[发明专利]一种基于干摩擦阻尼的微小精密无谐振隔振装置

说明书

技术领域：

本发明是一种小质量精密设备的隔振装置。尤其适用于晶体振荡器、微硬盘等精密设备各个方向的安全隔振保护，属于精密电子设备的隔振缓冲制造领域。

背景技术：

随着加工制造技术的迅速发展，一些精密仪器越来越向着集成化、小型化、轻型化发展，这些精密仪器往往搭载在飞机、人造卫星、舰艇和坦克等移动设备中。由于这些设备恶劣的使用环境，对精密电子仪器在振动、冲击、离心加速度和噪声等环境下的抗干扰能力提出了越来越高的要求。为了提高系统精度和可靠性，必须对微小精密仪器采取隔振措施以提高其适应各种恶劣环境条件下工作的能力。同时，由于微小精密仪器本身重量轻、体积小，其隔振装置除了具有良好的纵向和横向减振缓冲性能之外，还必须重量轻、体积小、稳定性好。

现有的隔振器主要是针对大载荷电子设备设计，隔振器本身重量和体积远远大于微小精密仪器，不适用于微小精密仪器；少部分针对晶体振荡器的隔振器，结构复杂，对使用环境要求很高，在冲击载荷下，易引起隔振器实效。

发明内容

技术问题：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种重量轻、体积小、稳定性好、使用方便的隔振器，主要运用于移动运载体上为微小精密仪器隔振缓冲的无谐振隔振装置。

技术方案：

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于干摩擦阻尼的微小精密无谐振隔振装置，其特征在于：包括滑柱、刚度弹簧、阻尼弹簧、上连接板、下连接板和外壳，所述的滑柱上端固定在所述的上连接板上，所述的下连接板与所述的外壳固定，在下连接板上固定所述的刚度弹簧和阻尼弹簧，刚度弹簧的另一端与滑柱的下端连接，阻尼弹簧的另一端与滑柱的侧面紧密配合。

所述的滑柱为多边形滑柱。

所述的刚度弹簧为四个。

所述的外壳与下连接板采用螺栓连接。

由于被隔震物体的质量很小，为了保证隔震系统的低固有频率，需要有很小的刚度。在本隔震装置中，四个异型刚度弹簧提供很小的纵向及横向刚度，保证隔震系统在受到振动激励时具有较低的固有频率。当隔震系统受到冲击时，上连接板异型刚度弹簧的与上圆弧部分接触，阻尼弹簧与滑柱紧密接触，当滑柱与阻尼弹簧相对运动或者有相对运动趋势时，两者之间存在摩擦力，这给系统提供阻尼力，消耗振冲的能量。

与现有技术相比，本发明无谐振隔振装置体积小，稳定性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明刚度弹簧的结构示意图。

图3是本发明隔振装置的隔振曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明：

如图1所示，本发明隔振装置在上连接板1上有四个孔与精密仪器连接，上连接板1通过螺栓与滑柱2上部连接，滑柱2为多边形，在本实施例中，为八边形滑柱。滑柱2的底部用螺钉和四个刚度弹簧3连接，阻尼弹簧4上部与滑柱2的侧面过盈配合，刚度弹簧3底部和阻尼弹簧4的底部均与下连接板5铆接，刚度弹簧3的结构示意图如图2所示。外壳6通过螺纹与下连接板4连接，与电子设备的基础相连。

工作原理：

本隔震系统阻尼弹簧与滑柱紧密接触，阻尼弹簧对滑柱有正压力N。当滑柱与阻尼弹簧相对运动或者有相对运动趋势时，两者之间存在摩擦力，这给系统提供阻尼力。因此，该系统可表示为：

式中：m为被隔震对象的质量，k为刚度系数，μ为摩擦系数；N为摩擦面法向正压力；为符号函数。

当系统受到位移为y＝B₀sin(ωt)的基础激励，即基础受到激振力为P(t)＝P₀sin(ωt)＝mB₀ω²sin(ωt)时，隔震系统由干摩擦阻尼消耗振动的能量。根据能量能效原理，可以得到隔震系统的等效粘性阻尼系数c_e：