加速器的组合隔振器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种加速器的组合隔振器，安装于加速器的磁铁与支架之间，包括：法兰盘顶盖、壳体、底盖、连接柱、碟形弹簧组与金属橡胶；法兰盘顶盖能组装于磁铁底面上；壳体以底部能组装于支架顶面上；底盖固定于壳体底部，底盖中部面向法兰盘顶盖方向延伸凸出，形成一容置部，容置部内部形成容置空间，容置部顶部具有供连接柱穿组的中心孔；连接柱固定连接于法兰盘顶盖，连接柱另一端穿过中心孔固定于容置空间中的金属橡胶中；碟形弹簧组套装在容置部外，碟形弹簧组顶部抵住法兰盘顶盖，底部抵住底盖。提供了一种小尺寸、高承载、抗疲劳、防辐射和小蠕变量的加速器的组合隔振器。
【专利说明】加速器的组合隔振器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隔振技术，尤指一种小尺寸、高承载、抗疲劳、防辐射和小蠕变量的加速器的组合隔振器。
【背景技术】
[0002]加速器领域大多数装置都要考虑隔振问题，中国散裂中子源(CSNS)中的快循环同步加速器(RCS)的二极磁铁是带直流偏置、重复频率为25Hz的谐振电源激磁，运行时会产生严重的振动问题。中国散裂中子源主要考虑主动减振问题，由于其设备较重(单个磁铁重达25吨)，并且束流和支架高度的限制，预留给隔振器的安装高度只有70mm，现有的隔振器产品很难达到这种小尺寸高承载的技术要求。同时，中国散裂中子源设备实际安装工作环境具有很强的辐射，磁铁隔振器设计的总体要求应满足“安全、可靠、稳定、长寿命，尽量少维护或免于维护”等基本设计原则，并满足试验测试的要求和指标，然而现有的很多隔振器都难以达到抗辐射的要求。
[0003]现有的产品在这种很小的高度下，很难实现这种高达25吨的高承载技术要求，以及产品在高承载条件下的抗疲劳性能；现有的设备很少具有抗击加速器领域设备辐照的性能；同时由于加速器束流的特定高要求，设备对位置度以及蠕变量要求很高，现有的螺旋弹簧型隔振器很难达到中国散裂中子源的总体要求。
实用新型内容
[0004]为解决现有技术存在的问题，本实用新型要提供一种小尺寸、高承载、抗疲劳、防辐射和小蠕变量的加速器的组合隔振器。
[0005]一种加速器的组合隔振器，安装于加速器的磁铁与支架之间，包括:法兰盘顶盖、壳体、底盖、连接柱、碟形弹簧组与金属橡胶；所述法兰盘顶盖能组装于所述磁铁底面上；所述壳体能以底部组装于所述支架顶面上；所述底盖固定于所述壳体底部，所述底盖中部面向所述法兰盘顶盖方向延伸凸出，形成一容置部，所述容置部内部形成容置空间，所述容置部顶部具有供所述连接柱穿组的定位孔；所述连接柱固定连接于所述法兰盘顶盖，所述连接柱另一端穿过定位孔固定于所述容置空间中的金属橡胶中；所述碟形弹簧组套装在所述容置部外，所述碟形弹簧组顶部抵住所述法兰盘顶盖，底部抵住所述底盖。
[0006]本实用新型将金属橡胶设置在隔振器中部作为阻尼，同时将碟形弹簧组布置在容置金属橡胶的容置部外周，不仅可减少轴向尺寸，还可将碟形弹簧组的支撑力和金属橡胶的阻尼力形成即同轴又同高度。能实现最佳的力耦合，以便于提高隔振效率。
[0007]根据上述构思，所述法兰盘顶盖底面上固定一个推盘，所述推盘呈环状，所述法兰盘顶盖通过所述推盘压抵所述碟形弹簧组。
[0008]根据上述构思，所述壳体具有圆形法兰部和圆柱形壳部，所述壳部由所述法兰部面向所述法兰盘顶盖方向延伸而成，所述壳部顶端向内延伸形成壳肩，所述碟形弹簧组位于所述壳部内；所述推盘在上部形成颈部，所述颈部限位于所述壳肩中能轴向活动。[0009]根据上述构思，所述壳体具有法兰部和壳部，所述法兰部固定于所述支架顶面上，所述壳部由所述法兰部面向所述法兰盘顶盖方向延伸而成，所述壳部顶端向内延伸形成壳肩，所述碟形弹簧组位于所述壳部内；所述推盘在上部形成颈部，所述颈部限位于所述壳肩中能轴向活动。
[0010]根据上述构思，所述法兰盘顶盖底面形成一个凸台，所述凸台外径与所述推盘颈部外径相同。
[0011]根据上述构思，所述连接柱邻近底端部位形成一定位环，所述定位环外径大于所述中心孔，所述金属橡胶分为上垫片和下垫片；所述上垫片套组于所述连接柱，位于所述定位环与所述容置部前端面之间；所述下垫片套组于所述连接柱，位于所述定位环与所述容置部底面之间。
[0012]根据上述构思，还有一个底端锁盖螺接于所述容置部底面，在底部封闭所述容置空间。
[0013]根据上述构思，所述碟形弹簧组中具有至少两个碟形弹簧。
[0014]根据上述构思，所述碟形弹簧组是多个对合或叠合方式配置的碟形弹簧。
[0015]根据上述构思，所述碟形弹簧组是多个叠合和对合方式复合配置的碟形弹簧。
[0016]根据上述构思，所述碟形弹簧在内外圆周端面加工有支承面，所述支承面宽度为碟形弹簧外径的1/150。
[0017]根据上述构思，所述下垫片与所述底端锁盖之间还设有一个环形金属垫片。
[0018]根据上述构思，所述底端锁盖上开设有多个绕圆心的通孔。
[0019]根据上述构思，所述壳体法兰部底部绕圆心形成一圈环槽，所述环槽深度与所述底盖厚度相同，所述底盖间隔开设有多个阶梯孔，多个螺栓穿组于所述阶梯孔中，将所述底盖固定在所述壳体法兰部底部。
[0020]根据上述构思，所述连接柱上部的外周上设有外螺纹，所述法兰盘顶盖中心开设有螺孔，所述连接柱螺接于所述法兰盘顶盖。
[0021]根据上述构思，所述连接柱底端面上开设一个过圆心的横槽。
[0022]根据上述构思，所述法兰盘顶盖外周上开设多个U形开孔，多个螺栓可借此将法兰盘顶盖固定于所述磁铁底面上；所述壳体法兰部外周上开设多个U形开孔，多个螺栓可借此将所述壳体固定于所述支架顶面上；这种方式可便于隔振器的快速安装与拆卸。
[0023]根据上述构思，所述底盖容置部顶面至所述法兰盘顶盖底面的距离，大于所述壳体顶面至所述法兰盘顶盖底面的距离。
[0024]本实用新型相较于现有技术的有益效果在于:利用碟形弹簧来承载主要载荷，中心则由金属橡胶来提供主要阻尼，在尺寸尽量小的情形下，仍可承载较高载荷，并且抗疲劳性更好，金属橡胶相对其它材料更耐辐射。碟形弹簧具有较小的蠕变量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型加速器的组合隔振器侧视结构示意图；
[0026]图2为沿图1中A-A线的剖视图；
[0027]图3为本实用新型加速器的组合隔振器俯视结构示意图；
[0028]图4为本实用新型加速器的组合隔振器立体图；[0029]图5A-5C为本实用新型隔振器的碟形弹簧组三种实施方式示意图；
[0030]图6为本实用新型隔振器的有支承面碟形弹簧片的结构示意图；
[0031]图7为应用本发明隔振器后，在二极磁铁25Hz的激振时，二极磁铁一侧与隔振后支架侧振动数据对比图；
[0032]图8为应用本发明隔振器后，在二极磁铁50Hz的激振时，二极磁铁一侧与隔振后支架侧振动数据对比图；
[0033]图9为应用本发明隔振器后，在二极磁铁75Hz的激振时，二极磁铁一侧与隔振后支架侧振动数据对比图。
【具体实施方式】
[0034]体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0035]本实用新型一种加速器的组合隔振器10，安装于快循环同步加速器的上部二极磁铁底面与底部支架之间，以减少二极磁铁的振动传递至支架。如图1、图2所示，隔振器10可包括:法兰盘顶盖1、推盘2、壳体3、底盖4、连接柱5、碟形弹簧组6与金属橡胶7。
[0036]如图1至图3所示，法兰盘顶盖I能组装于快循环同步加速器的二极磁铁底面上；钢质的法兰盘顶盖I呈圆盘形，法兰盘顶盖I外周上可开设多个U形开孔11，U形开孔11侧边向外开放，可供螺栓12从外侧滑入。磁铁底面上也具有相对应的螺孔，利用多个螺栓12可将法兰盘顶盖I快速固定于磁铁底面上。法兰盘顶盖I中心开设一个贯通的螺孔14。法兰盘顶盖I底面上最好还形成一个同圆心的凸台13，凸台13正面可间隔开设多个盲孔形式的螺孔。
[0037]如图2所示，推盘2通过沉头螺栓固定在法兰盘顶盖I凸台13上，推盘2呈圆环体状，推盘2在上部以外侧凹入形成颈部21，下部则形成外径更大的压盘22。法兰盘顶盖I的凸台13外径与推盘2颈部外径相同，在压盘22和法兰盘顶盖I盘体之间形成一个活动间隔。法兰盘顶盖I可通过推盘2压抵碟形弹簧组6。
[0038]如图2所示，壳体3是一个有颈法兰盘，以底部平面组装于支架顶面上。本具体实施例中，壳体3具有法兰部31和壳部32，法兰部31可通过螺栓35固定于支架顶面上，壳部32由法兰部31面向法兰盘顶盖I方向延伸而成，壳部32顶端向内延伸形成壳肩33，碟形弹簧组6可组装于壳部32内部。壳肩33在推盘2的颈部21和凸台13组成的活动间隔中，能轴向活动，以此限位法兰盘顶盖I和壳体3，组成一个可轴向滑动配合的隔振器外壳。并且，壳体3法兰部31外周上同样可开设多个U形开孔11，多个螺栓35可借此将壳体3固定于支架顶面上；这种方式可便于隔振器的快速安装与拆卸。壳体3法兰部31底部呈开放状，且绕法兰部31圆心形成一圈环槽34。
[0039]如图2所示，底盖4是一个碟状钢件，固定于壳体3底部环槽34中，底盖4中部面向法兰盘顶盖I方向延伸凸出，形成一底部开口的圆筒形容置部41，容置部内部形成容置空间40，容置部41顶部具有供连接柱5穿组的中心孔42。底盖4容置部41顶面至法兰盘顶盖I底面的距离，大于壳体3顶面至法兰盘顶盖I底面的距离，以防止运作时底盖4容置部41与法兰盘顶盖I发生干涉。[0040]法兰部31的环槽34深度与底盖4厚度相同，底盖4边缘间隔开设有多个阶梯通孔，多个螺栓穿组于阶梯通孔中，将底盖4固定在壳体3法兰部31底部。还有一个底端锁盖43通过外螺纹螺接于容置部41底面形成的内螺纹孔中，在底部封闭容置空间40，同时还可通过底端锁盖43可调整地压紧金属橡胶7，以达到需要的阻尼量。底端锁盖43上开设有多个绕圆心的通孔431，以方便利用工具将底端锁盖的锁紧。
[0041]如图2所示，连接柱5主体是一个圆轴件，连接柱5上部具有外螺纹，可螺接于法兰盘顶盖I的螺孔14中。连接柱5另一端穿过中心孔42固定于容置空间40中的金属橡胶7中；连接柱5邻近底端部位径向向外凸出形成一定位环51,定位环51外径大于中心孔42，以便于定位柱可限位在容置空间40中。连接柱5底端面上开设一个过圆心的横槽，以便于利用工具将连接柱5拧紧。
[0042]如图2所示，金属橡胶7为圆柱形，金属橡胶7可分为上垫片和下垫片；上垫片套组于连接柱5，位于定位环51与容置部41前端面之间；下垫片也套组于连接柱5，位于定位环51与容置部41底面之间。图中所示上垫片厚度为预压变形后的尺寸，隔振器在受到静载6T的重压下会有2.5mm的下降量，要求此金属橡胶具有回弹性，来补偿静压和激振力共同作用下的间隙量。故要求厚度尺寸能够在最小8mm、最大12mm之间变换。此金属橡胶垫的阻尼在35000~71440N.s/m范围内。下垫片图中外形为受静载荷后的高度，额定受压刚度为2.lKN/mm，额定承静载大于6KN，额定阻尼为35000~71440N.s/m。其中下垫片的厚度较佳是上垫片厚度的2倍以上，但最好不要大于3倍，本实施例中，下垫片的厚度较佳是上垫片厚度的2.27倍，能达到支撑力和阻尼力之间的平衡，以达最佳隔振阻尼效果。
[0043]如图2所示，碟形弹簧组6套装在容置部41外，碟形弹簧组6上部抵住压盘22，底部抵住底盖4。本实用新型碟形弹簧组6中具有至少两个碟形弹簧。
[0044]如图5A、图5B所示，碟形弹簧组6可以是多个对合或叠合方式配置的碟形弹簧。如图5C所示，碟形弹簧组6还可以是多个叠合和对合方式复合配置的碟形弹簧。由于碟形弹簧吸振性能不低于圆柱螺旋弹簧，如图5B所示，当采用叠合组合时，由于碟形弹片之间的摩擦力具有较大的阻尼，能消耗一定的振动能量，可达到一定隔振减振的目的。
[0045]碟形弹簧由于具有变刚度特性、安装空间紧凑等优点，在航空、航天、冶金、机械等方面获得广泛的应用。下面说明本实用新型中组合隔振器的具体优选方案。
[0046]本实用新型中，碟形弹簧可选用无支承面和有支承面两种。本实用新型中，在碟形弹簧厚度小于3mm时，因受荷载较小,支承面为两个圆,可以采用无支承面形式。如图5A至图5C所示，当碟形弹簧厚度大于3mm时，因承受荷载较大，在内外圆周端面加工成支承面，其支承面宽度为碟形弹簧外径的1/150，可以采用有支承面形式，如图6。
[0047]在一种实施例中，采用本实用新型的4组组合隔振器10来对二极磁铁进行支撑，在静载条件下碟形弹簧承载95%的载荷，金属橡胶阻尼材料支撑5%的载荷:
[0048]表一:不同型号碟形弹簧的静态计算参数
[0049]
【权利要求】
1.一种加速器的组合隔振器，安装于加速器的磁铁与支架之间，其特征在于，包括:法兰盘顶盖、壳体、底盖、连接柱、碟形弹簧组与金属橡胶； 所述法兰盘顶盖能组装于所述磁铁底面上； 所述壳体能以底部组装于所述支架顶面上； 所述底盖固定于所述壳体底部，所述底盖中部面向所述法兰盘顶盖方向延伸凸出，形成一容置部，所述容置部内部形成容置空间，所述容置部顶部具有供所述连接柱穿组的定位孔； 所述连接柱固定连接于所述法兰盘顶盖，所述连接柱另一端穿过定位孔固定于所述容置空间中的金属橡胶中； 所述碟形弹簧组套装在所述容置部外，所述碟形弹簧组顶部抵住所述法兰盘顶盖，底部抵住所述底盖。
2.根据权利要求1所述的组合隔振器，其特征在于，所述法兰盘顶盖底面上固定一个推盘，所述推盘呈环状，所述法兰盘顶盖通过所述推盘压抵所述碟形弹簧组。
3.根据权利要求2所述的组合隔振器，其特征在于，所述壳体具有法兰部和壳部，所述法兰部固定于所述支架顶面上，所述壳部由所述法兰部面向所述法兰盘顶盖方向延伸而成，所述壳部顶端向内延伸形成壳肩，所述碟形弹簧组位于所述壳部内；所述推盘在上部形成颈部，所述颈部限位于所述壳肩中能轴向活动。
4.根据权利要求3所述的组合隔振器，其特征在于，所述法兰盘顶盖底面形成一个凸台，所述凸台外径与所述推盘颈部外径相同。
5.根据权利要求3所述的组合隔振器，其特征在于，所述连接柱邻近底端部位形成一定位环，所述定位环外径大于所述定位孔，所述金属橡胶分为上垫片和下垫片；所述上垫片套组于所述连接柱，位于所述定位环与所述容置部前端面之间；所述下垫片套组于所述连接柱，位于所述定位环与所述容置部底面之间。
6.根据权利要求5所述的组合隔振器，其特征在于，还有一个底端锁盖螺接于所述容置部底面，在底部封闭所述容置空间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的组合隔振器，其特征在于，所述碟形弹簧组中具有至少两个碟形弹簧。
8.根据权利要求7所述的组合隔振器，其特征在于，所述碟形弹簧组是多个对合或叠合方式配置的碟形弹簧。
9.根据权利要求7所述的组合隔振器，其特征在于，所述碟形弹簧组是多个叠合和对合方式复合配置的碟形弹簧。
10.根据权利要求7所述的组合隔振器，其特征在于，所述碟形弹簧在内外圆周端面加工有支承面，所述支承面宽度为碟形弹簧外径的1/150。
【文档编号】F16F7/104GK203670574SQ201320636533
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】刘仁洪, 张俊嵩, 康玲, 王广源, 屈化民 申请人:中国科学院高能物理研究所