一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115899133A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211285049.7(22)申请日2022.10.20(71)申请人天津电气科学研究院有限公司地址300180天津市河东区津塘路174号(72)发明人陈二龙吴健陈光马嵩源(74)专利代理机构天津清漩知识产权代理事务所(普通合伙)12243专利代理师高璇(51)Int.Cl.F16F1/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构(57)摘要本发明涉及一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，使用全柔性关节的连续体结构，具体是使用基于三角形原理的负刚度技术，实现负刚度。为解决连续体负刚度实现过程中屈曲梁压应力限制，进一步提高负刚度系数、降低材料附加正刚度，结合翻转板结构与三角形结构，设计了全拉应力负刚度结构。能够用于匹配大刚度弹簧，有效的降低由螺旋弹簧、空气弹簧等隔振器组建的隔振系统的固有频率，特别适用于重载微振动低频隔振场合。CN115899133ACN115899133A权利要求书1/1页1.一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：包括水平弹簧、水平弹簧压缩调节机构、传力框架、短拉伸梁、翻转板、长拉伸梁以及柔性铰接撑杆，在地面基础上固装限位架，限位架中部限位调节安装水平弹簧，水平弹簧的轴向一端连接水平弹簧压缩调节机构，水平弹簧的轴向另一端连接传力框架，传力框架中部安装水平设置的短拉伸梁，传力框架两侧均对称安装有一翻转板，翻转板柔性连接传力框架，翻转板的右端连接长拉伸梁，在翻转板的上端均安装柔性铰接撑杆，柔性铰接撑杆上端连接空气弹簧安装板。2.根据权利要求1所述的用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：翻转板与传力框架通过带有柔性关节的短梁连接，翻转板下方与地面基础之间通过带有柔性关节的梁连接。3.根据权利要求1所述的用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：水平弹簧压缩调节机构包括立架、螺纹杆、楔形块以及弹簧套筒，立架固定在地面基础上，立架一侧限位安装有一竖直设置的螺纹杆，该螺纹杆下部啮合一楔形块，楔形块制有倾斜坡面，该倾斜坡面与弹簧套筒端部的倾斜坡面配合，弹簧套筒滑动限位安装在限位架中部通孔内，弹簧套筒内安装水平弹簧，转动螺纹杆调节楔形块上下移动，调节弹簧套筒在水平方向移动。4.根据权利要求1所述的用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：短拉伸梁为薄板或绳，内部仅承受拉力，在振动过程中该梁做转动和挠曲变形。5.根据权利要求1所述的用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：长拉伸梁为薄板或绳，内部仅承受拉力，在振动过程中该梁做转动和挠曲变形，长拉伸梁的左端固定在地面基础上，长拉伸梁的右端连接翻转板。6.根据权利要求1所述的用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：在翻转板与传力框架的连接端的翻转板与地面基础之间安装有一翻转板转轴柔性梁。7.根据权利要求1所述的用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：传力框架的相对两端与地面基础之间安装有柔性关节撑杆。2CN115899133A说明书1/3页一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构技术领域[0001]本发明属于减震装置领域，应用于大型精密仪器在隔离地面微振动中的超低频隔振系统中，具体是一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构。背景技术[0002]大型精密仪器在使用过程中需要隔离地面低频微振动，目前，大型精密设备主要使用空气弹簧加外置气室的隔振系统，现有技术存在的缺陷主要包括以下几个方面：1、大承载空气弹簧的橡胶膜厚度大，橡胶膜引入了较大的刚度；2、空气弹簧高压压缩空气的刚度大，空气弹簧的刚度与气缸的高度有关，而精密设备隔振系统不希望具有较高的质心，因此空气弹簧的刚度难以进一步降低；3、隔振系统固有频率偏高，与地面脉动频率、地面低频传递优势频率不能很好的拉开频率距离，隔振性能不理想。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，针对大的工作载荷需求、微振动需求进行结构设计，主要规避压应力，减小柔性关节刚度。[0004]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：[0005]一种用于大负载微振动的负刚度弹簧结构，其特征在于：包括水平弹簧、水平弹簧压缩调节机构、传力框架、短拉伸梁、翻转板、长拉伸梁以及柔性铰接撑杆，在地面基础上固装限位架，限位架中部限位调节安装水平弹簧，水平弹簧的轴向一端连接水平弹簧压缩调节机构，水平弹簧的轴向另一端连接传力框架，传力框架中部安装水平设置的短拉伸梁，传力框架两侧均对称安装有一翻转板，翻转板柔性连接传力框架，翻转板的右端连接长拉伸梁，在翻转板的上端均安装柔性铰接撑杆，