组合式三维准零刚度隔振装置的制作方法

本发明属于隔振装置，特别涉及一种组合式三维准零刚度隔振装置。

背景技术：

1、隔振器是连接设备和基础的弹性元件，用以减少和消除由设备传递到基础的振动力和由基础传递到设备的振动。常规的被动隔振装置由于固有频率的存在，无法隔离固有频率之前的低频段振动，影响精密设备的工作精度。

2、目前对被动隔振的研究热点集中在准零刚度隔振领域，即采取合理的结构设计使被动隔振装置的固有频率接近于0，从而有效隔离低频激励对精密设备工作精度的影响。但是在实际场合中，地面环境传递到设备的扰动并非单一方向，而是水平激励与垂向激励兼有，因此现有的单一方向的准零刚度隔振不能满足多维度振动隔离的要求。

3、因此，现有技术有待改进和发展。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供了一种组合式三维准零刚度隔振装置，能够同时满足水平方向和竖直方向的准零刚度需求，提高隔振效果。

2、本申请提供一种组合式三维准零刚度隔振装置，其中，包括水平滚动隔振平台和若干个垂向准零刚度隔振器，所述水平滚动隔振平台包括至少三个不全部共线的滚珠、上支撑板和下支撑板，所述上支撑板靠近所述下支撑板的一面设置有和所述滚珠数量一致的上凹面，所述下支撑板靠近所述上支撑板的一面设置有和所述上凹面一一对应的下凹面，所述滚珠设置在所述上凹面和所述下凹面之间；所述垂向准零刚度隔振器设置在所述上支撑板的顶部。

3、本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，通过设置水平滚动隔振平台和若干个垂向准零刚度隔振器，能在水平方向和竖直方向提供准零刚度需求，并且能有效隔离来自水平方向的低频激励以及来自竖直方向的低频激励对精密设备工作精度的影响，满足了多维度振动隔离的要求，提高了隔振效果。

4、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述垂向准零刚度隔振器包括底座、上波纹管和下波纹管，所述上波纹管和所述下波纹管对称设置在所述底座的上下两侧；所述上波纹管和所述下波纹管内均设置有阻尼液。

5、在实际应用中，上波纹管和下波纹管内填充有粘滞阻尼液，当上波纹管的上端面受压时，粘滞阻尼液从上波纹管挤入下波纹管，产生压力损失，从而耗散掉部分振动能量。

6、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述上波纹管和所述下波纹管之间通过阻尼孔互相连接，阻尼液能够通过所述阻尼孔在所述上波纹管和所述下波纹管之间流动。

7、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述底座的中心设置有带阻尼孔的螺钉，所述上波纹管和所述下波纹管之间通过所述带阻尼孔的螺钉连通，阻尼液能够通过所述带阻尼孔的螺钉在所述上波纹管和所述下波纹管之间流动。

8、在实际应用中，可以通过更换不同规格的带阻尼孔的螺钉，改变阻尼孔的直径与长度，从而改变阻尼液的流量，实现阻尼的调节。

9、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述垂向准零刚度隔振器还包括上碟簧、下碟簧、若干个刚度调整螺栓和若干个调整螺母，所述上碟簧和所述下碟簧对称设置在所述底座的上下两侧，所述上波纹管设置在所述上碟簧和所述底座之间，所述下波纹管设置在所述下碟簧和所述底座之间；所述刚度调整螺栓设置在所述上碟簧和所述下碟簧之间，所述调整螺母设置在所述上碟簧远离所述下碟簧的一侧，所述调整螺母套设在所述刚度调整螺栓上，所述调整螺母用于和所述刚度调整螺栓配合以调节所述上碟簧和所述下碟簧的轴向压缩量。

10、通过这种设置方式，可以通过旋合调整螺母，从而调节上碟簧和下碟簧的轴向压缩量，实现对垂向准零刚度隔振器刚度的调节，以适应不同的应用场景和隔振需求，提高了适用性。同时可以通过旋合调整螺母，来调节上波纹管和下波纹管压缩状态以提供正刚度，以及调节上碟簧和下碟簧的轴向压缩量以提供负刚度，进一步实现了刚度的灵活调节。另外，采用碟簧-波纹管正负刚度并联结构作为垂向隔振核心部件，具有体积紧凑、阻尼耗散强以及固有频率低的特点。

11、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述底座上设置有用于定位所述刚度调整螺栓的通孔，所述刚度调整螺栓穿过所述通孔，所述通孔的直径大于所述刚度调整螺栓的直径。

12、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述上凹面和所述下凹面的表面光滑。

13、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述上凹面和所述下凹面的表面涂覆有阻尼材料。

14、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述滚珠的数量为三个。

15、进一步地，本申请提供的组合式三维准零刚度隔振装置，所述上碟簧的中心设置有阻尼液注入口，所述阻尼液注入口和所述上波纹管连通。

16、由上可知，本发明的组合式三维准零刚度隔振装置，通过设置水平滚动隔振平台和若干个垂向准零刚度隔振器，能在水平方向和竖直方向提供准零刚度需求，并且能有效隔离来自水平方向的低频激励以及来自竖直方向的低频激励对精密设备工作精度的影响，满足了多维度振动隔离的要求，提高了隔振效果。

技术特征：

1.一种组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，包括水平滚动隔振平台（100）和若干个垂向准零刚度隔振器（200），所述水平滚动隔振平台（100）包括至少三个不全部共线的滚珠（110）、上支撑板（120）和下支撑板（130），所述上支撑板（120）靠近所述下支撑板（130）的一面设置有和所述滚珠（110）数量一致的上凹面，所述下支撑板（130）靠近所述上支撑板（120）的一面设置有和所述上凹面一一对应的下凹面（131），所述滚珠（110）设置在所述上凹面和所述下凹面（131）之间；所述垂向准零刚度隔振器（200）设置在所述上支撑板（120）的顶部。

2.根据权利要求1所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述垂向准零刚度隔振器（200）包括底座（210）、上波纹管（260）和下波纹管（270），所述上波纹管（260）和所述下波纹管（270）对称设置在所述底座（210）的上下两侧；所述上波纹管（260）和所述下波纹管（270）内均设置有阻尼液。

3.根据权利要求2所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述上波纹管（260）和所述下波纹管（270）之间通过阻尼孔互相连接，阻尼液能够通过所述阻尼孔在所述上波纹管（260）和所述下波纹管（270）之间流动。

4.根据权利要求3所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述底座（210）的中心设置有带阻尼孔的螺钉（211），所述上波纹管（260）和所述下波纹管（270）之间通过所述带阻尼孔的螺钉（211）连通，阻尼液能够通过所述带阻尼孔的螺钉（211）在所述上波纹管（260）和所述下波纹管（270）之间流动。

5.根据权利要求4所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述垂向准零刚度隔振器（200）还包括上碟簧（220）、下碟簧（230）、若干个刚度调整螺栓（240）和若干个调整螺母（250），所述上碟簧（220）和所述下碟簧（230）对称设置在所述底座（210）的上下两侧，所述上波纹管（260）设置在所述上碟簧（220）和所述底座（210）之间，所述下波纹管（270）设置在所述下碟簧（230）和所述底座（210）之间；所述刚度调整螺栓（240）设置在所述上碟簧（220）和所述下碟簧（230）之间，所述调整螺母（250）设置在所述上碟簧（220）远离所述下碟簧（230）的一侧，所述调整螺母（250）套设在所述刚度调整螺栓（240）上，所述调整螺母（250）用于和所述刚度调整螺栓（240）配合以调节所述上碟簧（220）和所述下碟簧（230）的轴向压缩量。

6.根据权利要求5所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述底座（210）上设置有用于定位所述刚度调整螺栓（240）的通孔（212），所述刚度调整螺栓（240）穿过所述通孔（212），所述通孔（212）的直径大于所述刚度调整螺栓（240）的直径。

7.根据权利要求1所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述上凹面和所述下凹面（131）的表面光滑。

8.根据权利要求1所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述上凹面和所述下凹面（131）的表面涂覆有阻尼材料。

9.根据权利要求1所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述滚珠（110）的数量为三个。

10.根据权利要求5所述的组合式三维准零刚度隔振装置，其特征在于，所述上碟簧（220）的中心设置有阻尼液注入口（221），所述阻尼液注入口（221）和所述上波纹管（260）连通。

技术总结
本申请涉及隔振装置技术领域，公开了一种组合式三维准零刚度隔振装置，包括水平滚动隔振平台和若干个垂向准零刚度隔振器，所述水平滚动隔振平台包括至少三个不全部共线的滚珠、上支撑板和下支撑板，所述上支撑板靠近所述下支撑板的一面设置有和所述滚珠数量一致的上凹面，所述下支撑板靠近所述上支撑板的一面设置有和所述上凹面一一对应的下凹面，所述滚珠设置在所述上凹面和所述下凹面之间；所述垂向准零刚度隔振器设置在所述上支撑板的顶部，所述垂向准零刚度隔振器包括底座、上波纹管和下波纹管，所述上波纹管和所述下波纹管对称设置在所述底座的上下两侧；上波纹管和下波纹管内均设置有阻尼液。本发明具有隔振效果好和适用性强的有益效果。

技术研发人员：黄子祥,李奇,王冠明,周川堰,曹东豪
受保护的技术使用者：季华实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12