一种高静态低动态刚度隔振器抗冲击性的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高静态低动态刚度隔振器抗冲击性的实现方法，属于隔振技术领域。
【背景技术】
[0002]在日常生活中，振动、冲击随处可见，其带来的危害也非常大。在车辆行驶、房屋建设、道路铺设、飞机升空、火箭发射、机车运行等各个领域，都存在振动和冲击现象。如前所述，除了振动之外，冲击也普遍存在于生产生活中，对仪器仪表等设备产生较大的损害，严重影响设备的使用寿命。
[0003]在工程实际中，应对振动和冲击的隔振器有:金属弹簧隔振器、液压隔振器、钢丝绳隔振器、橡胶隔振器等。根据自身特点，这些隔振器有不同的应用领域。高静态低动态刚度隔振系统能够减少振动对设备带来的损害，但是当有较大冲击载荷产生时，该隔振系统就会产生较大变形，严重限制了该隔振系统的隔振效果。
[0004]目前，有很多关于高静态低动态刚度隔振系统抗冲击性的研究，并建立了一些物理模型。但是，现有研究只停留在科学实验方面，还不能应用到实际的生产生活中。
[0005]橡胶隔振器可以在压缩和拉伸状态时起隔振效果，其具有较大的内阻尼系数，适用于静态位移小动态位移短暂且较大的情况，并且橡胶可以做成各种形态的隔振器，适用于各种隔振空间的要求，但是橡胶隔振器易老化变形，多数只适用于高频振动隔振。钢丝绳隔振器是利用钢丝绳间的摩擦阻尼消耗振动冲击的能量，可以实现较大的隔振区间，但是钢丝绳隔振器阻尼系数小，共振区隔振效果差。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种高静态低动态刚度隔振器抗冲击性的实现方法，该方法基于高静态低动态刚度隔振的特点，设计出一种由橡胶与钢丝绳隔振器构成的复合隔振器。该复合隔振器在设备响应位移较小的情况下，只有钢丝绳隔振器发挥隔振作用；在冲击激励较大的位移情况下，橡胶与钢丝绳隔振器一起发挥隔振作用。通过测试这种复合隔振器，发现其隔振频率宽，并能很好地吸收和消耗冲击激励的能量，减少了冲击激励对设备产生的损害，延长设备的使用寿命。
[0007]为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是:一种高静态低动态刚度隔振器抗冲击性的实现方法，包括以下步骤:
[0008]步骤1、对需要隔振的设备中冲击激励的特点进行分析，由于设备振动工况复杂，振动冲击往往会引起设备的剧烈振动，进而影响设备的使用性能和寿命，不同的设备对隔振器都有具体的严格要求；
[0009]步骤2、分析高静态低动态刚度隔振器承受的冲击激励特点，在振动和冲击激励下，其隔振器具有刚度非线性的特点，即有较高的静态刚度和较低的动态刚度，可有效地提高隔振频域范围，并可以在较小位移响应条件下，耗散较多的冲击能量；
[0010]步骤3、测试分析单一橡胶、钢丝绳隔振器的隔振特点，振动传递率曲线图，具体包括以下子步骤:
[0011](a)将橡胶隔振器置于质量块和激振台之间，质量块上贴有位置传感器，并记录质M块初始位置为x0 ；
[0012](b)给激振台提供正弦慢扫频的振动激励，其振幅为X，振动激励通过橡胶隔振器传到质量块上，通过质量块上的位置传感器测出不同频率下质量块最大位移处的位置Xl(f)，并得出橡胶隔振器的振动传递率曲线Tr = (X1-x0) /x;
[0013]然后，将橡胶隔振器换成钢丝绳隔振器，并重复上述子步骤(a)、(b)，同样得出钢丝绳隔振器的振动传递率曲线图；通过对测试结果分析发现，橡胶隔振器仅仅适用于高频率隔振，低频率隔振效果差，钢丝绳隔振器虽然具有较宽的隔振频域，但是不能承受较大的振动冲击；
[0014]步骤4、测试分析复合隔振器A的隔振特点，结合橡胶、钢丝绳隔振器的特点，采用将圆柱形橡胶块内嵌到钢丝绳内，即构成复合隔振器A，其中橡胶块顶部、底部分别与上、下钢板通过胶水粘贴在一起，橡胶块置于钢丝绳隔振器下钢板的中心位置，其直径与上、下钢板最小直径相同，并重复步骤3中的子步骤(a)、(b)，测试出复合隔振器A的振动传递率曲线图，得出复合隔振器A的隔振特性，并与单一橡胶、钢丝绳隔振器的隔振特性对比，从中发现复合隔振器A虽然结合了橡胶与钢丝绳隔振器的隔振特点，强化了一些隔振特性，但是减小了隔振区间，不能应用于低频率隔振；
[0015]步骤5、测试分析复合隔振器B的隔振特点，根据复合隔振器A所存在的缺点，需要调整圆柱形橡胶块的高度，橡胶块底部与钢丝绳隔振器的下钢板通过胶水粘合在一起，橡胶块顶部与钢丝绳隔振器的上钢板之间留有3_5mm的空隙，即构成复合隔振器B，并重复步骤3中的子步骤(a)、(b)，测试出复合隔振器B的振动传递率曲线图，得出复合隔振器B的隔振特性，并与复合隔振器A进行对比，从中发现复合隔振器B在小振幅、小冲击激励情况下，只有钢丝绳隔振器起隔振作用，在大振幅、大冲击激励情况下，橡胶与钢丝绳隔振器共同起作用，这不仅保留了复合隔振器A的隔振优点，还克服了复合隔振器A不能应用于低频率隔振的缺点，增加了隔振器的隔振频域；
[0016]步骤6、测试分析对称安装在设备两侧复合隔振器B的隔振特点，复合隔振器B对于设备的振动、冲击隔振具有单向性，为了更好地起到隔振效果，本方法采用两个复合隔振器B，并对称安装在需要隔振设备的两侧，测试在振动冲击下的隔振特性，得出振动传递率，发现对称安装方式的隔振效果要优于单一安装方式，并具有双向隔振特性;根据需要隔振的设备实际工况，还可以采用两个以上的复合隔振器B对设备进行隔振;复合隔振器B中钢丝绳的股数与尺寸、橡胶块的形状与材料，可以根据需要隔振的设备实际受到的振动、冲击情况加以选择。
[0017]本发明有益效果是:一种高静态低动态刚度隔振器抗冲击性的实现方法，包括以下步骤:(I)对需要隔振的设备中冲击激励的特点进行分析，(2)分析高静态低动态刚度隔振器承受的冲击激励特点，(3)测试分析单一橡胶、钢丝绳隔振器的隔振特点，(4)测试分析复合隔振器A的隔振特点，(5)测试分析复合隔振器B的隔振特点，(6)测试分析对称安装在设备两侧复合隔振器B的隔振特点。与已有技术相比，本发明基于高静态低动态刚度隔振的特点，设计出一种由橡胶与钢丝绳隔振器构成的复合隔振器B。该复合隔振器B在设备响应位移较小的情况下，只有钢丝绳隔振器发挥隔振作用;在冲击激励较大的位移情况下，橡胶与钢丝绳隔振器一起发挥隔振作用。通过测试这种复合隔振器B，发现其隔振频率宽，并能很好地吸收和消耗了冲击激励的能量，减少了冲击激励对设备产生的损害，延长设备的使用寿命。
【附图说明】
[0018]图1是本发明方法步骤流程图。
[0019]图2是复合隔振器A的结构示意图。
[0020]图3是复合隔振器B的结构示意图。
[0021 ]图4是对称安装在设备两侧的复合隔振器B的结构示意图。
[0022]图5是几种隔振器振动传递率曲线图。
[0023]图中:1、圆柱形橡胶块，2、钢丝绳，3、上钢板，4、下钢板，5、需要隔振的设备。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]如图1所示，一种高静态低动态刚度隔振器抗冲击性的实现方法，包括以下步骤:
[0026]步骤1、对需要隔振的设备中冲击激励的特点进行分析，由于设备振动工况复杂，振动冲击往往会引起设备的剧烈振动，进而影响设备的使用性能和寿命，不同的设备对隔振器都有具体的严格要求；
[0027]步骤2、分析高静态低动态刚度隔振器承受的冲击激励特点，在振动和冲击激励下，其隔振器具有刚度非线性的特点，即有较高的静态刚度和较低的动态刚度，可有效地提高隔振频域范围，并可以在较小位移响应条件下，耗散较多的冲击能量；
[0028]步骤3、测试分析单一橡胶、钢丝绳隔振器的隔振特点，振动传递率曲线图，具体包括以下子步骤:
[0029](a)将橡胶隔振器置于质量块和激振台之间，质量块上贴有位置传感器，并记录质M块初始位置为xO ；
[0030](b)给激振台提供正弦慢扫频的振动激