[发明专利]变刚度变阻尼空气隔振支座

说明书

技术领域

本发明涉及振动控制领域的一种空气隔振支座。

背景技术

随着科技的进步，很多领域涉及到微振动控制技术，如IC厂房中多晶硅片的生产需要微振动控制技术，激光等精密仪器设备的正常运转需要微振动控制技术，雷达等国防军工项目需要微振动控制技术。

微振动控制技术可以从振源、传播途径、结构设计、设备基础等多个环节进行控制，目前我国应用较多的为对设备基础进行的空气弹簧微振控制技术，但随着生产技术的发展，仪器设备对精度的要求也越来越高，传统的空气弹簧隔振技术的精度亟待提高，隔振频率、阻尼、承载力、漏气等问题是空气弹簧隔振技术的几个关键问题，也是提高微振动控制技术精度的关键问题。

现有空气弹簧常见有单曲式空气弹簧、多曲式空气弹簧、约束薄膜式空气弹簧、自由薄膜式空气弹簧等。现有空气弹簧存在的问题是，刚度可变性差，横向稳定性差，单一阻尼，适用范围单一等缺点。

发明内容

本发明拟从振源与设备基础两个方面对微振动实施控制。微振动的来源很多，包括地脉动、交通诱发振动、锻锤等动力设备振动、爆破撞击等偶然荷载诱发的振动、结构内部动力设备振动(如空调、吊车、行车)、人流振动等，其中影响较大、发生频率较高的为交通诱发振动，与结构内部动力设备的振动，针对这两种振动均可采用本发明变刚度变阻尼空气隔振支座实施控制。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本变刚度变阻尼空气隔振支座由活动气缸、固定底缸、节流装置及空气阀门组成；节流装置由节流管与节流阀片组成。底缸呈“口”形，活动气缸呈倒“U”形，口径略大于固定底缸，并扣在固定底缸上呈半包围状，两缸之间做密封处理，固定底缸外壁和活动气缸内壁之间塞有密封条使活动气缸成为密封的腔体。节流装置由节流管与节流阀片组成，节流管呈“C”形，节流管两端分别与活动气缸与固定底缸，所述节流管上设置有上下两个气阀，所述气阀之间的节流管区段上设有节流阀片。节流阀片呈片状，设于节流管的内部，用于控制通过节流管的空气的流速。节流阀片上开有圆形、半圆形、星形、多边形等孔洞，节流阀片上的孔洞开有至少一个；开有不同形状孔洞的节流阀片具有不同的阻尼特性。节流阀片具有可更换性：当空气弹簧处于工作状态时，调节阻尼更换节流阀片前需关闭上下两个小气阀。节流阀片由钢材或其他硬质材料加工制作。

空气阀门由气压表、气管和开关构成，该空气阀门位于固定底缸侧面底部，可通过气管连接气泵进行充放气，改变气缸内的气压，也可通过气管连接另一个空气弹簧，协同工作。安装时先安装气压表，再安装开关。气管由软质可承压的材料制成，以保证活动气缸与固定底缸发生相对位移时，气管可自由伸缩。

活动气缸和固定底缸的顶板上及固定底缸的底板上均设有安装板。安装板焊接于气缸的外侧顶面和底面，安装板上设有安装螺丝及安装孔洞，用于连接空气弹簧与其他装置。安装孔洞为长圆形，可使安装过程中穿入其中的螺栓在一定水平位移范围内自由滑动，以调节安装位置。

本空气弹簧安装就位后，可采用气泵接通空气阀门向气缸内充气，同时保证两个小气阀处于开启状态，待气压表显示为额定值后即可关闭开关。

不同的节流阀片上带有不同形状的孔洞，不同的孔洞在空气穿过时会产生不同大小的阻尼，即所谓变阻尼一；采用相同的节流阀片，当支座发生较大的变形时，部分压缩空气将会在活动气缸与固定底缸两个容器中以一定速度发生移动，空气在穿梭于节流阀片上的孔洞会产生阻尼二；阻尼一可通过调节节流阀片将其控制在一定范围内。

为了防止过大的变形引起设备损坏，设置了安全锁定节点，限制仪器的工作范围在一定的范围内。

当支座发生较大的变形时，气缸内的气体被不同程度的压缩，支座反力与压缩位移的大小呈反比，即所谓变刚度。

本发明可与各种水平隔震构件，如铅芯叠层橡胶支座、金属摩擦滑移隔震支座等组合，形成三向隔振装置。

本发明的优点在于：

1.本发明采用节流阀片调节空气隔振支座的阻尼，方便控制振动，且可以根据具体情况更换节流阀片，方便使用。

2.本发明通过设置的安全锁定节点能有效防止过大的变形引起设备损坏，限制仪器的竖向变形在一定的范围内。

3.本隔振支座在竖直方向上，不仅可以提供支持力，还可以提供足够的拉力。仪器工作时，通过安装版安装在设备或者基础上，当遇微振动时，活动气缸向下运动，仪器内部气压增大，气流通过节流阀片，由于阻尼的作用，消耗能量，提供一定的支持力；遇向上的拉力时，活动气缸向上运动，气压减小，由于节流阀片的阻尼作用，消耗能量，提供一部分的拉力。