一种减振缓冲结构及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种减振缓冲结构及其应用，该结构采用叠层梁的方式构成弹簧，两层梁之间通过在一定位置设置梁间连接部件构成叠层梁，梁间连接部件在相邻的层间交错分布，梁的外形、尺寸、叠层数目可根据刚度要求设置。与现有技术相比，本发明中的减振结构为一种叠合梁组成的弹簧结构，利用梁结构的变形能力实现减震缓冲作用，对材料的要求低，使很多材料均能应用于缓冲结构，而不不局限于泡沫材料，而且制作简单、可循环利用。
【专利说明】一种减振缓冲结构及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种减振缓冲装置，尤其是涉及一种减振缓冲结构及其应用。
【背景技术】
[0002]家用电器、电脑、精密仪器、设备在出厂运输和搬运过程中会遇到冲击碰撞、路面颠簸而产生振动，这些荷载普遍存在，对器件的破坏也是严重的。当前，家电在运输装卸过程中存在损坏而返厂的情况，对厂家造成巨大的损失。为降低这种运输和装卸过程产生的损坏，厂家会投入大量资金来降低损失，当前通用的包装材料是泡沫，利用泡沫的良好抗冲击性能来保护器件。但泡沫材料的整体刚度较大，对器件的保护作用有限，目前的返厂电器较多依旧没有很大改观，并且泡沫很难回收利用。
[0003]减振器是可用于替代泡沫的减振产品，目前的减振器大多为一钢制弹簧加相互嵌套的管，这两个嵌套的管子一方面起限定相对位移的作用，一方面起粘性耗散作用，即吸收冲击或振动的能量的作用。这类减振器广泛应用于汽车、摩托车、电动车、自行车的需要减振的区域，但其外形限制了其应用，在家用电器、电脑、精密仪器、设备的缓冲器件很难直接应用。因其制作过程复杂，其成本较高。
[0004]近年来，工程塑料应用范围不断扩大，比如玻纤改性塑料。使用塑料后，制件可采用注塑工艺制作，生产效率大大提高，如应用与缓冲结构上，生产效能将快速满足缓冲减振市场的需求。但使用增前纤维后，材料的韧性大大降低，这为使用工程塑料作为缓冲器材料带来难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供整体刚度小、可循环利用、制作简单、可使用工程塑料的减振缓冲结构。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种减振缓冲结构，该结构为由叠层梁的方式构成的弹簧，各层梁之间通过梁间连接部件连接，相邻层的梁间连接部件的位置呈交错分布。
[0008]该结构的各层由相互独立、首尾连接或相互交叉的梁连接构成。
[0009]所述的梁为直梁、弯梁或变宽度梁。
[0010]设置在各层梁之间的梁间连接部件按一定间距设置，优选设置在等分梁长度的位置。
[0011]相邻层间的梁间连接部件交错布置，优选相互等间距设置。
[0012]相互等间距设置的梁间连接部件位于相邻层的梁间连接部件的中心位置。
[0013]所述的梁间连接部件的横截面为方形、圆形、封闭曲线形或环形。
[0014]所述的梁截面形心惯性矩在两个梁间连接之间渐变，成等弯矩设计。
[0015]该结构使用工程塑料为材料，采用注塑工艺制作。
[0016]减振缓冲结构的应用，该减振缓冲结构可以用作家用电器、电脑、精密仪器、设备包装使用的减振缓冲结构。
[0017]与现有技术相比，本发明采用层叠梁的方式，使用梁的结构变形替代材料变形，使得器件整体刚度低于泡沫材料，且方便回收再利用。制作过程简单，梁和支撑结构外形简单，无需制作弹簧那种复杂过程。因结构变形替代了材料变形，使得工程塑料也可以应用于该结构制作。另外，本发明使用注塑工艺可大幅提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为实施例1中本发明的结构示意图；
[0019]图2为实施例1中本发明的结构和聚氨酯泡沫模拟结果示意图；
[0020]图3为实施例2中本发明的结构示意图；
[0021]图4为实施例2中本发明的结构和聚氨酯泡沫模拟结果示意图；
[0022]图5为实施例3中本发明的结构示意图；
[0023]图6为实施例3中本发明的结构和聚氨酯泡沫模拟结果示意图；
[0024]图中I为单个梁、2为梁间连接、3为相同层梁间连接的间距、4为相邻层梁间连接的间距、5为计算机模拟所得的使用聚氨酯泡沫缓冲的反弹力-时间曲线、6为计算机模拟所得的使用本发明的反弹力-时间曲线、7为反弹力峰值区域
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0026]实施例1
[0027]—种应用本发明的减振缓冲结构，其结构如图1所示，其计算机模拟所得反弹力-时间曲线与相同情况下聚氨酯泡沫模拟结果的对比如图2所示。单层梁101首尾相连构成封闭框，两层之间使用梁间连接部件102支撑两层梁，单层的梁间连接间距设计为等间距，相邻层梁间连接的间距平分单层梁间连接。采用本结构可设计为电脑机箱的减振缓冲结构，为对比该结构优势，设计平面尺寸380*160mm2的尺寸，梁截面为10*4mm2，四层梁设置，梁间支撑间距40mm ;材料参数使用普通工程塑料，密度1.29g/cm3,弹性模量6500MPa。聚氨酯泡沫尺寸400*200*30mm3，材料参数为:密度0.0925g/cm3,弹性模量13.22MPa (见参考文献《双模量泡沫材料等效弹性模量细观力学估算方法》南京航空航天大学学报2006.8)。工况设置为:机箱重量5Kg，从0.5m下落。采用计算机模拟所得反弹力_时间曲线如图2所示。可见，相同设置下，聚氨酯泡沫结构对机箱的反弹力-时间曲线103中反弹力幅值大且变化剧烈，而应用本发明结构所的反弹力-时间曲线104中的反弹力幅值105小且变化较缓慢，对电脑机箱的缓冲保护作用明显优于泡沫。
[0028]实施例2
[0029]一种应用本发明的减振缓冲结构，其结构如图3所示。该减振缓冲结构可应用于圆形底部的器件的减振缓冲，如空调压缩机。根据实际保护器件的外形，将梁设计为封闭圆环1，两个圆环之间通过梁间连接2支撑，可设计为方形截面后倒圆处理。梁间连接将圆环分割成弯梁，将圆环12等分，相邻的梁间连接交错放置，彼此相互等分。为对比该结构优势，设计平面尺寸外圈直径132_，梁截面为6*6_~2，四层梁设置，梁间支撑将圆周12等分；聚氨酯泡沫尺寸直径为142mm、高28mm。材料参数与实例I相同。工况设置为:空调压缩机重10敁，从0.5!11下落。采用计算机模拟所得反弹力-时间曲线如图4所示。可见，相同设置下，聚氨酯泡沫结构对机箱的反弹力-时间曲线5中反弹力幅值大，而应用本发明结构所的反弹力-时间曲线6中的反弹力较小，对压缩机的缓冲保护作用优于泡沫。
[0030]实施例3
[0031]一种应用本发明的减振缓冲结构，其结构如图5所示。该减振缓冲结构可应用于方形底部的器件的减振缓冲，如洗衣机、空调、电冰箱、精密仪器。根据实际保护器件的外形，将整体结构设计为方形，单层的梁I之间相互交叉，相邻两层通过设置梁间连接2来支撑两层，梁间连接等距离分布，分别设置与梁交叉点或交叉点中点。为对比该结构优势，设计平面尺寸外圈直径740*740mnT2，梁截面为30*5mnT2，四层梁设置，梁间支撑距离88.75mm。支撑尺寸30*30*15mnT3，等间距布置；聚氨酯泡沫尺寸760*760*30mm~3。材料参数与实例I相同。工况设置为:洗衣机重20敁，从0.5!11下落。采用计算机模拟所得反弹力-时间曲线如图6所示。可见，相同设置下，聚氨酯泡沫结构对洗衣机的反弹力-时间曲线5中反弹力幅值很大，而应用本发明结构所的反弹力-时间曲线6中的反弹力很小，对洗衣机的缓冲保护作用优于泡沫。
[0032]实施例4
[0033]一种减振缓冲结构，该结构为由叠层梁的方式构成的弹簧，弹簧的各层由首尾连接的梁连接组成。本实施例中采用的梁为变宽度梁。各层梁之间通过梁间连接部件连接，相邻层的梁间连接部件的位置呈交错分布。本实施例中梁间连接部件位于相邻层间梁的中心位置，梁间连接部件的横截面为封闭曲线形状，梁截面形心惯性矩在两个梁间连接之间可渐变，成等弯矩设计。
[0034]该种减振缓冲结构使用工程塑料为材料，采用注塑工艺制作，可以作为家用电器、电脑、精密仪器、设备包装使用的
[0035]实施例5
[0036]一种减振缓冲结构，该结构为由叠层梁的方式构成的弹簧，弹簧的各层由相互交叉的梁连接组成。本实施例中采用的梁为直梁。各层梁之间通过梁间连接部件连接，相邻层的梁间连接部件的位置呈交错 分布。本实施例中梁间连接部件位于相邻层间梁的中心位置，梁间连接部件的横截面为环形，梁截面形心惯性矩在两个梁间连接之间可渐变，成等弯矩设计。
[0037]该种减振缓冲结构使用工程塑料为材料，采用注塑工艺制作，可以作为家用电器、电脑、精密仪器、设备包装使用的减振缓冲结构。
【权利要求】
1.一种减振缓冲结构，其特征在于，该结构为由叠层梁的方式构成的弹簧，各层梁之间通过梁间连接部件连接，相邻层的梁间连接部件的位置呈交错分布。
2.根据权利要求1所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，该结构的各层由相互独立、首尾连接或相互交叉的梁连接构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，所述的梁为直梁、弯梁或变宽度梁。
4.根据权利要求1所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，设置在各层梁之间的梁间连接部件按一定间距设置，优选设置在等分梁长度的位置。
5.根据权利要求1所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，相邻层间的梁间连接部件交错布置，优选相互等间距设置。
6.根据权利要求5所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，相互等间距设置的梁间连接部件位于相邻层的梁间连接部件的中心位置。
7.根据权利要求1所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，所述的梁间连接部件的横截面为方形、圆形、封闭曲线形或环形。
8.根据权利要求1所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，所述的梁截面形心惯性矩在两个梁间连接之间渐变，成等弯矩设计。
9.根据权利要求1所述的一种减振缓冲结构，其特征在于，该结构为工程塑料通过注塑工艺制备而成。
10.如权利要求1-9中任一项所述的减振缓冲结构的应用，其特征在于，该减振缓冲结构可以用作家用电器、电脑、精密仪器、设备包装的减振缓冲结构。
【文档编号】B65D81/133GK103910137SQ201310001265
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月4日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】杨桂生, 王东 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司