本实用新型涉及阻尼合金防松装置领域，尤其涉及的是一种二级锥体式阻尼合金防松装置。
背景技术：
自工业革命以来，各种机器及部件在连接装配中都离不开螺纹紧固件，而螺母是运用面广、用量大且十分关键的工业基础件之一，素有“工业之米”的美誉。虽然紧固件给机械工业带来了方便，但是紧固件有一个不可避免的弱点，那就是在剧烈的震动或振动中会慢慢自行松脱，直至部件或一台完整的设备损坏、解体，甚至酿成事故。
任何螺纹联接的机器，若是螺母松动而造成预紧力减小或消失，都会导致各种损坏，因此，螺纹联接的有效防松是一个重要问题，特别是在承受较大的交变载荷和振动的机器中。
为了解决紧固件的松脱问题，从螺纹紧固件诞生开始，世界上许多国家的科学家和工程师都作了大量的试验和研究，并在一定程度上延缓了紧固件自行松脱的时间，但是，很多的改进并没有从根本上解决问题。
因此，现有技术尚有待改进和发展。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种二级锥体式阻尼合金防松装置，可在工业振动的情况下有效防止螺母的松动。
本实用新型的技术方案如下：一种二级锥体式阻尼合金防松装置，用于套装在连接振动源的螺柱上，并用螺母进行紧固，该阻尼合金防松装置包括：一下锥体和一上套筒；所述下锥体采用铁基阻尼合金块做成，上套筒采用锌基阻尼合金块做成，组装紧固后，下锥体的顶端面与上套筒的内底面相接触，上套筒的筒壁内边缘与下锥体的外锥面相接触。
所述的二级锥体式阻尼合金防松装置，其中：所述下锥体呈下部带有柱面的锥台状，锥台上端面的面积小于该锥台下端面的面积，锥台两端面的中心位置设置有用于适配套装在螺柱上的一通孔。
所述的二级锥体式阻尼合金防松装置，其中：所述上套筒呈带底部的短直筒状，底部的中心也设置有一适配套装在螺柱上的通孔，上套筒筒壁的深度在通过其轴心线的纵向截面上作为三角形的直角边，与下锥体的锥面在通过其轴心线的纵向截面上作为该三角形的斜角边相关联。
所述的二级锥体式阻尼合金防松装置，其中：与所述螺柱相连接的振动源为一基座，用于通过该螺柱和螺母与铁路的路基、或者输油管的管道、或者海洋石油平台的铁架、或者机器设备的振动部位相连接。
本实用新型所提供的一种二级锥体式阻尼合金防松装置，由于采用了由铁基阻尼合金做成的下锥体和由锌基阻尼合金做成的上套筒，利用下锥体受迫变形引发的内部磁畴壁运动产生一级减振，结合上套筒受迫变形引发的内部晶界面滑动产生二级减振，有效地衰减了工业振动，进而防止了螺母的松动，非常适合作为锰基阻尼合金防松垫片的替代品进行推广使用。
附图说明
图1是本实用新型二级锥体式阻尼合金防松装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。
阻尼合金是一种具有高阻尼性能的金属材料，由于其具有金属材料的力学性能，包括优良的弹性性能（屈服强度280MPa，断裂强度360MPa）和塑形性能（延伸率35%），因而可以作为结构件的材料使用；同时，又具有高阻尼的特性，阻尼系数SDC可以达到40%以上。
但是，在各种重要振动问题突出的场合，能有效的使用阻尼合金并得到令人满意的效果，需要结合使用的具体环境和材料本身的性能来进行结构优化设计，例如，铁轨、输油管道、海洋石油平台等场合。因而，阻尼合金的高效使用在国际上和国内目前仍然是一项研究中的课题。
一般而言，阻尼合金分为三类：(1)孪晶型的锰基合金；(2)强磁性的铁基合金；(3)复合型的铝基或者锌基高阻尼合金。其中，由于锰基阻尼合金的阻尼系数很大，且其阻尼系数只是温度和振幅的函数，与振动频率的关系不大，由此在减振降躁领域有着广阔的应用前景；尽管铁基阻尼合金和铝基/锌基阻尼合金的阻尼系数没有锰基阻尼合金的阻尼系数高，但是铁基阻尼合金和铝基/锌基阻尼合金的应用温度可以达到180度以上，且其阻尼性能会随着振动频率变化很大。
现有技术中的锰基阻尼合金有做成垫片用于紧固紧固件的的情况，最早是在美国航天航空器上使用，后来推广至美国汽车制造业。可以预计，随着阻尼合金设计和制造技术的成熟，锰基阻尼合金垫片会广泛用于3C、自行车、溜冰滑雪装备、家具、运动器材、医疗器械等多个行业，充分显示锰基阻尼合金垫片的紧固防松作用的可信赖性。
但是，锰基阻尼合金的制造过程相对复杂，产品良率比较低。主要的原因在于锰元素的活性较大，在熔炼的时候必须采用氩气保护；而且由于是铸造合金，铸造组织缺陷严重，合金铸锭致密部分比例较少。锰基阻尼合金在用于制备紧固件的垫片时会面临产量不足，难以支撑大规模的工业需求。
相比较而言，铁基阻尼合金、铝基和锌基阻尼合金由于冶炼工艺简单、产量大的特点，而有望在减振领域却有着更大的推广机会。只是铁基阻尼合金、铝基和锌基阻尼合金的阻尼性能要比锰基阻尼合金的阻尼系数低。因而，如何通过合理的设计和搭配，使得铁基、铝基和锌基阻尼合金制备的防松构件能够替代锰基阻尼合金制备的防松垫片，是当今阻尼合金大规模走向市场的一个重要的发展方向。
如图1所示，图1是本实用新型二级锥体式阻尼合金防松装置的结构示意图，该二级锥体式阻尼合金防松装置可像垫片一样套装在连接振动源的螺柱110或螺栓上，并用螺母（图未示出）进行紧固，该二级锥体式阻尼合金防松装置包括一下锥体530和一上套筒540。
具体的，所述下锥体530采用铁基阻尼合金块做成下部带有柱面的锥台状，锥台上端面534的面积小于该锥台下端面533的面积，锥台两端面(534和533)的中心位置设置有用于适配套装在螺柱110上的一通孔。
具体的，所述上套筒540采用锌基阻尼合金块做成带底部的短型直筒状，底部的中心也设置有用于适配套装在螺柱110上的一通孔，上套筒540筒壁的深度在通过其轴心线的纵向截面上作为三角形的直角边，与下锥体530的锥面在通过其轴心线的纵向截面上作为该三角形的斜角边相关联，用于组装紧固后，上套筒540的筒壁内边缘545与下锥体530的外锥面535之间相接触，下锥体530的上端面534与上套筒540的内底面543之间相接触。
与所述螺柱110相连接的振动源为一基座，用于通过该螺柱110和螺母与铁路的路基、或者输油管的管道、或者海洋石油平台的铁架、甚至机器设备的振动幅度较大部位相连接。
当振动源的振动传递到下锥体530时，由于基座和上套筒540的压紧，限制了下锥体530的振动，导致下锥体530的内部发生受迫变形，也就是说，紧固后由基座和上套筒540构成的夹紧系统对与其接触的下锥体530的振动产生了抑制，进而在下锥体530内部形成阻尼减振条件，而下锥体530又是采用铁基阻尼合金做成的，其内部受迫变形产生内应力，导致其内部磁畴壁开始运动，是对下锥体530进行的一级振动衰减的机制。这些受迫变形会在下锥体530内部将部分振动的机械能转换为热能。在经过一级振动衰减之后，振动的能量会降低30-40%左右，进而减少了螺母松动的可能。
所谓磁畴，是指铁磁体材料在自发磁化的过程中为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域，各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁(magnetic domain wall)。
当所述振动源的振动经下锥体530衰减后传递到上套筒540之后，由于下锥体530的外锥面535和螺母的压紧，对套在螺柱110上的上套筒540的振动产生了抑制，进而在上套筒540内部形成阻尼减振条件，而上套筒540又是采用锌基阻尼合金做成的，其在外力导致的变形条件下，内部晶界面开始滑动，是对上套筒540进行的二级振动衰减的机制。这些受迫变形会在上套筒540内部将部分振动的机械能转换为热能。在经过二级振动衰减之后，振动的能量又会降低40-60%左右，进一步减少了螺母松动的可能。
所谓晶界(grain boundary)是结构相同而取向不同晶粒之间的界面，即晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。
经过上述两级减振之后，可以将振幅小于400微米的工业振动的能量衰减掉85%以上，基本上可以有效地防止螺母松动，经试验验证，本实用新型二级锥体式阻尼合金防松装置特别适合用于振幅150-250微米，频率0.1-100Hz的工业振动情况下的螺母防松。
在本实用新型二级锥体式阻尼合金防松装置的优选实施方式中，螺母的直径范围在1-2cm之间，通过中间的螺柱110安装在铁路的路基、或者输油管的管道、或者海洋石油平台的铁架、甚至是机器设备的振动较为严重的部位，能有效防止螺母的松动，显著提高了螺母及螺柱的使用寿命，并可重复使用，且不受温度剧烈变化的影响，应用环境范围广泛，完全可以替代产量不足的锰基阻尼合金制备的防松垫片。而且这样的紧固结构也较为简单，适应性强，生产成本低，便于工业化大生产和实际应用。
应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。