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专利号: 2021111820733
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种五自由度高阻尼粘滞流体减振器,包括箱体部件(1)、弹簧减振部件(2)、高阻尼粘滞部件(3)、粘滞流体(4);其特征在于:所述弹簧减振部件(2)轴线与箱体部件(1)中心线处于同一直线上;所述弹簧减振部件(2)中的轴套(206)通过螺母(205)连接于所述箱体部件(1)的顶板(109)上端,在螺母(205)和所述顶板(109)之间设置弹簧垫圈(218)和平垫圈(219);所述高阻尼粘滞部件(3)的中间圆板(308)通过螺栓与上连接板二(310)、下连接板二(309)连接在立柱(104)中下端;所述高阻尼粘滞部件(3)的底板(305)通过螺栓与下安装法兰(311)连接在立柱(104)下端;所述粘滞流体(4)充满箱体部件(1);

箱体部件受到的振动激励直接传递至立柱,首先经由立柱传递至高阻尼粘滞部件被部分吸收,再由高阻尼粘滞部件传递至弹簧减振部件;弹簧减振部件接收到的振动在弹簧减振部件内部吸收,最后传递至箱体部件的顶板;

所述弹簧减振部件(2)还包括球铰链卡盖(201)、球铰链基座(202)、主球(203)、球铰链弹簧(204)、滚珠(217)、螺母(205)、轴套(206)、推力球轴承(207)、弹簧减振顶板(209)、上连接板一(210)、弹簧减振底板(211)、下连接板一(212)、弹簧垫圈(218)、平垫圈(219),所述主球(203)通过球铰链卡盖(201)连接于球铰链基座(202)上端;所述滚珠(217)分布在主球(203)和球铰链基座(202)之间;所述主球(203)可在球铰链基座(202)中借助滚珠(217)进行转动;所述球铰链卡盖(201)两端表面与球铰链基座(202)两端表面处于同一平面,并通过螺纹将其连接一起;所述主球(203)上设有螺纹孔;所述球铰链弹簧(204)轴线与主球(203)轴线处于同一直线上,球铰链弹簧(204)连接于主球(203)中;所述轴套(206)轴线与螺母(205)轴线处于同一直线上,并通过螺纹将其连接一起;所述螺母(205)和顶板(109)之间设置弹簧垫圈(218)和平垫圈(219);所述推力球轴承(207)轴线与轴套(206)轴线处于同一直线上,并通过过盈配合将其连接一起;所述弹簧减振顶板(209)圆形卡槽下表面与推力球轴承(207)上表面处于同一水平面,并通过过盈配合将其连接一起;所述弹簧减振底板(211)上表面与球铰链基座(202)下表面处于同一水平面,并通过螺钉将其连接一起;所述弹簧减振底板(211)上、下表面分别与上连接板一(210)下表面、下连接板一(212)上表面处于同一水平面,并通过螺栓将其连接在一起;

所述高阻尼粘滞部件(3)还包括外圆筒(301)、内圆筒(302)、圆板(303)、上竖直挡板(304)、底板(305)、下竖直挡板(306)、挡板固定件(307)、中间圆板(308)、下连接板二(309)、上连接板二(310)、下安装法兰(311),所述中间圆板(308)外径等于外圆筒(301)内径,并通过螺栓将其连接一起;所述上竖直挡板(304)矩形缺口与内圆筒(302)矩形缺口相互嵌合,上竖直挡板(304)通过矩形缺口放置于中间圆板(308)上方,并均匀分布;所述上竖直挡板(304)通过挡板固定件(307)连接在中间圆板(308)上端;所述内圆筒(302)上表面与弹簧减振底板(211)下表面处于同一平面,并通过螺栓将其连接一起;所述圆板(303)轴线与内圆筒(302)轴线处于同一直线上,圆板(303)通过上连接板二(310)、下连接板二(309)连接在立柱(104)中下端;所述下竖直挡板(306)矩形缺口与内圆筒(302)矩形缺口相互嵌合,下竖直挡板(306)通过矩形缺口放置于中间圆板(308)下方,并与上竖直挡板(304)错位分布;所述下竖直挡板(306)通过挡板固定件(307)连接在底板(305)上端;所述下安装法兰(311)下表面与底板(305)上表面处于同一水平面,并通过螺栓将其连接一起;所述下安装法兰(311)上表面与立柱(104)下表面处于同一水平面,并通过螺钉将其连接一起。

2.根据权利要求1所述的一种五自由度高阻尼粘滞流体减振器,其特征在于:所述箱体部件(1)还包括工作平台(101)、上安装法兰(102)、扭力弹簧固定器(103)、立柱(104)、扭力弹簧(105)、圆孔式扭力弹簧固定器(106)、密封圈(107)、密封钢圈(108)、顶板(109)、上密封圈(110)、箱体(111)、油位观察装置(112)、出油口装置(113)、下密封圈(114)、箱体基座(115),所述立柱(104)通过上安装法兰(102)连接在工作平台(101)下端;所述扭力弹簧固定器(103)上表面、圆孔式扭力弹簧固定器(106)上表面与工作平台(101)下表面处于同一水平面,并通过螺钉连接在工作平台(101)下端;所述扭力弹簧(105)与圆孔式扭力弹簧固定器(106)圆孔轴线处于同一直线上,并将扭力弹簧(105)一端放置于扭力弹簧固定器(103)矩形孔中限位,另一端通过圆孔式扭力弹簧固定器(106)圆柱孔内固定;所述扭力弹簧(105)两端均穿过扭力弹簧固定器(103)矩形孔、圆孔式扭力弹簧固定器(106)圆孔;所述密封钢圈(108)将密封圈(107)压紧在顶板(109)上,并将其锁紧;所述顶板(109)通过上密封圈(110)连接在箱体(111)上端;所述油位观察装置(112)右端与箱体(111)左端处于同一竖直面,并通过螺钉将其连接在一起;所述出油口装置(113)右端与箱体(111)左端处于同一竖直面,并通过螺纹将其连接在一起;所述箱体基座(115)通过螺钉与下密封圈(114)连接在箱体(111)下端。

3.根据权利要求2所述的一种五自由度高阻尼粘滞流体减振器的减振方法,其特征在于:五个自由度的减振方法如下:

(1)振动传递:所述振动激励首先从箱体部件(1)的工作平台(101)传递至立柱(104),经由立柱(104)传递至高阻尼粘滞部件(3),再由高阻尼粘滞部件(3)传递至弹簧减振部件(2);其次由弹簧减振部件(2)的弹簧减振底板(211),经由弹簧减振底板(211)、球铰链基座(202)、主球(203)、球铰链弹簧(204)传递至顶板(109);最后由顶板(109)传递至推力球轴承(207),经由推力球轴承(207)传递至轴套(206),再由轴套(206)传递至箱体部件(1)的顶板(109);

(2)沿z轴移动自由度的减振:所述振动激励传递至球铰链基座(202)、主球(203)、球铰链弹簧(204)和底板(305),则沿z轴轴线方向的减振通过球铰链弹簧(204)的往复伸缩实现减振;同时,在底板(305)、中间圆板(308)、弹簧减振底板(211)上分布着圆通孔,当底板(305)、中间圆板(308)、弹簧减振底板(211)发生沿z轴轴向运动时,箱体(111)中的粘滞流体与底板(305)、中间圆板(308)、弹簧减振底板(211)的圆通孔进而产生相对运动,将振源的机械能转化为内能,以达到沿z轴移动方向减振目的;

(3)沿极径r移动自由度的减振:所述振动激励传递至高阻尼粘滞部件(3),在高阻尼粘滞部件(3)的外圆筒(301)、内圆筒(302)上分布的圆通孔与箱体(111)中的粘滞流体产生相对运动,将振源的机械能转化为内能,以达到沿极径r移动方向减振目的;

(4)绕极径r转动自由度的减振:所述振动激励传递至高阻尼粘滞部件(3)、球铰链基座(202)、主球(203)、球铰链弹簧(204),通过主球(203)带动旋转高阻尼粘滞部件(3)的外圆筒(301)、内圆筒(302)、底板(305)、中间圆板(308)上分布的圆通孔与箱体(111)中的粘滞流体产生相对运动,将振源的机械能转化为内能,以达到绕极径r转动方向减振目的;

(5)绕极角θ转动自由度的减振:所述振动激励传递至高阻尼粘滞部件(3)、球铰链基座(202)、主球(203)、球铰链弹簧(204),通过主球(203)带动旋转高阻尼粘滞部件(3)的外圆筒(301)、内圆筒(302)、底板(305)、中间圆板(308)上分布的圆通孔与箱体(111)中的粘滞流体产生相对运动,将振源的机械能转化为内能,以达到绕极角θ转动方向减振目的;

(6)沿极角θ移动自由度的减振:极角θ移动自由度还包括绕z轴旋转自由度;所述振动激励传递至推力球轴承(207)将扭转振动传递给上竖直挡板(304)、下竖直挡板(306),同时,上竖直挡板(304)、下竖直挡板(306)分布者圆通孔,箱体(111)中的粘滞流体与上竖直挡板(304)、下竖直挡板(306)的圆通孔进而产生相对运动,将振源的机械能转化为内能,同时,扭力弹簧(105)扭转伸缩,以达到沿极角θ移动方向减振目的。

4.根据权利要求3所述的一种五自由度高阻尼粘滞流体减振器的减振方法,其特征在于:所述步骤(2)~(6)中可以同步进行。