一种减振器及其设计方法

本发明涉及减振
技术领域：
，具体是一种减振器及其设计方法。
背景技术：
：近年来，橡胶减振器作为减振器的一种被广泛应用各种场景，由于橡胶减振器将橡胶材料的高阻尼特性和金属材料的高刚度特性结合在一起，解决了普通材料难以满足的特性；能消除动力件的运转换向噪声问题。现有的减振器要么是隔振性能高，结构可靠性好，但是其结构对外部环境的适应性却很差；要么是结构复杂的减振器，能够适用于复杂载荷工况，具有多个方向的减振性能，但是结构的稳定性和可靠性很差。需要设计一种减振器，适用于苛刻外部环境和复杂载荷工况，有轴向隔振、减振需求的机构，可有效减少冲击载荷和随机载荷对元器件的损伤与破坏。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种减振器及其设计方法，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种减振器，所述减振器包括端盖组件和中间部分，所述端盖组件具有固定部和沿固定部的中心轴方向运动设定距离的活动部，所述中间部分设置在固定部与活动部之间，中间部分弹性支撑活动部，且中间部分的额定形变量大于活动部可运动的设定距离。作为本发明进一步的方案：所述端盖组件包括顶部端盖和底部端盖，所述顶部端盖和底部端盖的侧部分别设有相互套接的连接件，所述顶部端盖的连接件具有活动部，底部端盖的连接件具有固定部。作为本发明再进一步的方案：所述的相互套接的连接件的连接处设有一个或多个滑动配合的限位件。作为本发明再进一步的方案：所述限位件包括安装在顶部端盖的连接件上的螺栓和开设在底部端盖的连接件上的限位槽。作为本发明再进一步的方案：所述顶部端盖的中部设有支撑孔与底部端盖的中部设有的支撑套弱间隙配合，支撑套用于支撑孔的径向力，并限制活动部在其径向方向的运动距离。作为本发明再进一步的方案：所述中间部分包括多个层叠安装在固定部与活动部之间的弹簧件，所述弹簧件和端盖组件的材料均为金属材料。作为本发明提供的另一个技术方案：一种减振器设计方法，包括以下步骤：设定减振器的额定载荷，根据额定载荷计算端盖组件的活动部的额定位移量；根据额定位移量设定中间部分的最大位移量，其中，最大位移量大于额定位移量；校核端盖组件、中间部分的强度、刚度和弹性形变；选定端盖组件的材料，由材料机械加工制成端盖组件，对中间部分选型；装配端盖组件和中间部分。作为本发明进一步的方案：所述端盖组件的活动部与固定部的连接处设有限位件，所述的选定端盖组件的材料之前，对限位件进行选型。作为本发明再进一步的方案：所述中间部分包括多个层叠安装在固定部与活动部之间的弹簧件。作为本发明再进一步的方案：所述弹簧件的材料为弹簧钢或合金弹簧钢。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将减振器包括的端盖组件和中间部分均设计为金属结构，使得减振器能适用于苛刻外部环境和复杂载荷工况，具有轴向隔振、减振需求的机构性能，可有效减少冲击载荷和随机载荷对安装有减振器的元器件的损伤与破坏。附图说明图1为本发明实施例中减振器的剖面结构示意图。图2为本发明实施例中减振器的结构示意图。图3为本发明实施例中顶部端盖的结构示意图。图4为本发明实施例中顶部端盖的侧视示意图。图5为图4中a-a向的剖面结构示意图。图6为本发明实施例中底部端盖的结构示意图。图7为本发明实施例中底部端盖的俯视示意图。图8为本发明实施例中底部端盖的侧视示意图。图9为图8中b-b向的剖面结构示意图。图10为本发明实施例中碟簧的结构示意图。图11为本发明实施例中减振器的载荷-位移曲线图。图12为本发明实施例中减振器的刚度-位移曲线图。图13为本发明实施例中碟簧的应力-位移曲线图。附图中：1、顶部端盖；101、外连接套；102、螺纹孔；103、支撑孔；2、碟簧；3、螺栓；4、底部端盖；401、内连接套；402、限位槽；403、支撑套。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。请参阅图1-10，本发明实施例中，一种减振器，所述减振器包括端盖组件和中间部分，所述端盖组件具有固定部和沿固定部的中心轴方向运动设定距离的活动部，所述中间部分设置在固定部与活动部之间，中间部分弹性支撑活动部，且中间部分的额定形变量大于活动部可运动的设定距离。所述端盖组件包括顶部端盖1和底部端盖4，所述顶部端盖1和底部端盖4的侧部分别设有相互套接的连接件，分别为外连接套101、内连接套401，外连接套101与顶部端盖1、内连接套401和底部端盖4采用焊接成型；所述顶部端盖的连接件具有活动部，底部端盖的连接件具有固定部。所述的相互套接的连接件的连接处设有一个或多个滑动配合的限位件。具体的是所述限位件设有呈圆周分布的四个。所述限位件包括安装在顶部端盖的连接件上的螺栓3和开设在底部端盖的连接件上设有的螺纹孔102的限位槽402。所述顶部端盖1的中部设有支撑孔102与底部端盖4的中部设有的支撑套403弱间隙配合，支撑套403用于支撑孔103的径向力，并限制活动部在其径向方向的运动距离。所述中间部分包括多个层叠安装在固定部与活动部之间的弹簧件，所述弹簧件和端盖组件的材料均为金属材料，所述弹簧件可以是碟簧2，多个碟簧层叠安装在顶部端盖1与底部端盖4之间，且位于支撑孔103与内连接套401之间的空隙。请参阅图1、2，本发明的另一个实施例中，一种减振器设计方法，包括以下步骤：设定减振器的额定载荷，根据额定载荷计算端盖组件的活动部的额定位移量；根据额定位移量设定中间部分的最大位移量，其中，最大位移量大于额定位移量；校核端盖组件、中间部分的强度、刚度和弹性形变；选定端盖组件的材料，由材料机械加工制成端盖组件，对中间部分选型；装配端盖组件和中间部分。如图3-9所示，所述端盖组件包括顶部端盖1和底部端盖4，所述顶部端盖1和底部端盖4的侧部分别设有相互套接的连接件，分别为外连接套101、内连接套401，外连接套101与顶部端盖1、内连接套401和底部端盖4采用焊接成型；所述顶部端盖的连接件具有活动部，底部端盖的连接件具有固定部；所述端盖组件的活动部与固定部的连接处设有限位件，具体的是限位件包括安装在顶部端盖的连接件上的螺栓3和开设在底部端盖的连接件上设有的螺纹孔102的限位槽402；所述的选定端盖组件的材料之前，对限位件进行选型。如图10所示，所述中间部分包括多个层叠安装在固定部与活动部之间的弹簧件，所述弹簧件可以是碟簧2，碟簧2的材料为弹簧钢或合金弹簧钢。设计过程：各部件均为全金属结构,经过原材料加工、装配成型。适用于-50～60℃温度环境，适用于复杂的交变/随机载荷工况条件；减振器的额定载荷由性能参数体现，其主要性能参数：表1为减振器主要性能参数类别数值备注质量的等效刚度12.94kn/mm设计行程3.20mm剩余行程1.42mm螺栓预紧力24.00kn螺栓预紧扭矩72.00kn*mm如图11、12所示，减振器的位移在设计的范围内，采用全金属设计，适应温度区间大，适用于苛刻外部环境和复杂载荷工况，有轴向隔振、减振需求的机构，可有效减少冲击载荷和随机载荷对元器件的损伤与破坏。螺栓连接强度校核(1)、紧螺栓轴向受载校核当柜体方位竖直向下时,安装螺栓组承受的轴向拉力达到极大值,单个螺栓承受的载荷可表示为式1：f0＝fp+μ*fex其中：f0为螺栓总载荷，fp为螺栓预紧力，fez为单个螺栓外载荷；μ为相对刚度，取0.97；ξ为载荷不均系数，取1.5；f为螺栓组承受的总载荷，是2450n；n为螺栓个数，n＝4；根据第四强度理论，当量应力σ满足如下式2：其中：d为螺栓小径；[σ]为螺栓许用应力，sa为安全系数。将参数带入到式1和式2得到得到考虑轴向拉伸引起的螺栓形变为7.11e-4mm，被连接件不会分离。所以，该螺栓组满足轴向拉伸强度要求。(2)、紧螺栓轴向受载校核当柜体方位呈水平时,螺栓连接结构承受的横向载荷达到极大值,此时容易发生滑移故障。为避免被连接件出现滑移,需满足下式3其中：kf为为可靠性系数，考虑动载荷工况取6.5；fa为螺栓组承受最大横向载荷；f为接触面摩擦系数，取f＝0.18；m为接触面数，取m＝1；各参数带入式3得到而2.400e4≥2.211e4所以，该螺栓组满足横向不滑移条件要求。碟簧强度校核如图10、13所示，由计算式和图可知得到碟簧应力-位移曲线，预紧载荷作用下，减振器的位移量1.782mm，小于碟簧设计最大位移量3.2mm，om位置的应力为878.91mpa，ii位置和iii位置应力分别为971.49mpa和819.66mpa，均小于碟簧常用材料60si2mna或50crva的许用应力。因此，该减振器用碟簧满足设计要求；需要说明的是，计算式如下：式中:keq——蝶形弹簧刚度，σom，σi，σii，σiii，σiv——蝶形弹簧关键位置点的应力。本发明的工作原理：所述端盖组件包括顶部端盖1和底部端盖4，将包括中间部分、顶部端盖1和底部端盖4的减振器安置与元器件和安装基面之间，外部对顶部端盖1或底部端盖4的压力，通过顶部端盖1和底部端盖4之间的中间部分进行减振，进而减小顶部端盖1或底部端盖4传递至元器件的受力，达到减振效果。本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本
技术领域：
中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。当前第1页12