帶隔膜空氣彈簧隔振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可以抗沖擊振動(dòng)的帶隔膜空氣彈簧隔振器，屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著超精密加工，精密儀器及電子設(shè)備等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)環(huán)境的振動(dòng)和沖擊防護(hù) 提出越來(lái)越高的要求。尤其是對(duì)于系統(tǒng)越來(lái)越龐大復(fù)雜的電子設(shè)備，其振動(dòng)敏感部件或線 路板都要進(jìn)行獨(dú)立隔振，以保證設(shè)備能正常工作。現(xiàn)代的很多電子設(shè)備都朝著輕量化和便 攜式的方向發(fā)展，對(duì)于工作在運(yùn)動(dòng)環(huán)境中的電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，振動(dòng)與沖擊問(wèn)題更顯得尤為重 要。
[0003] 沖擊隔離技術(shù)涉及到在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，不僅僅有電子工業(yè)，還有如交通運(yùn) 輸、建筑工程、機(jī)械工業(yè)、精密儀器、乃至產(chǎn)品包裝業(yè)。因此，沖擊隔離技術(shù)的研究，抗沖擊元 件的開(kāi)發(fā)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，具有非常廣泛的應(yīng)用背景。常見(jiàn)的沖擊隔離技術(shù)主要 分為兩類，主動(dòng)隔振和被動(dòng)隔振。主動(dòng)隔振是把振源與地基隔離開(kāi)來(lái)以減少它對(duì)周圍的影 響；被動(dòng)隔振是減少外界振動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響。本發(fā)明的電子設(shè)備的沖擊振動(dòng)隔離涉及的是 被動(dòng)隔振技術(shù)。
[0004] 目前比較常用的隔振抗沖擊元件主要有：金屬?gòu)椈?、橡膠減振器、鋼絲繩減振器、 油壓阻尼器和各種類型的緩沖器等。本發(fā)明考慮到電子設(shè)備處于沖擊工況下，選用非線性 較強(qiáng)的空氣彈簧隔振器?？諝鈴椈墒且詺怏w（通常為空氣）為介質(zhì)，利用氣體的可壓縮性 提供回復(fù)力?？諝鈴椈纱笾路譃槟沂胶湍な絻深?，主要依靠壓縮空氣起減振作用，剛度隨載 荷的變化而變化，是一種強(qiáng)非線性的減振元件。目前空氣彈簧主要為運(yùn)用于汽車，客車懸架 中，這種大型的空氣彈簧通常帶有附加氣室，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；也有用于移動(dòng)硬盤(pán)中的微型空氣彈 簧，通常此類空氣彈簧的結(jié)構(gòu)單一，氣密性不好。
[0005] 與現(xiàn)有的空氣彈簧隔振器相比，本發(fā)明利用空氣彈簧的減振機(jī)理，上氣囊近于封 閉，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，能有效的隔離沖擊振動(dòng)；下氣囊在隔振器變形過(guò)程中逐漸被壓縮封閉，實(shí) 現(xiàn)雙氣囊減振，減振效率高，減振效果好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種減振效率高，雙氣囊減振的帶隔膜空氣彈簧隔振器， 用以提高電子設(shè)備的抗沖擊性能。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種用于電子設(shè)備的帶隔膜空氣彈簧隔振器，包括外殼2,在所述外殼2內(nèi)設(shè)置有 將所述外殼2內(nèi)部的空氣分為上下兩個(gè)氣囊的內(nèi)部隔膜1 ;在所述內(nèi)部隔膜1上設(shè)有用于 實(shí)現(xiàn)上端氣囊與下端氣囊氣體交換的若干個(gè)阻尼小孔3 ;所述上氣囊的外殼部分根據(jù)拋物 線曲線設(shè)計(jì)；所述下氣囊的外殼部分分為上下兩部分，上部分為鋸齒形結(jié)構(gòu)，下部分根據(jù)貝 塞爾曲線設(shè)計(jì)。
[0009] 進(jìn)一步，所述上氣囊的拋物線曲線為二次曲線，所述下氣囊的上部鋸齒形結(jié)構(gòu)的 鋸齒夾角為900,所述下氣囊的下部結(jié)構(gòu)由兩段二次貝塞爾曲線組成。
[0010] 進(jìn)一步，所述內(nèi)部隔膜1的材料為紫銅。
[0011] 進(jìn)一步，所述內(nèi)部隔膜1的厚度為0.2mm。
[0012] 進(jìn)一步，所述阻尼小孔3的半徑為0. 5mm。
[0013] 進(jìn)一步，所述阻尼小孔3的數(shù)量為5個(gè)，其中4個(gè)沿著圓周分布，1個(gè)在隔膜中間。
[0014] 進(jìn)一步，所述外殼2的材料為天然橡膠，硬度為邵氏35。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0016] 本發(fā)明利用空氣彈簧的減振機(jī)理，分為上下氣囊，上下氣囊之間通過(guò)阻尼小孔連 通，氣密性好，能有效的隔離沖擊振動(dòng)，減振效率高；本發(fā)明上氣囊的外殼采用拋物線設(shè)計(jì)， 在壓縮過(guò)程中具有良好的非線性特點(diǎn)，使上氣囊具有很強(qiáng)的瞬態(tài)吸振能力；本發(fā)明下氣囊 的鋸齒外殼表現(xiàn)良好的壓縮性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，使下氣囊迅速被壓縮，并且減振位移大，減振 效果好；下氣囊底部通過(guò)樣條曲線設(shè)計(jì)增強(qiáng)了本發(fā)明的非線性，保證了良好的隔振性能。本 發(fā)明對(duì)安裝平面無(wú)特殊安裝要求，安裝方便。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明所述隔振器的三維軸測(cè)圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明所述隔振器的剖視圖。
[0019] 圖3是圖2中A處局部放大圖。
[0020] 圖4是圖2中B處局部放大圖。
[0021] 圖5是本發(fā)明內(nèi)部隔膜的三維示意圖。
[0022] 圖6是本發(fā)明隔振器的安裝示意圖。
[0023] 圖中有：1、內(nèi)部隔膜；2、外殼；3、阻尼小孔；4、帶隔膜空氣彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明帶隔膜隔振器的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0025] 參見(jiàn)圖1、圖2和圖5,本發(fā)明一種帶隔膜空氣彈簧隔振器，該隔振器包括內(nèi)部隔膜 1和外殼2,內(nèi)部隔膜1上有阻尼小孔3,將內(nèi)部的空氣分為上下兩部分，阻尼小孔3能夠?qū)?現(xiàn)上氣囊與下氣囊的氣體交換，上氣囊的外殼部分根據(jù)拋物線曲線設(shè)計(jì)；下氣囊的外殼部 分分為上下兩部分，上部分為鋸齒形結(jié)構(gòu)，下部分根據(jù)樣條曲線設(shè)計(jì)。參見(jiàn)圖3,本發(fā)明所述 隔振器上端與電子設(shè)備底部接觸，下端置于基體上（底面或其他設(shè)備表面）。該隔振器結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，利用雙氣囊減振，能有效的隔離沖擊振動(dòng)，減振效率高。當(dāng)外部沖擊作用 于本發(fā)明的隔振器上時(shí)，由于拋物線外殼構(gòu)成的上氣囊密封性好，并且在壓縮過(guò)程中具有 良好的非線性特點(diǎn)，能夠進(jìn)行瞬態(tài)吸振。當(dāng)隔振器被繼續(xù)向下壓縮，下氣囊被封入一定量空 氣，由于鋸齒外殼表現(xiàn)良好的壓縮性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，下氣囊能夠迅速壓縮，并且上下氣囊間 通過(guò)阻尼小孔實(shí)現(xiàn)氣體流通，從而使氣囊內(nèi)氣體壓強(qiáng)快速增大，以平衡外部沖擊，并且減振 位移大，減振效果好。底部的樣條曲線設(shè)計(jì)更增強(qiáng)了本發(fā)明的非線性。因此，本發(fā)明不僅具 有良好的軸向和徑向剛度特性，而且具有很強(qiáng)的非線性，保證良好的隔振性能。
[0026] 如圖3,本發(fā)明隔振器上氣囊的外部側(cè)輪廓根據(jù)拋物線曲線設(shè)計(jì)，拋物線滿足式 (1):
[0027] y=x2 式（1)
[0028] 式（1)中：y表示外殼上端內(nèi)輪廓的曲線表達(dá)式，x表示曲線表達(dá)式中的變 量，- 2,起點(diǎn)為E，終點(diǎn)為F。拋物線坐標(biāo)系為局部坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為0點(diǎn)， X軸、Y軸的方向如圖3所示，其中，Y軸與水平方向的夾角為10°。外殼上端的外部輪廓和 內(nèi)部輪廓相同為等距曲線。
[0029] 本發(fā)明隔振器下氣囊的外殼上部分為鋸齒形結(jié)構(gòu)，其中，鋸齒夾角為90 °，在實(shí)現(xiàn) 大減振位移的同時(shí)保證了良好的剛度特性。下氣囊的外殼下部分是根據(jù)Bezier(翻譯中文 為貝塞爾）曲線設(shè)計(jì)，由兩段2次Bezier曲線組成，滿足式（2):
[0030]
[0031] 式（1)中：P(t)表示外殼底端曲線表達(dá)式，t表示曲線表達(dá)式中的變量，1。 由P(t)表達(dá)式可見(jiàn)，該曲線由兩段2次Bezier曲線組成。卩^丄七七和卩^殼底端內(nèi)外 輪廓的Bezier曲線的控制點(diǎn)，其中P。、PjPP2連線為輪廓底端外部Bezier曲線的特征多 邊開(kāi)多，P。、P#PP4連線為輪廓底端內(nèi)部Bezier曲線的特征多邊形。
[0032] 在本發(fā)明中，內(nèi)部隔膜1的材料為紫銅，厚度為0. 2_。紫銅易于加工，實(shí)現(xiàn)上下氣 囊的分隔，保證氣密性，有效隔離沖擊振動(dòng)。內(nèi)部隔膜1上的阻尼小孔3半徑為0. 5mm，數(shù)量 為5個(gè)，其中4個(gè)沿著圓周分布，1個(gè)在隔膜中間。阻尼小孔3能實(shí)現(xiàn)上下氣囊的連通，實(shí)現(xiàn) 雙氣囊隔振。本發(fā)明的外殼1材料為天然橡膠，硬度為邵氏35。天然橡膠的剛度較大，保證 合適的隔振剛度。
[0033] 隔振器的整體為一個(gè)彈性構(gòu)件，可由模具進(jìn)行注塑加工而成，內(nèi)部隔膜置于模具 中一體成型，注塑材料為天然橡膠。使用時(shí)，可以將2個(gè)隔振器置于需要隔振的電子設(shè)備底 部。如圖6所示。
[0034] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為 限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán) 利要求書(shū)中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：包括外殼（2)，在所述外殼（2)內(nèi)設(shè)置有將所 述外殼（2)內(nèi)部的空氣分為上下兩個(gè)氣囊的內(nèi)部隔膜（1);在所述內(nèi)部隔膜（1)上設(shè)有用 于實(shí)現(xiàn)上端氣囊與下端氣囊氣體交換的若干個(gè)阻尼小孔（ 3);所述上氣囊的外殼部分根據(jù) 拋物線曲線設(shè)計(jì)；所述下氣囊的外殼部分分為上下兩部分，上部分為鋸齒形結(jié)構(gòu)，下部分根 據(jù)貝塞爾曲線設(shè)計(jì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：所述上氣囊的拋物線 曲線為二次曲線，所述下氣囊的上部鋸齒形結(jié)構(gòu)的鋸齒夾角為90°，所述下氣囊的下部結(jié) 構(gòu)由兩段二次貝塞爾曲線組成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：所述內(nèi)部隔膜（1)材 料為紫銅。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：所述內(nèi)部隔膜（1)厚 度為0? 2mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：所述阻尼小孔（3)的 半徑為〇. 5mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：所述阻尼小孔（3)的 數(shù)量為5個(gè)，其中4個(gè)沿著圓周分布，1個(gè)在隔膜中間。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶隔膜空氣彈簧隔振器，其特征在于：所述外殼（2)的材料 為天然橡膠，硬度為邵氏35。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶隔膜空氣彈簧隔振器，所述的隔振器包括內(nèi)部隔膜和外殼，所述的內(nèi)部隔膜上有阻尼小孔，將內(nèi)部的空氣分為上下兩部分，所述的阻尼小孔能夠?qū)崿F(xiàn)上端氣囊與下端氣囊的氣體交換，所述的外殼上部分根據(jù)拋物線設(shè)計(jì)，中部為鋸齒形，底部根據(jù)樣條曲線設(shè)計(jì)。本發(fā)明利用空氣彈簧的減振機(jī)理，上氣囊近于封閉，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，能有效的隔離沖擊振動(dòng)；下氣囊在隔振器變形過(guò)程中逐漸被壓縮封閉，實(shí)現(xiàn)雙氣囊減振，減振效率高，減振效果好。
【IPC分類】F16F9/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105065527
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510572489
【發(fā)明人】盧熹, 吳丹, 張建潤(rùn), 孫蓓蓓
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日