[实用新型]一种新型的高静低动刚度的分段线性隔振器

说明书

技术领域

本实用新型属于结构振动噪声控制领域，尤其涉及一种新型的高静低动刚度的分段线性隔振器。

背景技术

振动隔离是具有悠久发展历史和广泛工程应用的减振措施，目前使用最为广泛的是线性隔振器。在振动隔离技术中，减小隔振器刚度是提高隔振效果的一般方法，但隔振器刚度不可以无限制降低，因为过于柔软的隔振器受机器重力作用将出现很大的静变形量，使系统稳定性变差。理想的隔振装置应具有高的静刚度和低的动刚度，高的静刚度是保证系统安装精度和稳定性的必要措施，尽可能低的动刚度才能保证尽可能高的隔振效果。

鉴于低频隔振一直是比较困难的问题，为了提高隔振效果，一些非线性隔振器，如空气弹簧、钢丝绳隔振器等，在工程实际中的应用越来越广泛。一般认为，非线性隔振器可以实现比线性隔振器更低的固有频率。近年来在非线性隔振器技术的一些研究报道中，提及了一种负刚度机制，通过设计正负刚度并联的非线性隔振器，实现高静低动刚度隔振机理。例如，由斜向布置的薄壁梁和竖直弹簧并联组成一种正负刚度并联的弹性机构；或将一个机械弹簧与一对磁性弹簧并联，当隔振对象偏离静平衡位置时，由磁性弹簧提供负刚度机制。这些正负刚度并联隔振器设计可以降低隔振器的基频，从而改善中、低频的隔振效果。但是这种隔振器的缺点是在静平衡位置的稳定性差，外界载荷的变化可能使系统大幅度偏离平衡位置，因而不适用于对稳定性有严格要求的场合，如有发动机轴对中要求的系统。

当前非线性隔振器设计普遍存在一些问题：(1)在静平衡位置的稳定性差，外界载荷的变化可能使系统大幅度偏离平衡位置；(2)在低频阶段的隔振效果不好。

实用新型内容

为了解决现有技术的缺点，本实用新型提供一种新型的高静低动刚度的分段线性隔振器，该分段线性隔振器能够实现高的静刚度和低的动刚度性能要求，从而达到既保证静平衡位置稳定性，又有效提高低频隔振效果的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型的高静低动刚度的分段线性隔振器，包括上段弹簧、中间段弹簧和下段弹簧三段串联的弹簧；

当隔振对象安装在所述分段线性隔振器的上方时，上段弹簧产生静压缩量，中间段弹簧处于预压缩状态产生预压缩量，且预压缩量大于隔振对象重量，下段弹簧处于预拉伸状态产生预拉伸量，且预拉伸量也大于隔振对象重量。

所述上段弹簧、中间段弹簧和下段弹簧均为线性弹簧，其刚度分别为K₁、K₂和K₃。

所述中间段弹簧的刚度K₂与下段弹簧的刚度K₃相等。

所述分段线性隔振器包括三种工作状态：

当隔振对象安装在所述分段线性隔振器的上方，上段弹簧产生静压缩量，此时分段线性隔振器处于静平衡工作状态，其刚度值k₁＝K₁；

当隔振对象产生振动时，向下的交变激励与隔振对象重力之和大于中间段弹簧的预压缩量时，隔振器处于压缩工作状态，其刚度值k₂满足：

1k2=1K1+1K2]]>且k₂＜k₁；

当隔振对象产生振动时，向上的交变激励与隔振对象重力之差大于下段弹簧的预拉伸量时，隔振器处于拉伸工作状态，其刚度值k₃满足：