中產(chǎn)生摩擦力，從而保障了豎向剛性推子運動為理想的豎直向運動，為系統(tǒng)了較高的豎向運動穩(wěn)定性。
上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述技術方案和其他特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例中公開的一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構的結構示意圖；
具體實施方式
下面，結合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進一步描述：
圖1是本實用新型實施例中公開的一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構的結構示意圖；如圖1所示，本實用新型提供了一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，包括：水平雙向機械導軌減振承臺結構、豎向承臺板07、主承載正向彈簧結構、多個輔助承載反向彈簧結構和機構基座13，水平雙向機械導軌 減振承臺結構安裝至豎向承臺板07的上面，位于機構基座13上的主承載正向彈簧結構和多個輔助承載反向彈簧結構安裝至豎向承臺板07的下面，主承載正向彈簧結構位于豎向承臺板下面07的中間，及多個輔助承載反向彈簧結構圍繞主承載正向彈簧結構均勻分布在主承載正向彈簧結構的周圍。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，水平雙向機械導軌減振承臺結構包括：兩層相互垂直的水平X向承臺板01和水平Y向承臺板04，水平X向承臺板01下表面設置水平X向導軌扣件02，水平X向導軌扣件02可滑動連接至設置在所述Y向承臺板04的上表面的水平X向移動導軌03，可以實現(xiàn)水平X項承臺板01可通過水平X向移動導軌03在X向自由滑移，最大X向行程為20cm。水平Y向承臺板04的下表面設置有水平Y向導軌扣件05，水平Y向導軌扣件05可滑動連接至設置在豎向承臺板07上表面的水平Y向移動導軌06，可實現(xiàn)水平Y向承臺板04通過水平Y向移動導軌06在Y向自由滑移，最大行程為20cm。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，主承載正向彈簧結構包括：主承載正向彈簧14和主承載正向彈簧保護殼15，主承載正向彈簧14的上端頭和下端頭均設置有主承載正向彈簧保護殼15并分別固定至豎向承臺板07的下面和機構基座13的上面。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，多個輔助承載反向彈簧結構中的每個包括：豎向剛性推子 08、反向彈簧腔體11和多個內(nèi)置反向彈簧12，豎向剛性推子08的上端固定至豎向承臺板07，反向彈簧腔體11的下端固定至機構基座13上，豎向剛性推子08的下端穿過反向彈簧腔體11的上端并位于反向彈簧腔體11內(nèi)，多個內(nèi)置反向彈簧12位于反向彈簧腔體11內(nèi)，及多個內(nèi)置反向彈簧12的兩端分別連接至反向彈簧腔體11的上端和豎向剛性推子08的下端。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，豎向剛性推子08外側設置有導軌09及反向彈簧腔體11上端與導軌09接觸的位置設置有導軌扣件10，導軌扣件10可滑動安裝至導軌09上。
根據(jù)上述一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構，進一步地，豎向承臺板07為正方形，邊長為600mm，厚度為20mm。
水平X向承臺板01和水平Y向承臺板04均為正方形，邊長為400mm，厚度20mm，其中，水平X向承臺板01主要功能為上部承載被陳列物品。
其中，豎向剛性推子08主體為方管結構，上端部卡扣在豎向承臺板07下預埋件中，下端部為一剛性厚板結構，板厚30mm。其中，主體管內(nèi)徑60mm，壁厚5mm。主要功能為當豎向承臺板07上下移動時，直接與內(nèi)置反向彈簧12作用，形成受拉或受壓的反向作用力，同時可為系統(tǒng)增大豎向變形剛度。
其中，反向彈簧腔體11主要為內(nèi)置反向彈簧12提供一個保護殼，并為反向彈簧腔體11端頭導軌扣件10提供一個安裝基礎。主要功能 為保護內(nèi)置反向彈簧12。
本結構基于內(nèi)置反向彈簧12和豎向剛性推子08相互作用，主承載正向彈簧14和豎向承臺板07相互作用，構成了豎向大行程、內(nèi)增剛度減振系統(tǒng)，并結合水平雙向機械導軌減振承臺結構，設計了一種三向大行程內(nèi)增剛度正反向鋼彈簧組合減振結構。該結構通過主承載正向彈簧14和豎向承臺板07作用，以及內(nèi)置反向彈簧12和豎向剛性推子08作用，使整個系統(tǒng)豎向振動過程中，兩類正反向彈簧的受力狀態(tài)相反，即主承載正向彈簧14受壓則內(nèi)置反向彈簧12受拉，主承載正向彈簧14受拉則內(nèi)置反向彈簧12受壓。這種正反向彈簧減振系統(tǒng)有效地提高了本發(fā)明結構的整體豎向彈簧剛度，但同時也有效增大了豎向伸縮行程，大幅提高了強振(震)作用下該系統(tǒng)的耗能性能。同時研制了剛性推子外壁豎向導軌和反向彈簧腔體導軌扣件，有效實現(xiàn)剛性推子和反向彈簧間單自由度滑移側向約束功能，防止系統(tǒng)豎向滑移時側向變形產(chǎn)生摩擦阻力。通過綜合利用正反向豎向減振(震)彈簧和上部兩級承臺之間采用導軌連接的技術，使該結構具備三向減振(震)功能。
該結構目前用于文物陳列等易損品陳放支撐結構，主要目的是抵御外界環(huán)境強振(震)作用下對易損品造成傾覆破壞，其功能為大行程、內(nèi)增剛度、高耗能振動控制。由于該裝置在三向抵御強振(震)作用時，需要具備豎向大行程、高阻尼、高穩(wěn)定性、運動部件整體高剛性等要求，因此在整體承載配置上設計一個剛度較大的正向彈簧作為主承載結構，但是該彈簧在豎向承載受壓后變形，彈簧的有效拉壓 對稱行程大幅減小，無法實現(xiàn)大行程功能，因此還采用一種剛性推子和反向彈簧相互作用結構，并輔助在二者之間增設導軌和導軌扣件，形成一個剛性推子結構、反向彈簧腔體和內(nèi)置反向彈簧的豎向反向彈簧支撐結構。通過正反向彈簧的組合作用實現(xiàn)了系統(tǒng)豎向低剛度、大行程、高阻尼特性的減振功能。該套系統(tǒng)可以有效地實現(xiàn)三向，即兩個水平向和一個豎直向的振動控制，而且具有低剛度、高阻尼、大行程、低損耗、高穩(wěn)定性的特征。該套系統(tǒng)在實現(xiàn)過程中工藝流程極為簡單，無需較多的拆卸安裝，僅需要將結構部件加工成為標準件，通過螺栓連接，現(xiàn)場拼裝使用即可。
對于本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內(nèi)。