一种空气弹簧隔振器及应用其的精密隔振平台的制作方法

1.本发明涉及精密隔振领域，具体为一种精密隔振平台以及空气弹簧隔振器。


背景技术：

2.空气弹簧在汽车和铁路车辆上得到了广泛的应用，同时在测量机器、压力机上、输送机、空气锤、纺织机械、研磨机械、精密电子设备等作为隔振单元，实现隔振降噪功能。目前最主流的是自由膜式空气弹簧，膜式空气弹簧通过改变连接在膜上的负载板形状来控制有效面积变化率，其弹性特性曲线理想，可以得到较低的固有频率。
3.超精密加工、检测、ic制造及光学工程等一系列的高精技术设备，对外界的振动非常敏感，要求对应的隔振器隔振频带宽、隔振效率高、灵敏度高、精度高，固有频率低。目前隔振器采用了自由膜式空气弹簧，虽然也优秀，但由于隔振效率、灵敏度、精度等原因，导致在精密隔振领域中并没有过于精湛。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种空气弹簧隔振器及应用其的精密隔振平台。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种空气弹簧隔振器，包括缸体、盖合封闭在缸体敞口上方的缸盖以及固装在缸盖侧部的机械阀组件，所述缸体的内腔横置有隔板，将缸体内腔分隔成上、下腔室，缸体的敞口处覆盖有隔膜并通过支撑环压紧固定将上腔室封闭，上腔室构成负载腔，下腔室构成阻尼腔，所述阻尼腔设有连通外部气泵的进气口和连通机械阀组件的出气口，负载腔设有泄压口通过所述机械阀组件连通出气口，所述外部气泵往所述阻尼腔以及负载腔内充气并使所述隔膜膨胀支撑在缸盖底部；所述缸盖上方承置负载挤压负载腔使缸盖能相对缸体上下位移；所述机械阀组件底部设有触发键，缸体侧部设有顶杆位于机械阀组件下方，机械阀组件随缸盖下移并令触发键触碰顶杆顶端，使机械阀组件的内部气路打开连通。
7.所述阻尼腔还设有排气孔，所述缸体侧部还设有安全阀插装在所述排气孔上，所述杠盖侧部设有螺栓位于安全阀上方，螺栓与安全阀的拉环开关之间设有吊链。
8.所述安全阀下部通过垂直弯头插装在所述排气孔上，使安全阀竖向布置。
9.所述机械阀组件为二位三通机械阀，包括分别连通所述出气口和泄压口的通气口ⅰ、ⅱ以及连通大气的通气口ⅲ。
10.所述通气口ⅲ上安装有消声器。
11.所述机械阀组件通过l型安装板固装在缸盖的侧部，l型安装板的横向部安装连接在缸盖顶部，机械阀组件安装在l型安装板的竖向部上；所述缸体侧部水平延伸有平台，所述顶杆为螺钉垂直安装在所述平台上。
12.所述隔膜呈盆状；所述隔膜包括中间的薄橡胶层以及覆盖在薄橡胶层两面的尼龙布层。
13.所述缸体内腔侧壁环设有台阶，所述隔板固定所述台阶上且与台阶之间夹设有密封层。
14.所述缸盖顶部安装有载体连接块。
15.一种精密隔振平台，包括工件平台，所述工件平台下方支撑有上述的空气弹簧隔振器，且所述空气弹簧隔振器具有多个并均匀布置。
16.本发明的有益效果是：本发明的空气弹簧隔振器通过缸盖作为支撑平台抵接在负载物下方，对负载物进行刚性支撑，负载腔的隔膜膨胀支撑在缸盖的下方，阻尼腔与负载腔分隔独立并通过机械阀组件连接起来，机械阀组件随缸盖上下移动并与位于下方缸体侧部的顶杆进行接触，当缸盖上方承载有负载物，缸盖受重量下压并挤压负载腔，机械阀组件连随向下移动并由顶杆触发打开使负载腔连通阻尼腔；本发明的精密隔振平台下方均匀支撑有上述空气弹簧隔振器，每个空气弹簧隔振器均可独立运动控制，通过机械阀组件行程的变化来实现缸盖的位置检测以及负载反馈，来改变对应隔振器阻尼腔腔室内的气压，阻尼腔的气压变化直接影响到了负载腔负载能力、负载腔腔体体积，从而实现整个隔振平台能快速回到平衡点。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1是精密隔振平台的结构示意图；
19.图2是空气弹簧隔振器的结构示意图；
20.图3是空气弹簧隔振器的拆分示意图；
21.图4是空气弹簧隔振器的剖视图；
22.图5是图4中隔膜膨胀后的示意图；
23.图6是缸盖倾斜打开安全阀的示意图。
具体实施方式
24.参照图1至图4的一种精密隔振平台，包括工件平台，工件平台下方支撑有均匀布置的多个空气弹簧隔振器，空气弹簧隔振器的布置可根据实际情况，因时、因地调整设计方案，降低制作成本，优化外观设计。本实施例中空气弹簧隔振器为四个，分别布置在工件平台的四个角。
25.空气弹簧隔振器包括缸体1，根据热力学第一定理，研究负载腔、阻尼腔的质量变化，计算双腔空气弹簧的复刚度，进而得到固有频率，去设计缸体1的形状分布以及壁厚，缸体1敞口上方盖合封闭有缸盖2，缸盖2侧部固装有机械阀组件6，缸体1的内腔横置有隔板3，将缸体内腔分隔成上、下腔室，缸体1的敞口处覆盖有隔膜4并通过支撑环5压紧固定将上腔室封闭，该实施例中支撑环5通过穿接螺钉紧固在缸体1敞口并将隔膜4边缘夹紧。
26.上腔室构成负载腔11，下腔室构成阻尼腔12，阻尼腔12设有连通外部气泵的进气口13和连通机械阀组件6的出气口14，负载腔11设有泄压口15通过机械阀组件6连通出气口14，外部气泵往阻尼腔12以及负载腔11内充气并使隔膜4膨胀支撑在缸盖2底部。
27.缸盖2作为支撑平台承置负载物，挤压负载腔11使缸盖2能相对缸体1上下位移；机械阀组件6底部设有触发键61，缸体1侧部设有顶杆7位于机械阀组件6下方，机械阀组件6随
缸盖2下移并令触发键61触碰顶杆7顶端，使机械阀组件6的内部气路打开连通，即使负载腔连通阻尼腔。
28.本发明的精密隔振平台下方的多个空气弹簧隔振器，每个空气弹簧隔振器均可独立运动控制，通过机械阀组件6行程的变化来实现缸盖2的位置检测以及负载反馈，来改变对应隔振器阻尼腔12腔室内的气压，阻尼腔12的气压变化直接影响到了负载腔负11载能力、负载腔11腔体体积，从而实现整个隔振平台能快速回到平衡点。
29.作为本发明的优选实施方式，阻尼腔12还设有排气孔16，缸体1侧部还设有安全阀8，安全阀8下部通过垂直弯头82插装在排气孔16上，使安全阀8竖向布置，杠盖2侧部设有螺栓21位于安全阀8上方，螺栓21与安全阀8的拉环开关81之间设有吊链9。如图6所示，当工件平台发生强振动导致倾角过大，缸盖2倾斜并通过螺栓21拉动拉环开关81，打开安全阀8，阻尼腔12气体快速卸荷，负载腔11压力减少，工件平台快速回到倾斜前的状态。
30.作为优选，机械阀组件6为二位三通机械阀，包括位于内部由触发键61推动的气道阀体以及分别连通出气口14和泄压口15的通气口ⅰ、ⅱ以及连通大气的通气口ⅲ，在隔振器尚未开始工作时，气道阀体连通通气口ⅰ和通气口ⅲ，当隔振器承载负载，缸盖2下移令触发键61被顶杆7顶起，气道阀体上移切换气道令通气口ⅰ和通气口ⅱ连通。通气口ⅲ上安装有消声器63，降低通气口ⅲ的出气噪声。
31.进一步地，机械阀组件6通过l型安装板62固装在缸盖2的侧部，l型安装板62的横向部安装连接在缸盖2顶部，机械阀组件6安装在l型安装板62的竖向部上；缸体1侧部水平延伸有平台17，顶杆7为螺钉垂直安装在平台17上，通过l型安装板62和平台17使机械阀组件6与顶杆7处于同一垂直轴线上。
32.作为优选，隔膜4包括中间的薄橡胶层以及覆盖在薄橡胶层两面的尼龙布层，薄橡胶层由天然橡胶制成，非常柔软，能确保橡胶薄膜隔膜能在即使0.1mpa压力下也能快速地鼓起，获得足够大的支撑力；如图5所示，隔膜4呈盆状，其具有一水平面，当隔膜4被气充盈膨胀，通过盆状能够升起足够的高度并通过水平面稳稳地支撑在缸盖2底部；薄橡胶层两面覆盖有尼龙布层，能确保隔膜能经受得住千万次的、负载下的来回往复而不疲劳，非常薄的薄橡胶层不会过度的膨胀失效。这样，既能保证了隔振器的快速、灵敏的响应，还具有良好的耐用性。
33.作为优选，缸体1内腔侧壁环设有台阶18，隔板3固定通过螺钉固装在台阶18上且与台阶18之间夹设有密封层9。缸盖2顶部安装有载体连接块10，工件平台底部对应载体连接块10设有凹位，载体连接块10嵌装在凹位内，实现空气弹簧隔振器相对于工件平台的限位安装。