37] (1)在外力作用下，减振器内外圈产生相对转动，导致凹凸式花键槽附近的一部分 橡胶发生拉伸变形，而另一部分橡胶则发生压缩变形，从而增加了橡胶的变形程度，使更多 的橡胶分子参与变形耗能，有利于损耗更多振动能量。从能量的角度来看，与普通管状结构 相比，该结构具有更高的阻尼损耗因子，可以更好地衰减周向的扭转振动。
[0038] (2)在外力作用下，中间的间隔扩变层发生变形，增加了橡胶部分的剪切变形量， 同样可以增加能量损耗，提高阻尼损耗因子；同时轴向孔可以兼做散热通道，不仅能起到散 热作用，还可以改善橡胶的使用环境、提高减振器的使用寿命。
[0039] (3)将混炼胶与适量的金属颗粒和金属丝混合均匀，并且金属丝尽量沿轴向布置， 再进行硫化粘接处理处理；不仅可以增加橡胶减振器的刚度，而且最重要的是金属颗粒可 以吸收橡胶变形产生的热量，并通过与之相邻的金属丝传导至空气中散发出去，改善橡胶 部分的导热性能。
[0040] (4)橡胶部分采用性能优异的天然橡胶作为原材料。
[0041] 1、减振原理及其效益分析
[0042] 1. 1、减振原理分析
[0043] 在不改变减振器外部连接结构的前提下，通过改变减振器的内部结构及减振机 理，提高其阻尼损耗因子，改善减振效果。
[0044] 利用凹凸花键式结构，增加内外圈对橡胶部分的拉伸压缩作用，从而导致橡胶变 形量增加，提高阻尼损耗因子；利用间隔扩变层，增加橡胶的剪切变形量，也可以提高阻尼 损耗因子；利用间隔扩变层的轴向孔，增加导热散热，改善橡胶的使用环境；利用金属颗粒 与金属丝，及时将橡胶内部产生热量及时传导出来，改善橡胶散热条件。
[0045] 橡胶属于粘弹性材料，既有弹性材料的大变形、不可压缩等超弹性特点；同时也具 有粘性材料的迟滞效应、阻尼耗能等阻尼减振功能。由于橡胶分子中长链分子结构以及分 子间存在较弱的次级力，使得橡胶材料呈现出独特的粘弹性能，如图5、图6所示。橡胶的 滞后特性和变形时的内摩擦使振动的机械能转变为热能而耗散掉，因而起到较好的减振降 噪作用。橡胶内摩擦和滞后特性通常用损耗因子来表示，损耗因子越大，橡胶的阻尼特性就 越明显，而损耗因子的大小不仅与橡胶本身的结构有关，而且与温度和频率有关，如图7所 /Jn〇
[0046] 本实用新型通过改变橡胶减振器的内部结构来增加橡胶材料的变形量(拉压变形 量、剪切变形量)，进一步增加参与阻尼耗能的橡胶分子数量，利用橡胶材料本身的阻尼耗 能特性，更好地衰减振动能量，达到减振降噪的要求。
[0047] 在工程实际中，橡胶阻尼耗能作用的发挥对温度的依赖性较高，因此适当改善橡 胶的使用环境，及时地将橡胶内部产生的热量及时散发出去，将有利于提高橡胶本身的性 能，对衰减振动能量，延长橡胶减振器的使用寿命都是有利的。
[0048] I. 2、效益分析
[0049] 本实用新型所述的凹凸花键式管状橡胶减振器，结构和工艺都比较简单；不仅可 以有效地减少振动，降低噪音，减少环境污染，而且其良好的散热结构有助于延长橡胶的使 用寿命；制造成本低，经济效益和社会效益都比较好，是一款很有市场潜力的新型减振器。
[0050] 2、相关参数确定
[0051] 2. 1、花键尺寸
[0052] 内外圈上的花键结构，尽量采用标准花键型式，具体尺寸见表1。这样有利于采用 现有的刀具来加工，降低制造成本。
[0053] 表1花键尺寸参数表
【主权项】
1. 一种带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是；包括花键式内圈（1)、 橡胶层（2 )、花键式外圈（3 ) W及间隔扩变层（4 )，花键式内圈（1)与花键式外圈（3 )之间设 置间隔扩变层（4);花键式内圈（1)、花键式外圈（3)及间隔扩变层（4)均为金属件且通过橡 胶层（2)硫化粘接在一起；橡胶层（2)中有均匀分布的金属颗粒和金属丝。
2. 根据权利要求1所述的带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是；花 键式内圈（1)和花键式外圈（3 )的花键齿形间隔配置。
3. 根据权利要求1或2所述的带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是： 所述花键式内圈（1)的厚度、花键式外圈（3)的厚度W及花键式内圈（1)和花键式外圈（3) 的花键齿形之间的橡胶层（2)的厚度，H者相当。
4. 根据权利要求3所述的带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是；所 述花键式内圈（1)的花键槽深度约为花键式内圈（1)单边厚度的一半左右；所述花键式外 圈（3)的花键槽深度为花键式外圈（3)单边厚度的一半。
5. 根据权利要求4所述的带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是；所 述的间隔扩变层（4)设置有轴向的贯通孔，沿周向均匀布置。
6. 根据权利要求5所述的带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是；所 述间隔扩变层（4)的轴向贯通孔的孔径为间隔扩变层厚度的一半。
7. 根据权利要求6所述的带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，其特征是；间 隔扩变层（4)为沿周向均匀布置的H个等径的1/3圈结构。
【专利摘要】本实用新型涉及一种带间隔扩变层的凹凸花键式管状橡胶减振器，包括花键式外圈，花键式内圈，间隔扩变层，橡胶层；所述花键式外圈与所述花键式内圈之间有所述间隔扩变层；所述花键式外圈、所述花键式内圈、所述间隔扩变层，这三者均与所述橡胶层硫化粘接在一起；所述橡胶层中有均匀分布的金属颗粒和金属丝。本实用新型既增加了径向拉压变形量和剪切变形量，提高了减振器的结构阻尼损耗因子，增强了减振器的径向减振效果，又改善了橡胶的散热效果，延长了橡胶减振器的使用寿命；内外圈均采用花键式结构，增加了周向扭转变形量和剪切变形量，从而提高了减振器的结构阻尼损耗因子，增强了减振器的周向减振效果。
【IPC分类】F16F1-387, F16F1-40, F16F7-108
【公开号】CN204372025
【申请号】CN201420783692
【发明人】韩斌慧, 李飞, 王新, 赵海兴, 孙大刚, 宋勇, 陈俊海, 满子良, 冯家鹏, 王海涛
【申请人】中国煤炭科工集团太原研究院有限公司, 山西天地煤机装备有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月13日