CN103912623B - 中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，包括橡胶主簧组件，橡胶主簧组件包括外壳上体，外壳上体外部固定连接有若干块连接板，连接板下端伸出外壳体下部边缘；外壳上体内部与橡胶主簧、上骨架和螺栓硫化在一起，上骨架位于橡胶主簧中心位置，螺栓连接上骨架和橡胶主簧；橡胶主簧和上骨架下部设有隔板和液柱通道体组件，橡胶主簧和上骨架与隔板和液柱通道体组件之间的空腔为上液室，隔板和液柱通道体组件下方为外壳下体组件，且隔板和液柱通道体组件与外壳下体组件之间的空间为下液室，上、下液室之间通过隔板和液柱通道体组件的液柱通道体连通；连接板下端通过折弯部与外壳下体组件的外壳下体上部边缘卡接连接。

Description

中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置

技术领域

本发明涉及一种动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，主要用于中、重型动力装置与安装基础之间的联接、支承和隔振。

背景技术

目前，为对动力装置进行有效的支承和隔振，动力装置与安装基础之间通常采用柔性元件（如纯橡胶隔振器和液阻型隔振器等）进行联接。纯橡胶隔振器的尺寸和结构较为灵活，可以针对不同动力装置的承载要求进行设计，但这种隔振器在0-50Hz低频激励范围内的阻尼较小，难以对动力装置的低频大振幅振动进行有效的隔离和衰减。而现在常用的液阻型隔振器（如图1所示）则具有相对较大的低频滞后角，可以产生良好的低频减振效果，目前已经普遍应用在乘用车等轻型动力装置的隔振上。但如果将这种结构的液阻型隔振器直接用于中、重型动力装置的隔振时，一方面由于其刚度较小，无法承受较大的静态载荷，难以对具有一定重量的动力装置进行有效的支承；另一方面能够产生的总体阻尼力较小，不足以对较大幅值的动态载荷进行有效的衰减。如果对常见结构的液阻型隔振器按比例进行简单放大，可以增强其静态承载能力，但将失去特有的低频大阻尼动态特性，从而无法有效的衰减和隔离动力装置的振动。同时，解耦机构阻断了上、下液室的连通，在高频激励下隔振器受到冲击时容易引起解耦机构的大位移或大变形，从而与隔板撞击产生噪音甚至造成解耦机构的损坏。因而目前中、重型动力装置仍然普遍采用纯橡胶隔振器进行支承和隔振，减振效果不佳。

发明内容

本发明的目的是为克服上述液阻型隔振器承载能力较小、低频阻尼有限，难以作为中、重型动力装置与安装基础之间的联接、支承和隔振元件的不足，以及高频激励下受到冲击时容易产生噪音甚至造成解耦机构损坏的缺点，提供一种中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，该设备不仅具有较高的承载能力，并且能够提供远高于液阻型隔振器的低频阻尼和较低的高频动刚度，隔振效果更好；同时可以消除高频工作噪音、避免冲击损坏、提高使用寿命，适宜作为中、重型动力装置与安装基础之间的联接、支承和隔振元件。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，包括橡胶主簧组件，所述橡胶主簧组件包括外壳上体，外壳上体外部固定连接有若干块连接板，连接板下端伸出外壳上体下部边缘；外壳上体内部与橡胶主簧硫化在一起，橡胶主簧上部与上骨架和螺栓硫化在一起，上骨架位于橡胶主簧中心位置，螺栓头部硫化在橡胶主簧内部，螺杆从上骨架两侧的通孔穿出。

橡胶主簧组件下方为隔板和液柱通道体组件，且橡胶主簧组件与隔板和液柱通道体组件之间的空腔为上液室；隔板和液柱通道体组件下方为外壳下体组件，且隔板和液柱通道体组件与外壳下体组件之间的空腔为下液室；上、下液室之间通过隔板和液柱通道体组件上的液柱通道体连通；连接板下端通过折弯部与外壳下体组件的外壳下体上部凸缘卡接联接。

所述橡胶主簧组件与隔板和液柱通道体组件接触部位密封设置。

所述隔板和液柱通道体组件包括由上至下铆接在一起的隔板上片、中片和下片，以及液柱通道体和多片橡胶膜，隔板上片、中片和下片的中部均对应设置有液柱通道体通孔，液柱通道体从该液柱通道体通孔中穿过，隔板上片中心边缘与液柱通道体焊接；液柱通道体为圆柱直孔结构，位于隔板组件上片的中央位置且分别向上、向下凸出；隔板上片还有若干个上片橡胶膜通孔；隔板中片上设有与所述上片橡胶膜通孔对应的中片橡胶膜通孔，中片橡胶膜通孔的尺寸大于上片橡胶膜通孔的尺寸，中片橡胶膜通孔中压紧放置橡胶膜，橡胶膜的厚度大于中片的厚度；每片橡胶膜的中间均开一条上、下连通的细缝；隔板下片上设有与上片橡胶膜通孔数量、位置及尺寸均相同的下片橡胶模通孔。

所述外壳下体组件包括外壳下体、橡胶底膜和橡胶底膜骨架，外壳下体的上部边缘向外水平延伸构成用于和连接板下端通过折弯部卡接的凸缘；外壳下体上方设有橡胶底膜，橡胶底膜的边缘也向外水平延伸构成橡胶底膜凸缘，橡胶底膜凸缘上表面与橡胶底膜骨架硫化连接，共同压实起密封作用；外壳上体下端、隔板下片、外壳下体凸缘以及橡胶底膜凸缘的边缘位置上下对应，并通过连接板下端折弯部卡接联接；橡胶底膜与隔板和液柱通道体组件之间的空腔形成下液室。

所述橡胶底膜的边缘与外壳下体内壁接触。

所述外壳下体底部有若干通孔，螺栓从通孔中穿过，螺栓的光杆部份与外壳下体上的通孔过盈配合，螺栓的螺纹部分用以与安装基础相连。

所述上、下液室中充满液体介质。

所述橡胶主簧组件的外部整体轮廓呈弧形，能够承受较大压强，有效避免现有设备受压时橡胶主簧中部下陷现象的发生，有助于减小橡胶材料的剪切应变，大幅度提高橡胶主簧的承载能力和使用寿命。

所述外壳上体向上凸出，可以限制橡胶主簧的横向位移空间，防止动力装置在极限工况下横向位移过大可能造成的橡胶主簧的损坏。

所述上骨架向下凸出，液柱通道体向上凸出，二者之间的距离既保证了充足的垂向变形空间，又保证了动力装置在极限工况下垂向位移过大可能造成的橡胶主簧的损坏。

所述橡胶底膜周侧向下凸出，给予了橡胶膜充分的变形空间，可以进一步降低高频动刚度，提高高频隔振能力。

所述橡胶主簧、橡胶膜和橡胶底膜为橡胶材料结构，上、下液室和液柱通道体中充满液体介质，其余结构均为金属材料。

本发明的上部与动力装置相连，下部与安装基础相连；与以往在悬置系统布置中通常仅采用1个液阻型隔振器的安装方式相比，当中、重型动力装置采用3点以上支撑方式时，悬置系统中应至少包含2个该设备，且相对于动力输出轴线基本对称布置，安装方向应垂直于地面，以保证动力装置的两侧都获得良好、均匀的隔振效果。

大尺度、高硬度的方锥形橡胶主簧为设备提供了充足的支撑能力，动力装置的振动通过橡胶主簧使设备内部的液体在安置于中央的、大孔径、短长度、上下垂直的液柱通道内快速往复流动，液体的滞后效应所产生的冲击力与动力装置的振动力相位相反，从而可以获得低频大阻尼动态特性；相比以往布置于周向的、小孔径、狭长、弯曲的惯性通道来说，液柱通道内液体的质量大幅度增加，液体流动的阻力大幅度减小，从而可以产生更大的冲击力抵消激振载荷，以阻断振动的传递，获得更好的隔振效果。

在高频激励下，布置于液柱通道体周侧的多片橡胶膜在液体的压力下同时发生变形，橡胶膜附近的液体随之流动，避免了由于液柱通道体中液体流动滞后造成的高频动态硬化现象，形成高频低刚度的动态特性；相比以往布置于中央的单一解耦机构来说，多片橡胶膜的总变形量大幅度增加，可以使更多的液体随橡胶膜的变形流动，从而大幅度降低高频动刚度，进一步提高设备的高频隔振能力。

同时，橡胶膜四周固定，仅中部可以变形，没有与隔板时而接触、时而分离的情况，在高频振动时的产生声音很小，可以避免以往液阻型隔振器工作时由解耦机构的振动和碰撞带来的高频噪音问题。

在液体受到冲击时，橡胶膜中间开设的细缝会因橡胶膜变形的增大而迅速扩大，可以使液体通过细缝在上、下液室间流通，避免了以往高频激励下液阻型隔振器受到冲击时容易发生的解耦机构损坏的现象；而在正常工作情况下，橡胶膜的变形较小，细缝很窄，液体几乎不能通过细缝流动，可以使橡胶膜维持良好的解耦效果。

本发明取消了以往液阻型隔振器内部周向、狭长、弯曲的惯性通道，在隔板和液柱通道体中央设置圆柱形的液柱通道，大幅度提高了设备的低频阻尼；取消了以往液阻型隔振器内部中央的单组解耦机构，在液柱通道周侧布置多片橡胶膜，从而可以更好地避免高频动态硬化现象的发生；采用橡胶膜作为解耦机构并在中间设置细缝，避免了设备在高频激励下的工作噪音和受到冲击时容易造成结构损坏的情况；将橡胶主簧的外廓由直线改为圆弧形，改善了橡胶主簧在大负荷下的受力情况；将外壳上体向上延伸，限制了橡胶主簧在极限工况下的横向位移，防止结构损坏；将上骨架设计为向下凸出，液柱通道体设计为向上凸出，既保证了橡胶主簧的垂向变形空间，又可以防止极限工况下垂向位移过大可能造成的橡胶主簧的损坏；将橡胶底膜周侧设计为向下凸出，给予了橡胶膜充分的变形空间，从而可以进一步降低高频动刚度。因而其拓扑结构和功能均与以往的液阻型隔振器有显著区别。

综上所述，本发明通过方锥形、大尺度和高硬度的橡胶主簧大幅度提高了设备的支撑能力；同时通过安置于中央的、大孔径、短长度、上下垂直的圆柱孔形液柱通道大幅度提高了设备的低频阻尼，通过布置于液柱通道体周侧的多片橡胶膜降低了设备的高频动刚度，有效避免了高频动态硬化现象的发生，增强了设备对动态载荷的衰减和隔振能力；通过使用橡胶膜避免了解耦机构碰撞产生的高频噪音，通过在橡胶膜中间开设细缝避免了在高频激励下受到冲击时解耦机构损坏的情况；通过橡胶主簧、外壳上体、上骨架、液柱通道体和橡胶底膜等零件的一系列创新型改进设计改善了设备的静态和动态性能、提高了最大承载能力、避免了极限工况下的结构损坏、延长了使用寿命。因此该设备能够同时满足中、重型动力装置的支承和隔振要求，同时噪音小、可靠性高、寿命长，结构相对简单，制造成本较低，适宜用于中、重型动力装置与安装基础之间的联接、支承和隔振。

附图说明

图1是现有技术液阻型隔振器的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的结构示意图；

其中1.外壳上体，2.橡胶主簧，3.上液室，4.铆钉，5.橡胶膜，6.隔板下片，7.橡胶底膜，8.外壳下体，9.隔板中片，10.连接板，11.橡胶底膜骨架，12.隔板上片与液柱通道体，13.上骨架，14.螺栓，15.惯性通道，16.解耦盘，17.上、下液室隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图2所示，一种中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，包括橡胶主簧组件，所述橡胶主簧组件包括外壳上体1，外壳上体1上部向上凸出，外侧下部固定连接有若干块连接板10，连接板10下端伸出外壳上体1下部边缘；外壳上体1与连接板10预先焊接，橡胶主簧2与上骨架13、螺栓14及外壳上体1硫化在一起，构成橡胶主簧组件。上骨架13中部向下凸出，位于橡胶主簧2的中心位置，螺栓14头部硫化在橡胶主簧2内部，螺杆从上骨架13两侧的通孔穿出。

橡胶主簧组件下方为隔板和液柱通道体组件，且橡胶主簧组件与隔板和液柱通道体组件之间的空腔为上液室3；隔板和液柱通道体组件下方为外壳下体组件，且隔板和液柱通道体组件与外壳下体组件之间的空腔为下液室；上、下液室中充满液体介质；上、下液室之间通过隔板和液柱通道体组件上的液柱通道体连通；连接板10下端通过折弯部与外壳下体组件的外壳下体1上部凸缘卡接联接。橡胶主簧组件与隔板和液柱通道体组件接触部位密封设置。橡胶主簧组件的外部整体轮廓呈弧形，能够承受较大压强，有效避免现有设备受压时橡胶主簧中部下陷现象的发生。

隔板上片与液柱通道体12预先焊接为一体，然后与隔板中片9、橡胶膜5和隔板下片6依次安装，通过铆钉4联接在一起，构成隔板和液柱通道体组件。隔板上片、中片和下片的中部均对应设置有液柱通道体通孔，液柱通道体从该液柱通道体通孔中穿过，隔板上片中心边缘与液柱通道体焊接；液柱通道体为圆柱直孔结构，位于隔板组件上片的中央位置且分别向上、向下凸出；隔板上片还有若干个上片橡胶膜通孔；隔板中片上设有与所述上片橡胶膜通孔对应的中片橡胶膜通孔，中片橡胶膜通孔的尺寸大于上片橡胶膜通孔的尺寸，中片橡胶膜通孔中压紧放置橡胶膜，橡胶膜的厚度大于中片的厚度；每片橡胶膜的中间均开一条上、下连通的细缝；隔板下片上设有与上片橡胶膜通孔数量、位置及尺寸均相同的下片橡胶模通孔。

外壳下体8带螺栓与橡胶底膜7装配，构成外壳下体组件。外壳下体8的上部边缘向外水平延伸构成用于和连接板10下端通过折弯部卡接的凸缘；外壳下体上方设有橡胶底膜7，橡胶底膜7的边缘也向外水平延伸构成橡胶底膜凸缘，橡胶底膜凸缘上表面与橡胶底膜骨架11硫化连接，共同压实起密封作用；外壳上体下端、隔板下片、外壳下体凸缘以及橡胶底膜凸缘的边缘位置上下对应，并通过连接板10下端折弯部卡接联接；橡胶底膜7与隔板和液柱通道体组件之间的空腔形成下液室。橡胶底膜7的周侧向下凸出，边缘与外壳下体8内壁接触。外壳下体底部有若干通孔，螺栓从通孔中穿过，螺栓的光杆部分与外壳下体上的通孔过盈配合，螺栓的螺纹部分用以与安装基础相连。

橡胶主簧2、橡胶膜5和橡胶底膜7为橡胶材料结构，上、下液室和液柱通道体中充满液体介质，其余结构均为金属材料。

装配时，在倒置的橡胶主簧组件中依次放入隔板和液柱通道体组件、外壳下体组件，然后将连接板的下部折弯至外壳下体边缘处。

本实施例的上部与动力装置相连，下部与安装基础相连；与以往在悬置系统布置中通常仅采用1个液阻型隔振器的安装方式相比，当中、重型动力装置采用3点以上支撑方式时，悬置系统中应至少包含2个该设备，且相对于动力输出轴线基本对称布置，安装方向应垂直于地面，以保证动力装置的两侧都获得良好、均匀的隔振效果。

大尺度、高硬度的方锥形橡胶主簧为设备提供了充足的支撑能力，动力装置的振动通过橡胶主簧使设备内部的液体在安置于中央的、大孔径、短长度、上下垂直的液柱通道内快速往复流动，液体的滞后效应所产生的冲击力与动力装置的振动力相位相反，从而可以获得低频大阻尼动态特性；相比以往布置于周向的、小孔径、狭长、弯曲的惯性通道15来说，液柱通道内液体的质量大幅度增加，液体流动的阻力大幅度减小，从而可以产生更大的冲击力抵消激振载荷，以阻断振动的传递，获得更好的隔振效果。

在高频激励下，布置于液柱通道体周侧的多片橡胶膜在液体的压力下同时发生变形，橡胶膜附近的液体随之流动，避免了由于液柱通道体中液体流动滞后造成的高频动态硬化现象，形成高频低刚度的动态特性；相比以往布置于中央的单一解耦盘16来说，多片橡胶膜的总变形量大幅度增加，可以使更多的液体随橡胶膜的变形流动，从而大幅度降低高频动刚度，进一步提高设备的高频隔振能力。

同时，橡胶膜四周固定，仅中部可以变形，没有与隔板时而接触、时而分离的情况，在高频振动时的产生声音很小，可以避免以往液阻型隔振器工作时由解耦机构的振动和与上、下液室隔板17的碰撞带来的高频噪音问题。

在液体受到冲击时，橡胶膜中间开设的细缝会因橡胶膜变形的增大而迅速扩大，可以使液体通过细缝在上、下液室间流通，避免了以往高频激励下液阻型隔振器受到冲击时容易发生的解耦机构损坏的现象；而在正常工作情况下，橡胶膜的变形较小，细缝很窄，液体几乎不能通过细缝流动，可以使橡胶膜维持良好的解耦效果。

本实施例取消了以往液阻型隔振器内部周向狭长弯曲的惯性通道，在隔板和液柱通道体中央设置圆柱形的液柱通道，大幅度提高了设备的低频阻尼；取消了以往液阻型隔振器内部中央的单组解耦机构，在液柱通道周侧布置多片橡胶膜，从而可以更好地避免高频动态硬化现象的发生；采用橡胶膜作为解耦机构并在中间设置细缝，避免了设备在高频激励下的工作噪音和受到冲击时容易造成结构损坏的情况；将橡胶主簧的外廓由直线改为圆弧形，改善了橡胶主簧在大负荷下的受力情况；将外壳上体向上延伸，限制了橡胶主簧在极限工况下的横向位移，防止结构损坏；将上骨架设计为向下凸出，液柱通道体设计为向上凸出，既保证了橡胶主簧的垂向变形空间，又可以防止极限工况下垂向位移过大可能造成的橡胶主簧的损坏；将橡胶底膜周侧设计为向下凸出，给予了橡胶膜充分的变形空间，从而可以进一步降低高频动刚度。因而其拓扑结构与功能均与以往的液阻型隔振器有显著区别。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，包括橡胶主簧组件，所述橡胶主簧组件包括外壳上体，外壳上体外部固定连接有若干块连接板，连接板下端伸出外壳上体下部边缘；外壳上体内部与橡胶主簧硫化在一起，橡胶主簧上部与上骨架和螺栓硫化在一起，上骨架位于橡胶主簧中心位置，螺栓头部硫化在橡胶主簧内部，螺杆从上骨架两侧的通孔穿出；橡胶主簧组件下方为隔板和液柱通道体组件，且橡胶主簧组件与隔板和液柱通道体组件之间的空腔为上液室；隔板和液柱通道体组件下方为外壳下体组件，且隔板和液柱通道体组件与外壳下体组件之间的空腔为下液室；上、下液室之间通过隔板和液柱通道体组件上的液柱通道体连通；连接板下端通过折弯部与外壳下体组件的外壳下体上部凸缘卡接联接；

所述橡胶主簧组件与隔板和液柱通道体组件接触部位密封设置；

所述隔板和液柱通道体组件包括由上至下铆接在一起的隔板上片、中片和下片，以及液柱通道体和多片橡胶膜，隔板上片、中片和下片的中部均对应设置有液柱通道体通孔，液柱通道体从上述液柱通道体通孔中穿过，隔板上片中心边缘与液柱通道体焊接；液柱通道体为圆柱直孔结构，位于隔板上片的中央位置且分别向上、向下凸出；隔板上片还有若干个上片橡胶膜通孔；隔板中片上设有与所述上片橡胶膜通孔对应的中片橡胶膜通孔，中片橡胶膜通孔的尺寸大于上片橡胶膜通孔的尺寸，中片橡胶膜通孔中压紧放置橡胶膜，橡胶膜的厚度大于中片的厚度；每片橡胶膜的中间均开一条上、下连通的细缝；隔板下片上设有与上片橡胶膜通孔数量、位置及尺寸均相同的下片橡胶模通孔。

2.如权利要求1所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述外壳下体组件包括外壳下体、橡胶底膜和橡胶底膜骨架，外壳下体的上部边缘向外水平延伸构成用于和连接板下端通过折弯部卡接的凸缘；外壳下体上方设有橡胶底膜，橡胶底膜的边缘也向外水平延伸构成橡胶底膜凸缘，橡胶底膜凸缘上表面与橡胶底膜骨架硫化连接，共同压实起密封作用；外壳上体下端、隔板下片、外壳下体凸缘以及橡胶底膜凸缘的边缘位置上下对应，并通过连接板下端折弯部卡接联接；橡胶底膜与隔板和液柱通道体组件之间的空腔形成下液室。

3.如权利要求2所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述橡胶底膜的边缘与外壳下体内壁接触。

4.如权利要求2所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述外壳下体底部有若干通孔，与安装基础相连的螺栓光杆处与各通孔过盈配合。

5.如权利要求1所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述上、下液室中充满液体介质。

6.如权利要求1所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述橡胶主簧组件的外部整体轮廓呈弧形。

7.如权利要求1所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述外壳上体向上凸出，上骨架向下凸出。

8.如权利要求2所述的中、重型动力装置与安装基础之间柔性机械液力联接装置，其特征是，所述橡胶底膜周侧向下凸出。