一种可嵌套式碰撞阻尼器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种可嵌套式的碰撞阻尼器，耗能方式多样，在保留了原有耗能方式的基础上，加入摩擦层后，把摩擦耗能也引入为主要的耗能方式。并且有效的减小了碰撞过程中对系统的冲击，但又不会减小动量交换和碰撞所消耗的能量。嵌套后的颗粒碰撞阻尼器每一层的碰撞都可以消耗掉系统能量，并且可以根据实际的结构大小和形状自由添加或减少嵌套层数，使该阻尼器可以广泛应用于各种场合，其安装方便，结构简单，可以适应复杂的工作环境。
【专利说明】—种可嵌套式碰撞阻尼器
【技术领域】
[0001]本发明属于震动控制【技术领域】，具体涉及一种具有多种耗能方式的可嵌套式碰撞阻尼器。
【背景技术】
[0002]上个世纪中叶出现了以在机械结构外增加耗能装置来永久耗散振动结构能量的阻尼器。从此这种以外部耗能的被动控制阻尼器成为了研究的热点。碰撞阻尼器和颗粒阻尼器就为典型的外部耗能的被动控制阻尼器。
[0003]碰撞阻尼器经过了十几年的发展，应用已经十分广泛。但是，传统的碰撞阻尼建立在动量交换的基础上，在碰撞过程中只有少数的能量被耗散掉，大部分能量依然在主系统中传播，并且会对主系统产生冲击和产生大量的噪音。颗粒阻尼器主要以颗粒之间的相互碰撞造成的塑性变形甚至断裂来永久消耗主系统能量，具有良好的减振、隔振和抗冲击的综合特性，减振频带宽、综合特性基本不受环境条件的影响。但其耗能方式单一，内部运动规律复杂。后来，人们提出的将细小颗粒填充进碰撞阻尼器中，借用颗粒的缓冲来避免冲击和噪音，此外碰撞阻尼里的冲击器还可击打颗粒增加塑性变形，从而增加颗粒的塑性变形耗能。带有填充颗粒的碰撞阻尼在此类阻尼器的发展上取得了很大的进步。
[0004]然而，这种阻尼器的能耗机制依然主要局限于冲击耗能和塑性变形耗能，摩擦耗能主要是颗粒之间的运动，颗粒与颗粒之间又主要是点接触，摩擦并不充分，所以摩擦耗能并没有得到充分的利用，对于低频的振动减震效果不佳，依然会对主系统造成冲击。对于不同的机构需根据机构实际情况进行专门设计，通用性不强等主要缺点。
【发明内容】
[0005]针对现有的阻尼器的诸多缺陷，本发明提出一种可嵌套式的碰撞阻尼器。
[0006]本发明提供的一种带有可嵌套式的碰撞阻尼器，包括:冲击器，容纳所述冲击器的容纳部，以及容纳所述容纳部的嵌套单元；
[0007]其中，所述嵌套单元具有:至少一个的嵌套上盖，与所述嵌套上盖个数相等的嵌套下盖，以及与所述嵌套上盖个数相等的位于所述嵌套上盖内侧的嵌套上盖摩擦层和与所述嵌套下盖个数相等的位于所述嵌套下盖内侧的嵌套下盖摩擦层，所述嵌套上盖与所述嵌套下盖采用螺纹连接，
[0008]所述容纳部具有，容纳部上盖，容纳部下盖，以及位于容纳部上盖外侧的容纳部上盖摩擦层和位于容纳部下盖外侧的容纳部下盖摩擦层，所述容纳部上盖与所述容纳部下盖采用螺纹连接，
[0009]其中，所述嵌套上盖与所述嵌套下盖为外表面都突起的曲面，并且所述嵌套上盖与所述嵌套下盖所内表面的上下底面也为凸起的曲面。
[0010]进一步，本发明提供的碰撞阻尼器还可以具有这样的特征:其中，在所述螺纹连接处填充金属颗粒。[0011]发明作用与效果
[0012]综上所述，本发明提供的嵌套式颗粒碰撞阻尼器，其特征在于通过改变冲击器的形状和增加摩擦涂层把原来的以点接触的耗能方式改为面接触，加大了受力接触面积和摩擦系数以及正压力，使得摩擦耗能也被引入为主要的耗能方式。原来主要依靠冲击和塑性变形这两种方式耗能，而摩擦耗能并没有得到充分的利用。本发明改进为以冲击、塑性变形和摩擦三种主要方式耗能。并且通过改变冲击器的形状加入摩擦耗能后，有效减缓单次冲击对系统的影响，在使用一段时间后可以更换摩擦层，以保证阻尼器的使用寿命。
[0013]该嵌套式颗粒碰撞阻尼器还可以根据实际的情况通过嵌套改变阻尼器的大小，形状，减震能力等，并且可以批量生产不同尺寸的颗粒阻尼器，只需在实际的应用场合进行组装即可，其安装方便，结构简单，使用灵活，适应复杂的工作环境，可以广泛应用于各种场合。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明涉及的可嵌套式碰撞阻尼器在实施例中的结构示意图；
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。应理解的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0016]实施例
[0017]图1为本发明涉及的可嵌套式碰撞阻尼器在实施例中的结构示意图。
[0018]如图1所示，在本实施例中的一种可嵌套式碰撞阻尼器主要包括:原始冲击钢球；各嵌套层的上下盖；摩擦层；填充颗粒。
[0019]第一层冲击器[3]可直接选用IOmm的钢球，将上下端盖车出螺纹，使上下端盖用螺纹连接[2]。其中填充金属颗粒或其它易于产生塑性变形的粉末，其粒径为0.1mm左右，填充率为40%即可。把上下底面的内外侧加工为弧形，以增加塑性变形。安装好后，在外侧粘贴或填涂摩擦层，可选用表面粗糙的摩擦片或涂层。使用一段时间，摩擦层磨损，可再次粘贴一层，即可以多次使用。第二层容器可以在其内层粘贴或填涂摩擦层，然后把一层容器作为冲击器安装在其中，并填充粉末。在实际使用时，可以根据实际的情况和需要增加或减少层数。在确定阻尼器的大小和层数后，可以根据需要在减震的装置上添加安装槽或者在阻尼器外焊接所需要的安装零件进行安装。
[0020]冲击器的顶面和底面均为内外表面都突起的曲面，这样在冲击时会因碰撞产生弹性变形，增加能量的消耗，并且可以缩短碰撞时间，提高能量交换的效率和在碰撞过程中消耗的能量。
[0021]这种可嵌套式颗粒碰撞阻尼器的容器内、外壁中加入的摩擦层，可以使其在运动过程中最大限度的摩擦，并且有效的减小了碰撞过程中对系统的冲击，但又不会减小动量交换和碰撞所消耗的能量。在使用一段时间后可以更换摩擦层，以保证阻尼器的使用寿命。
[0022]实施例的作用与效果
[0023]本发明公开一种嵌套式颗粒碰撞阻尼器。其特征在于通过改变冲击器的形状和增加摩擦涂层把原来的以点接触的耗能方式改为面接触，加大受力接触面积，摩擦系数以及正压力，将摩擦耗能也引入为主要的耗能方式，增加了耗能方式。嵌套结构的碰撞阻尼器能有效分散单次冲击的强度，减小冲击器对系统的影响，同时每一层的碰撞都可以消耗掉系统能量。并且本发明可以根据实际需要自由添加或减少嵌套层数，其安装方便，结构简单，使用灵活，使得该阻尼器可以广泛应用于各种场合，尤其适用于适应复杂的工作环境。
[0024]综上所述，本发明在传统的碰撞阻尼器中加入了摩擦耗能，增加了系统的能量耗散方式减缓了其对系统的冲击。采用了嵌套的方式来组合阻尼器，可以根据实际的需要改变阻尼器的大小，增加能量耗散，节省空间，确定不同型号后可以批量生产。在圆柱形的冲击器端面设计为弧形，在冲击器冲击过程中冲击器会产生塑性变形和减少碰撞时间，减缓对系统的冲击。阻尼器安装方便，适应复杂的工作环境，减震频带宽，对系统的冲击小，可靠性好，并可以在磨损后多次重复使用，经济性强等优点。
【权利要求】
1.一种可嵌套式的碰撞阻尼器，其特征在于，包括: 冲击器，容纳所述冲击器的容纳部，以及容纳所述容纳部的嵌套单元； 其中，所述嵌套单元具有:至少一个的嵌套上盖，与所述嵌套上盖个数相等的嵌套下盖，以及与所述嵌套上盖个数相等的位于所述嵌套上盖内侧的嵌套上盖摩擦层和与所述嵌套下盖个数相等的位于所述嵌套下盖内侧的嵌套下盖摩擦层，所述嵌套上盖与所述嵌套下盖采用螺纹连接， 所述容纳部具有，容纳部上盖，容纳部下盖，以及位于容纳部上盖外侧的容纳部上盖摩擦层和位于容纳部下盖外侧的容纳部下盖摩擦层，所述容纳部上盖与所述容纳部下盖采用螺纹连接， 其中，所述嵌套上盖与所述嵌套下盖为外表面都突起的曲面，并且所述嵌套上盖与所述嵌套下盖所内表面的上下底面也为凸起的曲面。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于: 其中，在所述螺纹连接处填充金属颗粒。
【文档编号】F16F7/08GK103453063SQ201210508920
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年12月3日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】杜妍辰, 刘喆, 吴小乐, 周燕瑜 申请人:上海理工大学