一种外镶大导程滑动螺旋式橡胶复合减振器的制作方法

本实用新型涉及一种减震降噪结构，具体是涉及一种外镶大导程滑动螺旋式橡胶复合减振器。

背景技术：

机械设备在运转时将不可避免地产生振动，控制振动的一个重要方法就是隔振。近年来机械设备的隔振技术得到一定发展，以单层隔振和双层隔振以及浮筏隔振为主，然而，无论何种隔振方式，都是以最简单的隔振器作为基本器件，隔振器分为好多种，有橡胶隔振器、金属弹簧隔振器等。而橡胶隔振器的用途最为广泛，但是橡胶隔振器却有着许多不可避免的缺点，比如橡胶隔振器的静态压缩量不能过大，对低频(如低于10Hz)的减振效果不理想等。因此，橡胶隔振器不适用于对低频激励为主的机械设备隔振设计。

申请号为CN201410194583.6，名称为“一种防脱防腐的剪切型金属橡胶隔振器”的发明专利申请，公开了一种防脱防腐的剪切型金属橡胶隔振器，包括上金属片、下金属片和固定在上、下金属片之间的橡胶隔振原件；在所述上、下金属片的内部中间位置设有防脱落套筒；在所述的橡胶隔振原件外侧设有锥形的防腐蚀保护壳。该发明解决了在不增加附加稳固措施的前提下，利用防脱落套筒来防止因为橡胶隔振原件与上、下金属片脱离而导致整个驾驶室与车架脱离的危险。然而，该发明中的橡胶隔振方法和普通橡胶隔振器原理一样，对低频振动的减振效果不明显，不能减小低频振动对隔振器的损坏。

申请号为CN201220565574.X，名称为“一种一体式减振器装置”的实用新型专利，公开了一种一体式减振器装置，具体涉及一种用于车辆悬架系统的惯容器与阻尼同轴串联的一体式减振器装置。它在传统阻尼减振器的活塞杆上同轴一体式的设置惯容器工作腔，并将活塞杆位于惯容器工作腔内的部分设计为丝杆结构，运用滚珠丝杠结构原理，在惯容器工作腔内的丝杆上布置滚珠丝杠螺母，将飞轮同轴安置固定于滚珠丝杠螺母上，惯容器工作腔将滚珠丝杠螺母限位于丝杆中段，并且螺母仅能绕丝杆作旋转运动，此结构在实现惯容器功能的同时，结合机电模拟理论，达到惯容器与阻尼串联的效果，通过一体化设计，能够有效解决惯容器在车辆悬架内的布置问题，方便汽车工程领域应用。但是，该发明为惯容器与阻尼器串联，且惯容器组件布置在车辆悬架内部，对惯容器进行拆卸清洗以及加润滑油油极其不方便；由于串联导致整体高度尺寸较大；对惯容器与阻尼器承载能力要求高；滚珠丝杆螺母惯容器对承载能力有限。

现有的橡胶隔振器主要通过橡胶件的弹性变形吸收消耗振动产生的能量，隔 振能力有限，在机械设备出现低频干扰频率时，尤其是当干扰频率低于10Hz时，橡胶件由于自身物理属性的限制而隔振失效，这些缺陷会直接影响设备寿命及工作状态稳定性。如何提高橡胶隔振器的低频隔振能力，是亟需解决的问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种外镶大导程滑动螺旋式橡胶复合减振器，极大地提高了减振器的减振效果，尤其是低频振动所产生的能量。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种外镶大导程滑动螺旋式橡胶复合减振器，包括机械设备本体、贯穿螺栓、底座、橡胶隔振部分和大导程滑动螺旋副组件，所述橡胶隔振部分包括橡胶金属复合件和橡胶件，所述大导程滑动螺旋副组件包括丝杆顶盖、旋转飞轮、滚动轴承、第一轴承下盖板、第二轴承下盖板和轴承上支撑座；

所述贯穿螺栓包括上下两部分，所述贯穿螺栓上部分采用普通螺纹段，所述贯穿螺栓下部分采用光杆段，所述贯穿螺栓从上至下依次与所述机械设备本体、丝杆顶盖和底座连接，所述贯穿螺栓的普通螺纹段从上之下依次穿过所述机械设备本体的安装孔和所述丝杆顶盖的中心孔，所述贯穿螺栓的光杆段穿过所述底座的中心孔中，所述贯穿螺栓顶端设有螺母，所述螺母与所述贯穿螺栓的普通螺纹段旋紧连接，所述螺母上方安装有防尘帽，所述底座的中心孔与所述贯穿螺栓的光杆段之间设有橡胶件，所述橡胶金属复合件采用设有锥形中心孔的圆台形构件，所述橡胶金属复合件的外圆锥穿过所述丝杆顶盖的锥形孔，所述橡胶金属复合件通过锥形中心孔套在所述底座的外圆锥面上；

所述旋转飞轮采用外圆分别为大、中、小直径的阶梯圆柱体，所述阶梯圆柱体内表面设有螺纹，所述丝杆顶盖外侧圆柱面上设有滑动式丝杆螺纹，所述丝杠顶盖的外侧圆柱面设有的滑动式丝杆螺纹与所述旋转飞轮内表面设有的螺纹配合连接使得所述丝杆顶盖与所述旋转飞轮连接，所述滚动轴承包括内圈和外圈，所述滚动轴承的内圈安装在所述旋转飞轮的外圆为小直径的阶梯圆和第一轴承下盖板之间的凹槽中，所述滚动轴承的外圈安装在第二轴承下盖板设有的台阶孔中，所述旋转飞轮的外圆为小直径的阶梯圆上设有若干个螺栓孔，所述第一轴承下盖板通过若干个圆柱销与旋转飞轮的螺栓孔之间螺纹连接与所述第一轴承下盖板连接，所述第二轴承下盖板和滚动轴承之间设有轴承上支撑座，所述轴承上支撑座底端置于所述第二轴承下盖板上，所述轴承上支撑座上端面上均匀设有若干个孔，所述第二轴承下盖板上位于所述轴承上支撑座上端面的孔正下方对应设有若干个孔，所述轴承上支撑座与所述第二轴承下盖板之间通过若干个螺栓固定 连接，所述若干个螺栓依次穿过所述轴承上支撑座的孔和第二轴承下盖板的孔中。

进一步地，包括垫片，所述垫片设在所述机械设备本体和螺母之间。

进一步地，所述轴承上支撑座的纵向剖面呈Z型。

进一步地，所述圆柱销的数量和旋转飞轮的外圆为小直径的阶梯圆上设有的若干个螺栓孔的数量相同。

进一步地，所述螺栓的数量、所述轴承上支撑座上端面上孔的数量以及所述第二轴承下盖板上孔的数量均相同。

进一步地，所述丝杆顶盖的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮内表面上设有的螺纹均镀有耐磨防腐层。

进一步地，所述丝杆顶盖的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮内表面上设有的螺纹结构相同。

进一步地，所述丝杆顶盖的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮内表面上设有的螺纹均采用梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆螺纹、矩形螺纹和三角螺纹其中任意一种。

进一步地，所述丝杆顶盖的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮内表面上设有的螺纹之间涂有润滑材料。

进一步地，所述润滑材料采用铁氟龙涂料。

有益效果：本实用新型与现有技术比较，具有的优点是：本实用新型提出的减震器包括大导程滑动螺旋副组件隔振和橡胶复合隔振两部分，在机械设备工作时产生的低频振动时，振动能主要通过螺旋副组件的旋转飞轮旋转转化为旋转动能，螺旋副组件在某种程度上起到了质量放大的作用，几千克的旋转飞轮会实现几百千克甚至几吨的等效质量的效果，从而能有效吸收机械设备振动所产生的能量，尤其是低频振动所产生的能量；在机械设备工作时产生的高频振动时，振动能主要通过橡胶金属复合件的弹性变形转化为弹性势能，从而极大地提高了减振器的减振效果。

附图说明

图1是本实用新型整体结构纵向半剖视图。

图2是旋转飞轮的俯视图。

图3是图2的A向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

实施例：

参照图1至图3，本实用新型提供的外镶大导程滑动螺旋式橡胶复合减振器，包括机械设备本体16、贯穿螺栓4、底座8、橡胶隔振部分和大导程滑动螺旋副组件，所述橡胶隔振部分包括橡胶金属复合件6和橡胶件7，所述大导程滑动螺旋副组件包括丝杆顶盖5、旋转飞轮9、滚动轴承13、第一轴承下盖板11、第二轴承下盖板12和轴承上支撑座14，其中旋转飞轮9的结构示意图如图2和3所示，所述贯穿螺栓4包括上下两部分，所述贯穿螺栓4上部分采用普通螺纹段，所述贯穿螺栓4下部分采用光杆段，所述贯穿螺栓4从上至下依次与所述机械设备本体16、丝杆顶盖5和底座8连接，所述贯穿螺栓4的普通螺纹段从上之下依次穿过所述机械设备本体16的安装孔和所述丝杆顶盖5的中心孔，所述贯穿螺栓4的光杆段穿过所述底座8的中心孔中，所述贯穿螺栓4顶端设有螺母2，所述螺母2与所述贯穿螺栓4的普通螺纹段旋紧连接，所述螺母2上方安装有防尘帽1，在所述机械设备本体16和螺母2之间设有对机械设备起到保护作用的垫片3，所述底座8的中心孔与所述贯穿螺栓4的光杆段之间设有橡胶件7，所述橡胶金属复合件6采用设有锥形中心孔的圆台形构件，所述橡胶金属复合件6的外圆锥穿过所述丝杆顶盖5的锥形孔，所述橡胶金属复合件6通过锥形中心孔套在所述底座8的外圆锥面上；

所述旋转飞轮9采用外圆分别为大、中、小直径的阶梯圆柱体，所述阶梯圆柱体内表面设有螺纹，所述丝杆顶盖5外侧圆柱面上设有滑动式丝杆螺纹，所述丝杠顶盖5的外侧圆柱面设有的滑动式丝杆螺纹与所述旋转飞轮9内表面设有的螺纹配合连接使得所述丝杆顶盖5与所述旋转飞轮9连接，丝杆顶盖5通过外侧圆柱面设有的滑动式丝杆螺纹穿插在外圆为大中小直径阶梯圆柱体的所述旋转飞轮9中而形成锯齿形滑动螺旋副，其导程角为3°，所述滚动轴承13包括内圈和外圈，所述滚动轴承13的内圈安装在所述旋转飞轮9的外圆为小直径的阶梯圆和第一轴承下盖板11之间的凹槽中，所述滚动轴承13的外圈安装在第二轴承下盖板12设有的台阶孔中，所述旋转飞轮9的外圆为小直径的阶梯圆上设有若干个螺栓孔，所述第一轴承下盖板11通过若干个圆柱销10与旋转飞轮9的螺栓孔之间螺纹连接与所述第一轴承下盖板11连接，所述第二轴承下盖板12和滚动轴承13之间设有轴承上支撑座14，所述轴承上支撑座14底端置于所述第二轴承下盖板12上，所述轴承上支撑座14上端面上均匀设有若干个孔，所述第二轴承下盖板12上位于所述轴承上支撑座14上端面的孔正下方对应设有若干个孔，所述轴承上支撑座14与所述第二轴承下盖板12之间通过若干个螺栓15固定连接，所述若干个螺栓15依次穿过所述轴承上支撑座14的孔和第二轴承下盖板12的孔中，所述轴承上支撑座14的纵向剖面呈Z型，所述圆柱销10的数量 和旋转飞轮9的外圆为小直径的阶梯圆上设有的若干个螺栓孔的数量相同，所述螺栓15的数量、所述轴承上支撑座14上端面上孔的数量以及所述第二轴承下盖板12上孔的数量均相同，在本实用新型中，所述圆柱销10的数量和旋转飞轮9的外圆为小直径的阶梯圆上设有的若干个螺栓孔的数量相同均为6个，所述轴承上支撑座14上端面上孔的数量以及所述第二轴承下盖板12上孔的数量均相同均为6个；所述丝杆顶盖5的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮9内表面上设有的螺纹均镀有耐磨防腐保护层，所述丝杆顶盖5的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮9内表面上设有的螺纹结构相同，所述丝杆顶盖5的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮9内表面上设有的螺纹均采用梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆螺纹、矩形螺纹和三角螺纹其中任意一种，所述丝杆顶盖5的外侧圆柱面上设有的滑动式丝杆螺纹和所述旋转飞轮9内表面上设有的螺纹之间涂有润滑材料，所述润滑材料采用铁氟龙涂料形成润滑作用；

其中贯穿螺栓4允许的最大向上振动位移大小为贯穿螺栓4的螺栓底盘与底座8之间的垂向距离，最大向下振动位移大小为贯穿螺栓4的螺栓底盘与机械设备之间的垂向距离，为了使振动位移不至于太大并且振动产生的冲量不损坏隔振器，设计时应使上下振动的最大位移为2～4mm；

装配工艺分为两部分：

1、橡胶隔振部分：先将橡胶件7套装于底座8上，再将橡胶金属复合件6套装于底座8上，盖上丝杆顶盖5，将垫片3贴合于丝杆顶盖5正上方，将贯穿螺栓4从底座8中心底部塞进并且从丝杆顶盖5下端面旋上去，再将螺母2旋入贯穿螺栓4，盖上防尘帽1，最后调节丝杆顶盖5、垫片3与贯穿螺栓4的上下相对位置，使得橡胶金属复合件6有合适预压缩量。

2、大导程滑动螺旋副组件隔部振分：先将滚动轴承13套入到旋转飞轮9第二阶梯圆下端面，再套入第一轴承下盖板11，用6个圆柱销10将三者通过螺纹连接起来；将第二轴承下盖板12从下面套入到前面组装起来的整体结构，再将前面所有部分倒置套入轴承上支撑座14中，用6个螺栓15将轴承上支撑座14与第二轴承下盖板12通过螺纹连接起来；再将前面组成的整体结构旋入丝杆顶盖5，将轴承上支撑座14旋到合适位置，用6个螺栓将其与底座9通过螺纹连接起来。

外镶式大导程滑动螺旋-橡胶复合减振器工作原理：当隔振器受到机械设备本体16的扰动力时，所述的丝杠顶盖5会推动所述的旋转飞轮9做旋转运动， 旋转飞轮9储存的旋转动能与旋转飞轮9的转动惯量J和旋转角速度ω有关，与其转动惯量成正比，并与旋转角速度的平方成正比。而旋转飞轮9的旋转角速度与丝杠顶盖5的螺距p以及丝杠顶盖5的相对速度有关。振动频率越大，旋转飞轮9的旋转角速度越高，则旋转飞轮9储存的旋转动能越多，通过改变旋转飞轮9的转动惯量和丝杠顶盖5的螺距，可调节旋转飞轮9储存旋转动能的能力，在旋转飞轮9一定质量的情况下，应尽可能增加其转动惯量，以提高其储存能力。对于高速旋转的旋转飞轮9，由于旋转运动的动能是其振动时产生的平动动能的上百倍，从而利用较小质量的旋转飞轮9，极大地吸收了振动时的能量，尤其是低频振动所产生的能量。因此，螺旋副组件在某种程度上起到了质量放大的作用，几千克的旋转飞轮9会实现几百千克甚至几吨的等效质量的效果，从而能有效吸收机械设备本体16振动所产生的能量，尤其是低频振动所产生的能量。同时，橡胶金属复合件6变形储存的弹性势能与橡胶金属复合件6的刚度k和丝杆顶盖5与底座8之间的相对位移Δx有关，丝杆顶盖5与底座8之间的相对位移越大，橡胶金属复合件6变形储存的弹性势能越多，通过橡胶金属复合件6的内阻尼作用，不断地再将弹性势能转化为阻尼热能，从而消耗掉振动能，等振动结束时，橡胶金属复合件6能自动恢复初始状态，使得隔振器有恢复能力。

本发明的减振器在工作时吸收的能量为橡胶金属复合件6弹性变形储存的弹性势能与旋转飞轮9储存的旋转动能之和，即U+E。机械设备本体16工作时产生的低频振动，振动能主要通过旋转飞轮9旋转转化为旋转动能；机械设备本体16工作时产生的高频振动，振动能主要通过橡胶金属复合件6的弹性变形转化为弹性势能，从而极大地提高了减振器的减振效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。