CN103161865B - 锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，包括外壳、顶帽、弹簧螺母、隔振弹簧及滚珠锁死机构。本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器采用滚珠锁死机构，配合锁紧力调整组件、平衡位置调整组件、缓冲组件，实现了隔振器三向缓冲、三向无谐振峰隔振、锁紧力可调、满足不同公称载荷之目的。由于采用滚动摩擦隔振，从而减小了隔振器的阻尼系数并降低了使用中的磨损，使得本发明的隔振器具有使用寿命长、抗磨损、性能稳定，以及具有高效高频隔振能力等优点。

Description

锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器

技术领域

本发明涉及一种无谐振峰的隔振缓冲装置，尤其涉及一种适用于对空间三向隔振缓冲有严格要求的电子设备或机电设备的无谐振峰隔振器。

背景技术

振动与冲击可对电子或机电设备造成元器件或材料的机械破坏，引发结构变形或松动、电气参数变化、接触不良等问题。因此除了对电子设备中组件、插箱进行应力筛选、对整机进行结构加固以提高其抗力学环境能力外，还应采用隔振缓冲系统来缓和或避免力学环境对电子设备的有害影响，以达到降低电子设备加固成本、提高其可靠性和使用寿命的目的。隔振器是隔振缓冲系统所必需的一种设备，其应具有变刚度变阻尼特性，并应同时具有隔振缓冲两种功能。

无谐振峰隔振器因具有对环境条件反应不敏感，可在油污，高、低温恶劣环境下工作，不易老化，性能稳定等优点而被广泛使用在军用电子设备的隔振系统中。中国专利CN85100564A公开了这种无谐振峰隔振缓冲器，其采用几组具有独立弹性、阻尼特性的组件，从而可以灵活地组装成具有不同承载量、不同动态特性的隔振器或阻尼器。该无谐振峰隔振缓冲器主要存在以下不足：1)根据滑动摩擦原理实现无谐振峰隔振效果，使用寿命较短，长时间工作后零部件磨损严重，隔振器性能降低；2)采用滑动摩擦阻尼的隔振器在高频段的隔振效果不理想；3)空间三向隔振效果不理想，缓冲效果差，且三向摩擦力大小调节复杂。

因此，需探索一种高频隔振能力强、空间三向隔振效果理想且三向摩擦力大小调节简单的无谐振峰隔振器，以提高电子仪器或机电设备的隔振缓冲性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，该隔振器通过采用具有滚动摩擦锁死机构的隔振器结构提高了隔振器高频隔振能力及抗磨损能力，解决了目前现有无谐振峰隔振器零部件易磨损和高频段隔振效果不理想的问题。另外，本发明隔振器的空间三向隔振、缓冲效果理想，且三向摩擦力大小调节简单。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，包括外壳、顶帽、弹簧螺母和连接在外壳底部与弹簧螺母之间的隔振弹簧，所述外壳的顶部设置有开口，所述弹簧螺母设置于顶帽中，该顶帽从外壳的顶部开口处伸出，还包括滚珠锁死机构，所述滚珠锁死机构包括滚珠、滚珠座、锁片、弹性垫圈和锁环，所述锁环的上设置有环形槽，所述滚珠座的周向设置有槽口，所述滚珠设置于环形槽与槽口包络配合形成的锁仓中；所述顶帽的底部设置有法兰，所述法兰与锁片将滚珠夹持在二者的边缘，所述弹性垫圈弹抵在法兰或锁片上形成对滚珠在槽口中径向运动的弹性锁紧作用。

进一步，还包括径向锁紧力调整组件，该径向锁紧力调整组件包括压紧螺母，所述压紧螺母、弹性垫圈与锁片从上至下依次同轴套设在顶帽上，该压紧螺母与顶帽螺纹连接。

进一步，还包括轴向锁紧力调整组件，该轴向锁紧力调整组件包括与外壳底部螺纹连接的底板和支撑在底板上的锥形环，所述锥形环的内部设有锥面，所述锁环为开口环，锁环的外边缘具有与锥形环内部锥面角度相应的倒角，所述锥形环套设在经倒角的锁环外边缘上。

进一步，所述锥形环为两个，所述两个锥形环将所述锁环夹套在中间。

进一步，还包括弹圈，所述弹圈安装在两片滚珠座扣合形成的腔室中。

进一步，还包括用于提供隔振器轴向与径向缓冲能力的缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲单元，所述缓冲单元设置于外壳与法兰和/或外壳与锁片之间。

进一步，所述缓冲单元为锥簧、缓冲橡胶或金属丝网。

进一步，还包括平衡位置调整组件，所述平衡位置调整组件包括设置于顶帽中的调高螺栓，所述调高螺栓与弹簧螺母螺纹连接。

进一步，所述调高螺栓为六角法兰面螺栓，所述顶帽的顶端设置有与调高螺栓的六角头部相配合的六边形孔，所述调高螺栓的六角头部从顶帽的六边形孔中伸出。

进一步，还包括用于密封外壳顶部开口处间隙的密封元件，所述密封元件为套设在压紧螺母上的环形封盖或为连接于压紧螺母与外壳开口边缘的橡胶环。

本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器具有以下有益效果：

1)本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器上设置了滚珠锁死机构，采用滚珠滚动摩擦替代滑动摩擦来提供较低的阻尼性能，进而有效地提高了隔振器高频无谐振峰隔振能力。另外，滚动摩擦具有耐磨损、寿命长、调整简便等优点。

2)本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器上设置有轴向、径向锁紧力调整组件，实现了轴向、径向锁紧力的分别调节，避免不同方向振动的互相影响，且调整过程无需拆卸隔振器，简便易行。

3)通过设置平衡位置调整组件，使得本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器更加便于安装和调节。

4)通过设置独立的缓冲组件，同时实现了三向隔振和缓冲要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明作进一步描述。

图1为本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器俯视图；

图2为图1中本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器的A-A剖切面示意图；

图3为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的滚珠锁死机构立体示意图；

图4为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的顶帽立体结构示意图；

图5为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的调高螺栓立体结构示意图；

图6为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的压紧螺母立体结构示意图；

图7为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的锁片的截面示意图；

图8为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的锁环立体结构示意图；

图9为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的锁环剖面示意图；

图10为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的滚珠座立体结构示意图；

图11为本发明锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器中的滚珠座与滚珠装配示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1至11所示：本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，包括外壳18、顶帽3、弹簧螺母2和连接在外壳18底部与弹簧螺母2之间的隔振弹簧14，所述外壳18的底部设置有用于与振动源连接的底座19，该底座19的中部螺纹连接有底板17，所述底板17的中部设置有柱形凸台，所述隔振弹簧14的两端分别套设在柱形凸台与弹簧螺母2上形成隔振组件，将隔振弹簧14的一端套设在柱形凸台上，以防止隔振弹簧14径向滑动；所述外壳18的顶部设置有开口20，所述弹簧螺母2设置于顶帽3中，该顶帽3从外壳18的顶部开口20处伸出，以连接被隔振设备；本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器还包括滚珠锁死机构，所述滚珠锁死机构包括滚珠13、滚珠座10、弹圈12、锁片7、弹性垫圈6和锁环11，所述锁环11的内侧设置有环形槽21，所述滚珠座10的周向设置有槽口22，所述滚珠13设置于环形槽21与槽口22包络配合形成的锁仓中，本实施例中所述滚珠座10的周向设置有六个槽口22，每个槽口22中各含有一个滚珠13；所述的滚珠座10有两片，所述弹圈12安装在两片滚珠座10扣合形成的腔室中；所述顶帽3的底部设置有法兰23，所述法兰23与锁片7将滚珠13夹持在二者的边缘，该法兰23与锁片7的边缘设置有倒角，其角度与锁仓内球形滚珠13包络配合，所述弹性垫圈6弹抵在法兰23或锁片7上以形成对滚珠13在槽口22中径向运动的弹性锁紧作用；所述弹圈12与弹簧垫圈6分别提供轴向与径向的锁紧压力及磨损补偿；本发明中所述滚珠13优选球形滚珠，采用球形滚珠13的滚动摩擦以提高隔振器高频隔振能力及抗磨损能力；所述隔振弹簧14可制成圆柱形螺旋簧、塔形螺旋簧、等频簧或失稳簧等，通过选取不同的隔振弹簧14的特性参数，而得到不同的公称载荷要求。

本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其隔振原理是：一、轴向无谐振峰隔振。当被隔振设备带动隔振器中的顶帽3与弹簧螺母2轴向振动时，锁环11通过其内侧环形槽21与锁仓中球形滚珠13锁死，当振动激励小于锁紧力时，振动传递率为1；当振动激励大于锁紧力时，球形滚珠13挤压弹圈12，滑出锁环11内侧环形槽21，隔振器开始振动，此时激励频域较高，处于隔振器隔振区，传递率小于1，进而实现了隔振器在垂直方向无谐振峰的传递特性；二、径向无谐振峰隔振。当被隔振设备带动隔振器中的顶帽3与弹簧螺母2径向振动时，锁片7与顶帽3通过倒角包络锁死锁仓中球形滚珠13，当振动激励小于锁紧力时，振动传递率为1；当振动激励大于锁紧力时，球形滚珠13推动锁片7挤压弹簧垫圈6并滑出锁片3与顶帽3倒角的包络空间，隔振器开始振动，此时激励频域较高，处于隔振器隔振区，传递率小于1，进而实现了隔振器在径向方向无谐振峰的传递特性。

本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器采用独特的滚珠锁死机构，有效地提高了隔振器高频无谐振峰隔振能力。另外，采用滚珠滚动摩擦替代滑动摩擦提高了隔振器的耐磨损能力，延长了隔振器的使用寿命。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器还包括径向锁紧力调整组件，该径向锁紧力调整组件包括压紧螺母4，所述压紧螺母4、弹性垫圈6与锁片7从上至下依次同轴套设在顶帽3上，该压紧螺母4与顶帽3螺纹连接。旋紧压紧螺母4，弹簧垫圈6会相应的压紧锁片7并增强锁片7与顶帽3上法兰23对滚珠13的夹持力，进而提高隔振器的径向振动锁紧力；反之隔振器的径向振动锁紧力降低。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器还包括轴向锁紧力调整组件，该轴向锁紧力调整组件包括与外壳18底部螺纹连接的底板17、支撑在底板上的垫板16和支撑在垫板16上锥形环9，所述锥形环9的内部设有锥面，所述锁环11为开口环，锁环11的外边缘具有与锥形环9内部锥面角度相应的倒角，所述锥形环9套设在经倒角的锁环11外边缘上，调整锥形环9与锁环11之间的轴向作用力，可以改变锁环11内径的大小，进而达到调整隔振器轴向振动锁紧力的目的。本实施例中，所述锥形环9设置有两个，所述两个锥形环9将所述锁环11夹套在中间。旋紧底板17，两个锥形环9将压紧锁环11，因为所述锁环11为开口环，所以该锁环11的内径在两个锥形环9压力下将发生收缩，进而提高了隔振器的轴向振动锁紧力；反之隔振器的轴向振动锁紧力降低。本发明的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器上设置有轴向、径向锁紧力调整组件，实现了轴向、径向锁紧力的分别调节，避免不同方向振动的互相影响。且调整过程无需拆卸隔振器，简便易行。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲单元15，所述缓冲单元15设置于外壳18与法兰23和/或外壳18与锁片7之间。本实施例中所述缓冲单元15优选锥形簧，当然所述缓冲单元15还可由缓冲橡胶或金属丝网制成。设置缓冲组件，进而同时保证了隔振器的轴向与径向缓冲能力。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括平衡位置调整组件，所述平衡位置调整组件包括设置于顶帽3中的调高螺栓1，所述调高螺栓1与弹簧螺母2螺纹连接。旋动调高螺栓1，顶帽3的高度随之变化，并带动滚珠锁死机构调整其轴向位置，实现平衡位置的调整。调整调高螺栓1旋入量可适应不同的隔振器公称载荷，调高螺栓1与弹簧螺母2压紧时，为最小承载公称载荷。装配时，先轻微旋紧压紧螺母4、底板17大致确定锁紧位置，然后调整调高螺栓1使滚珠锁死机构卡入锁环11中环形槽21，最后调整压紧螺母4、底板17精确确定锁紧力。通过设置平衡位置调整组件使得本发明的隔振器更加便于安装和调节。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调高螺栓1为六角法兰面螺栓，所述顶帽3的顶端设置有与调高螺栓1的六角头部相配合的六边形孔24，所述调高螺栓1的六角头部从顶帽3的六边形孔24中伸出。在顶帽3顶端设置与调高螺栓1相配合的六边形孔24，以防止顶帽3与调高螺栓1周向相对运动。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括用于密封外壳18顶部开口20处间隙的密封元件5，所述密封元件5为套设在压紧螺母4上的环形封盖或为连接于压紧螺母4与外壳18开口20边缘的橡胶环。在本实施例中，如图所示，所述密封元件5采用环形封盖，所述外壳18内壁顶部设置有垫圈8，以保证起密封保护作用的环形封盖可在外壳18与垫板16间自由滑动。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，包括外壳(18)、顶帽(3)、弹簧螺母(2)和连接在外壳(18)底部与弹簧螺母(2)之间的隔振弹簧(14)，所述外壳(18)的顶部设置有开口(20)，所述弹簧螺母(2)设置于顶帽(3)中，该顶帽(3)从外壳(18)的顶部开口(20)处伸出，其特征在于：还包括滚珠锁死机构，所述滚珠锁死机构包括滚珠(13)、滚珠座(10)、锁片(7)、弹性垫圈(6)和锁环(11)，所述锁环(11)上设置有环形槽(21)，所述滚珠座(10)的周向设置有槽口(22)，所述滚珠(13)设置于环形槽(21)与槽口(22)包络配合形成的锁仓中；所述顶帽(3)的底部设置有法兰(23)，所述法兰(23)与锁片(7)将滚珠(13)夹持在二者的边缘，所述弹性垫圈(6)弹抵在法兰(23)或锁片(7)上形成对滚珠(13)在槽口(22)中径向运动的弹性锁紧作用；还包括径向锁紧力调整组件，该径向锁紧力调整组件包括压紧螺母(4)，所述压紧螺母(4)、弹性垫圈(6)与锁片(7)从上至下依次同轴套设在顶帽(3)上，该压紧螺母(4)与顶帽(3)螺纹连接；还包括轴向锁紧力调整组件，该轴向锁紧力调整组件包括与外壳(18)底部螺纹连接的底板(17)和支撑在底板(17)上的锥形环(9)，所述锥形环(9)的内部设有锥面，所述锁环(11)为开口环，锁环(11)的外边缘具有与锥形环(9)内部锥面角度相应的倒角，所述锥形环(9)套设在经倒角的锁环(11)外边缘上。

2.根据权利要求1所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：所述锥形环(9)为两个，所述两个锥形环(9)将所述锁环(11)夹套在中间。

3.根据权利要求1所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：还包括弹圈(12)，所述弹圈(12)安装在两片滚珠座(10)扣合形成的腔室中。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：还包括用于提供隔振器轴向与径向缓冲能力的缓冲组件，所述缓冲组件包括缓冲单元(15)，所述缓冲单元(15)设置于外壳(18)与法兰(23)和/或外壳(18)与锁片(7)之间。

5.根据权利要求4所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：所述缓冲单元(15)为锥簧、缓冲橡胶或金属丝网。

6.根据权利要求4所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：还包括平衡位置调整组件，所述平衡位置调整组件包括设置于顶帽(3)中的调高螺栓(1)，所述调高螺栓(1)与弹簧螺母(2)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：所述调高螺栓(1)为六角法兰面螺栓，所述顶帽(3)的顶端设置有与调高螺栓(1)的六角头部相配合的六边形孔(24)，所述调高螺栓(1)的六角头部从顶帽(3)的六边形孔(24)中伸出。

8.根据权利要求6所述的锁珠式三向无谐振峰隔振缓冲器，其特征在于：还包括用于密封外壳(18)顶部开口(20)处间隙的密封元件(5)，所述密封元件(5)为套设在压紧螺母(4)上的环形封盖或为连接于压紧螺母(4)与外壳(18)开口(20)边缘的橡胶环。