一種采用傾斜磁體產(chǎn)生負(fù)剛度的超阻尼隔振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隔振器，具體涉及一種采用傾斜磁體產(chǎn)生負(fù)剛度的超阻尼隔振器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)受到外部擾動作用時，系統(tǒng)將會產(chǎn)生受迫振動。其中，對于實際工程中有害振動的抑制問題，人們給予了大量研究；在航天航空工程、儀表儀器以及精密工程等領(lǐng)域，機(jī)械振動往往會造成結(jié)構(gòu)的破壞失效，儀表器件測量精度的下降，結(jié)構(gòu)使用壽命的縮短等不利情況。例如，航天器發(fā)射時，外界沖擊載荷造成的發(fā)射精度的降低；車輛行駛時，不平路面引起的舒適度下降；外界擾動引起的儀表儀器測量精度的降低等。
[0003]被動式隔振技術(shù)由于其具有結(jié)構(gòu)簡單，低成本，易實現(xiàn)，高穩(wěn)定性等特征被廣泛的應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的抑振、減振控制當(dāng)中；然而，傳統(tǒng)的線性隔振系統(tǒng)往往只對中-高頻頻帶范圍的有害振動具有隔振效果，對于低頻范圍的振動往往難以有效隔離；因此，近些年，通過在傳統(tǒng)線性隔振器的基礎(chǔ)上引入負(fù)剛度機(jī)構(gòu)設(shè)計出具有高靜態(tài)剛度-低動態(tài)剛度隔振器得到了廣泛的研究，從而能夠在線性隔振系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬隔振頻帶，實現(xiàn)對低頻振動的有效抑制；同時，由于永磁體性能的進(jìn)一步提高，采用磁結(jié)構(gòu)設(shè)計出滿足功能需求的該類隔振器顯得相對容易，但該類隔振系統(tǒng)對于共振區(qū)域的振動抑制效果相對較差；在滿足實際使用需求的條件下，設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)低頻隔振，并且能夠抑制共振區(qū)域振動的隔振器就顯得尤為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用傾斜磁體產(chǎn)生負(fù)剛度的超阻尼隔振器，本發(fā)明裝置在其工作位置附近具有承載能力強(qiáng)和超阻尼特性，能夠?qū)崿F(xiàn)超低頻隔振并且能夠有效地抑制共振區(qū)域的振動，使得隔振系統(tǒng)避免出現(xiàn)共振現(xiàn)象；同時，該隔振系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡便、使用方便、成本低、應(yīng)用范圍廣的特點。
[0005]本發(fā)明解決現(xiàn)存技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種采用傾斜磁體產(chǎn)生負(fù)剛度的超阻尼隔振器，包括從上至下依次帶有第一凸臺20、第二凸臺9和第三凸臺13的中心軸1，所述中心軸I穿過通過第三緊固螺栓7緊固鎖緊的上端蓋6和下端蓋15中部，其中，第一凸臺20位于上端蓋6外部，第二凸臺9和第三凸臺13位于上端蓋6和下端蓋15內(nèi)的空腔內(nèi)；所述中心軸I外壁與上端蓋6間設(shè)置滑動軸承3，滑動軸承3沿軸向通過第一緊固螺栓2與上端蓋6緊固相連；所述上端蓋6和下端蓋15均為錐形面，上端蓋6錐形面上設(shè)置多個位置對稱的腔體，每個腔體內(nèi)通過第二緊固螺栓4緊固連接有第一傾斜環(huán)形永磁體5，下端蓋15錐形面上設(shè)置多個與上端蓋6錐形面上腔體位置對稱的腔體，每個腔體內(nèi)通過第四緊固螺栓16緊固連接有第二傾斜環(huán)形永磁體17 ;所述下端蓋15通過第五緊固螺栓18和底座19緊固相連；所述中心軸I的第二凸臺9和第三凸臺13間設(shè)置有能夠沿中心軸I軸向運動的第三環(huán)形永磁體11，所述第三環(huán)形永磁體11與中心軸I的第二凸臺9和第三凸臺13間分別設(shè)置第三彈簧10和第四彈簧12 ;通過第三彈簧10和第四彈簧12的相互對壓來約束第三環(huán)形永磁體11使其沿中心軸I軸向運動；當(dāng)結(jié)構(gòu)需要承受軸向的彈性支撐力時，中心軸I的第二凸臺9和上端蓋6間設(shè)置有第一彈簧8，中心軸I的第三凸臺13和下端蓋15間設(shè)置有第二彈簧14 ;通過第一彈簧8和第二彈簧14的相互對壓為超阻尼隔振器沿軸向提供一定的承載能力。
[0007]所述第一彈簧8和第二彈簧14的剛度系數(shù)相同。
[0008]所述第三彈簧10和第四彈簧12的剛度系數(shù)相同。
[0009]除第一彈簧8、第二彈簧14第三彈簧10和第四彈簧12以外，所述超阻尼隔振器的其余零部件均采用非導(dǎo)磁的金屬材料。
[0010]所述上端蓋6和下端蓋15的錐形面相對水平方向的傾斜角度即第一傾斜環(huán)形永磁體5和第二傾斜環(huán)形永磁體17相對水平方向的傾斜角度為30°。
[0011]所述中心軸I上位于第一凸臺20上方設(shè)置有便于與被控結(jié)構(gòu)相連的螺紋段，所述底座19的底部設(shè)置有便于與振源相連的螺紋段。
[0012]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0013]1、當(dāng)沿著軸向加載時，在上端蓋6與中心軸I的第二凸臺9之間以及下端蓋15與中心軸I的第三凸臺13之間分別設(shè)置第一彈簧8和第二彈簧14 ;采用相互對壓的第一彈簧8和第二彈簧14能夠提高結(jié)構(gòu)沿軸向的承載能力；同時，其具有占用空間小、簡單便捷，便于調(diào)節(jié)更換。
[0014]2、被固定在上端蓋6、下端蓋15上的第一傾斜環(huán)形永磁體5、第二傾斜環(huán)形永磁體17與沿軸向相對運動的第三環(huán)形永磁體11構(gòu)成磁性彈簧，并且磁性彈簧為系統(tǒng)沿軸向提供負(fù)剛度，進(jìn)而實現(xiàn)低頻隔振，拓寬了隔振頻帶；由于磁性彈簧作用在第三環(huán)形永磁體11上的磁性恢復(fù)力與由第一、二、三、四彈簧8、14、10、12所提供的彈性恢復(fù)力之間存在相位差，使得隔振器具有超阻尼特性，從而可以抑制共振區(qū)域的振動響應(yīng)。
[0015]3、由于第一傾斜環(huán)形永磁體5、第二傾斜環(huán)形永磁體17采用傾斜的安裝方式，其進(jìn)一步縮減了隔振器的徑向尺寸，使得隔振系統(tǒng)簡單、緊湊，便于在多種場合下使用。
[0016]4、本發(fā)明為使隔振系統(tǒng)具有超阻尼特性，在中心軸I的第二凸臺9和第三凸臺13之間分別設(shè)置第三彈簧10和第四彈簧12來約束第三環(huán)形永磁體11，使得第三環(huán)形永磁體11能夠相對中心軸I產(chǎn)生沿軸向的微小相對運動。
[0017]5、除第一彈簧8、第二彈簧14第三彈簧10和第四彈簧12以外，本發(fā)明其余零部件均采用非導(dǎo)磁的金屬材料，當(dāng)?shù)谌h(huán)形永磁體11沿著運動時，將會引起隔振器內(nèi)部磁場的變化，在非導(dǎo)磁金屬零部件中形成渦電流，可進(jìn)一步提高隔振器的阻尼特性。
[0018]6、由于被隔振物體的一部分振動能量轉(zhuǎn)移到沿軸向運動的環(huán)形永磁體上，被隔振物體的振動得以衰減。
[0019]7、本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，應(yīng)用廣泛的特點。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明隔振器裝配體半剖視圖。
[0021]圖2為中心軸零件圖。
[0022]圖3a為上、下端蓋俯視圖，圖3b為上、下端蓋等軸測視圖。
[0023]圖4a安裝底座主視圖，圖4b安裝底座等軸測視圖。
[0024]圖5為隔振系統(tǒng)的傳遞比-頻率曲線。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理進(jìn)一步做詳細(xì)說明。
[0026]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明為一種采用傾斜磁體產(chǎn)生負(fù)剛度的超阻尼隔振器，包括帶有第一凸臺20、第二凸臺9、第三凸臺13的中心軸1，在所述的第一凸臺20的上軸段設(shè)置螺紋段；在所述的第一凸臺20和第二凸臺9之間沿軸向設(shè)置滑動軸承3 ;所述滑動軸承3通過第一緊固螺栓2與上端蓋6的上端面緊固相連；