一种基于复合阻尼机理的减振器

摘要

本发明公开了一种基于复合阻尼机理的减振器，属于机械振动减振隔振领域，包括柱形腔体及设置在其上方可拆卸相连的盖体；在柱形腔体中部设有中心受力杆，盖体上开设有能够让中心受力杆上端穿过的孔，中心受力杆上还套设有锁紧螺母；在柱形腔体内填充有金属丝多孔质材料，在柱形腔体腔室的其余空间中还填充有粘滞介质，粘滞介质流动至金属丝多孔质材料的孔隙内；在金属丝多孔质材料上方设置多孔板。在振动力作用下，金属丝多孔质材料的金属丝之间产生摩擦阻尼，金属丝多孔质材料的变形引起粘滞介质在孔隙中的流动产生小孔节流阻尼，二者构成了复合阻尼作用，对减振器的中心受力杆的振动起到阻尼减振作用。

权利要求

1.一种基于复合阻尼机理的减振器，其特征在于，包括柱形腔体（1）及设置在其上方与其可拆卸相连的盖体（2）；

在柱形腔体（1）中部设有中心受力杆（5），盖体（2）上开设有能够让中心受力杆（5）上端穿过的孔，中心受力杆（5）上还套设有锁紧螺母（3）；

在柱形腔体（1）内填充有金属丝多孔质材料（9），在柱形腔体（1）腔室的其余空间中还填充有粘滞介质（10），粘滞介质（10）能够流动至金属丝多孔质材料（9）的孔隙内，所述粘滞介质采用油液；

在金属丝多孔质材料（9）上方设置多孔板（8），通过锁紧螺母（3）将多孔板（8）和金属丝多孔质材料（9）压紧在一起，当受到激振力时，中心受力杆（5）在锁紧螺母（3）和多孔板（8）的作用下将金属丝多孔质材料（9）压缩，利用盖体（2）和柱形腔体（1）来约束可压缩金属丝多孔质材料（9）的整体几何位置；

所述柱形腔体（1）为圆柱形腔体，多孔板（8）为圆形多孔板。

2.根据权利要求1所述的基于复合阻尼机理的减振器，其特征在于，在盖体（2）上还设有密封圈（4），密封圈（4）通过连接螺钉I（6）可拆卸固定在盖体（2）上。

3.根据权利要求2所述的基于复合阻尼机理的减振器，其特征在于，所述密封圈（4）为橡胶密封圈。

4.根据权利要求1所述的基于复合阻尼机理的减振器，其特征在于，所述盖体（2）为法兰盖，盖体（2）通过连接螺钉II（7）与柱形腔体（1）连接。

5.根据权利要求1所述的基于复合阻尼机理的减振器，其特征在于，所述金属丝多孔质材料（9）采用不锈钢丝或钛合金丝缠绕压制而成。

6.根据权利要求1 5中任意一项所述的基于复合阻尼机理的减振器，其特征在于，通过~

调节所用金属丝多孔质材料（9）的弹性和刚度能够调整减振器的阻尼性能。

说明书

一种基于复合阻尼机理的减振器

技术领域

[0001] 本发明属于机械振动减振隔振领域，具体涉及一种基于复合阻尼机理的减振器。

背景技术

[0002] 减振器是现代机械运动动力系统（如车辆、飞机等）整体构成中的重要组成部分，主要的作用是在运行过程中减少振动的对机械结构的不利影响，对提升安全性和舒适性有
着重要的保障作用，如飞机起落架的液压阻尼器、汽车上悬架系统的阻尼减振器和医疗仪
器设备使用的软质橡胶减振器等。在现代社会的发展中，随着人们对于机械系统运行时的
安全性和舒适性等性能要求的不断提升，减振器的减震隔振性能需要进一步提高和完善，
才能更好的满足实际工程和技术进步的需求。

[0003] 金属丝缠绕、压制的多孔质可压缩材料，如金属橡胶，是一种新型均质的弹性多孔材料，经特殊的工艺方法制成，其内部有很多连通的孔洞。其既有本身的金属特性，又有类
似于橡胶的弹性和阻尼特性。该多孔材料在受到外部的振动和冲击作用时，金属丝之间会
有滑移，由此产生的摩擦力引起摩擦阻尼作用，可以消耗振动或冲击能量。但是，由金属橡
胶制成的减振器，其减振阻尼为单一摩擦阻尼形式，减振性能是有限的。

[0004] 阻尼的产生除了有常见的固体间摩擦外，还有粘滞可流动介质流动时产生的粘滞阻尼。而粘滞阻尼在实际应用时，一般会设计成节流阻尼元件来辅助支撑振动结构，达到减
振隔振目的。从已经报道的减振机理上看，粘滞节流阻尼一般结构比较复杂，在应用时也并
未和其他阻尼进行复合。

发明内容

[0005] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于复合阻尼机理的减振器，能够将金属丝之间的固体摩擦阻尼和粘滞阻尼结合，从而大幅度提升减振器的整
体阻尼特性。

[0006] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

[0007] 本发明公开了一种基于复合阻尼机理的减振器，包括柱形腔体及设置在其上方与其可拆卸相连的盖体；

[0008] 在柱形腔体中部设有中心受力杆，盖体上开设有能够让中心受力杆上端穿过的孔，中心受力杆上还套设有锁紧螺母；

[0009] 在柱形腔体内填充有金属丝多孔质材料，在柱形腔体的腔室的其余空间中还填充有粘滞介质，粘滞介质能够流动至金属丝多孔质材料的孔隙内；

[0010] 在金属丝多孔质材料上方设置多孔板，通过锁紧螺母将多孔板和金属丝多孔质材料压紧在一起，当受到激振力时，中心受力杆在锁紧螺母和多孔板的作用下将金属丝多孔
质材料压缩。

[0011] 优选地，在盖体上还设有密封圈，密封圈通过连接螺钉I可拆卸固定在盖体上。

[0012] 进一步优选地，所述密封圈为橡胶密封圈。

[0013] 优选地，所述盖体为法兰盖，盖体通过连接螺钉II与柱形腔体连接。

[0014] 优选地，粘滞介质采用粘滞流体（如油液）。

[0015] 优选地，所述金属丝多孔质材料采用不锈钢丝或钛合金丝缠绕压制而成。

[0016] 优选地，所述柱形腔体为圆柱形腔体，多孔板为圆形多孔板。

[0017] 优选地，通过调节所用金属丝多孔质材料的弹性和刚度能够调整减振器的阻尼性能。

[0018] 优选地，通过改变粘滞介质的种类和粘度能够调整减振器的阻尼性能。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0020] 本发明公开的复合阻尼机理的减振器，利用盖体和柱形腔体来约束可压缩金属丝多孔质材料的整体几何位置即空间自由度，腔体内填充粘滞介质，使得金属丝多孔质材料
空间结构内部孔隙填满粘滞介质，在金属丝多孔质材料与锁紧螺母之间配合插入一个高强
度的多孔板，在振动过程中粘滞介质可以穿过多孔板运动，避免液体硬性压缩，中心受力
杆、锁紧螺母和多孔板的结构配合能够确保减振器所受外界激振力通过中心受力杆传输到
金属丝多孔质材料上。当中心受力杆和多孔板受到激振力而运动时，一方面，金属丝多孔质
材料内部金属丝间会发生摩擦，产生摩擦阻尼，可消耗一部分激振能量；另一方面，由于柱
形腔体中金属丝多孔质材料的内部孔隙填充有粘滞介质，因此当中心受力杆受外界振动作
用而运动时，强迫粘滞介质在其孔隙中发生流动，粘滞介质在金属丝多孔质材料的空隙中
流动时，会产生孔缩效应和粘滞介质的内摩擦现象，会产生粘滞阻尼耗散所受到的外界能
量而耗能。以上两种阻尼形式共同作用使得本发明的新型减振器具有优于常规减振器的阻
尼减振效果，结构简单、成本低、可靠性好。

[0021] 进一步地，在盖体上方还设有密封圈，密封圈的设置一方面使得粘滞介质不受污染，保证阻尼性能，另一方面可避免工作时油液溅出，保证整体结构的稳定性和安全性。

[0022] 进一步地，盖体选择法兰盖，法兰盖通过连接螺钉与柱形腔体固定，且可拆卸相连，使用方便。

附图说明

[0023] 图1为本发明的基于复合阻尼机理的减振器的结构示意图。

[0024] 图2为本发明基于复合阻尼机理减振器中金属丝多孔质材料结构变形及粘滞介质流动示意图。

[0025] 图3为本发明制造出的基于复合阻尼机理的减振器的实物照片。

[0026] 图4为本发明的基于复合阻尼机理的减振器的减振特性曲线。

[0027] 其中，1为柱形腔体；2为盖体；3为锁紧螺母；4为密封圈；5为中心受力杆；6为连接螺钉I；7为连接螺钉II；8为多孔板；9为金属丝多孔质材料；10为粘滞介质。

具体实施方式

[0028] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范
围。

[0029] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于
清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品
或设备固有的其它步骤或单元。

[0030] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

[0031] 参见图1，为本发明公开的一种基于复合阻尼机理的减振器，包括柱形腔体1和盖体2，柱形腔体1和盖体2配合，能够约束金属丝多孔质材料9，柱形腔体1内部空间填充粘滞
介质10，金属丝多孔质材料9在中心受力杆5、锁紧螺母3和多孔板8的约束下可实现减振效
果。

[0032] 优选地，减振器顶部设有密封圈4。减振器柱形腔体1和盖体2由连接螺钉II 7连接，盖体2优选法兰盘，减振器整体为圆柱状，金属丝多孔质材料9由柱形腔体1和法兰盖约
束，金属丝多孔质材料9的孔隙内填充粘滞介质10，金属丝多孔质材料上方设有一个多孔板
8，该多孔板8一方面使得金属丝多孔质材料9受到的力避免集中化，可提高减振器的阻尼效
果和整体寿命，另外，鉴于粘滞介质10的不可压缩性，该多孔板8使得粘滞介质10可流通至
金属丝多孔质材料9的上方。减振器整体的受力传动由中心受力杆5、锁紧螺母3和多孔板8
实现。

[0033] 优选地，减振器最上方设有橡胶材质的密封圈4，密封圈4用连接螺母I 6连接在盖体2上。该密封圈，一方面使得粘滞介质10不受污染，保证阻尼性能，另一方面可避免工作时
油液溅出，保证整体结构的稳定性和安全性。

[0034] 实际工作时，当减振器受到激振力时，中心受力杆5会借助锁紧螺母3和多孔板8使得金属丝多孔质材料9压缩，压缩过程中，金属丝多孔质材料9空间结构的粘滞介质会在金
属丝多孔质材料的孔隙中来回流动，一方面，金属丝多孔质材料9内部发生摩擦阻尼耗能现
象，可以消耗一部分激振能量；另一方面，粘滞介质10能够在金属丝多孔质材料9的空隙中
发生流动时，产生孔缩效应和流体内摩擦现象，从而耗散外界能量。此外，金属丝多孔质材
料9受到压缩时，金属丝多孔质材料9与柱形腔体1和盖体2的内表面也会产生一些摩擦，从
而会消耗一部分激振能量，提高减振效果。

[0035] 图3 是本发明制造出的基于复合阻尼机理的减振器的实物图，图4 是测得的基于复合阻尼机理的减振器的减振特性曲线，其中，位于上方的红色点线为没有油液的情况，位
于下方的蓝色点线为有粘滞油液的情况，可以看出，加入粘滞油液后，成为了包括金属丝摩
擦阻尼和粘滞液体流动节流阻尼的新型复合阻尼，其减振效果要远优于只有金属丝的阻尼
结构。

[0036] 进一步优选地，可以通过设计金属丝多孔质材料9的密度和工艺参数等因子来调节多孔材料的弹性和刚度，改变粘滞介质10的材料种类和粘度，提高和改善减振器的阻尼
性能，进而获得最佳阻尼减震效果所需的结构参数。

[0037] 综上所述，本发明的新型复合阻尼机理的减振器，金属丝多孔质材料和粘滞介质位于减振器的柱形腔体内，柱形腔体填充粘滞介质使得金属丝多孔质材料的内部孔洞充满
粘滞介质。在振动力作用下，金属丝多孔质材料的金属丝之间产生摩擦阻尼，金属丝多孔质
材料的变形引起粘滞介质在孔隙中的流动产生小孔节流阻尼，二者构成了复合阻尼作用，
对减振器的中心受力杆的振动起到阻尼减振作用。

[0038] 以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书
的保护范围之内。