阅读说明：本技术 一种机电设备减震架及其缓冲方法 (Electromechanical equipment damping frame and damping method thereof ) 是由 陈鹏鹏 杨*** 于 2020-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种机电设备减震架的缓冲方法,主要包括以下使用方法：S1、减弱低强度震动；S2、减弱中等强度震动；S3、减弱高强度震动,一种减震架,包括承载板、支撑柱和直筒,所述支撑柱的上端与承载板固定连接,所述支撑柱的下端固定连接有圆板,且圆板密封滑动设置在直筒内,所述直筒内密封滑动安装有滑动板,且滑动板位于圆板的下方并与圆板平行,所述直筒上端设有固定板,所述固定板与圆板之间连接有多个第一弹簧,所述滑动板与直筒底壁之间连接有多个第二弹簧。本发明具有长期减震效果,不需要过多的维护,并且在减震过程中各部件受到的均为动态的阻力,瞬时冲击力小,能有效保证部件以及机电设备不受损伤。(The invention discloses a buffering method of a shock absorption frame of electromechanical equipment, which mainly comprises the following using methods: s1, weakening low-intensity vibration; s2, weakening the vibration with medium intensity; s3, weakening high-strength vibration, and the shock absorption frame comprises a bearing plate, a support column and a straight cylinder, wherein the upper end of the support column is fixedly connected with the bearing plate, the lower end of the support column is fixedly connected with a circular plate, the circular plate is arranged in the straight cylinder in a sealing and sliding manner, a sliding plate is arranged in the straight cylinder in a sealing and sliding manner, the sliding plate is positioned below the circular plate and is parallel to the circular plate, a fixed plate is arranged at the upper end of the straight cylinder, a plurality of first springs are connected between the fixed plate and the circular plate, and a plurality of second springs are connected between the sliding plate and the bottom wall. The invention has long-term shock absorption effect, does not need excessive maintenance, has small instantaneous impact force because all parts are subjected to dynamic resistance in the shock absorption process, and can effectively ensure that the parts and electromechanical equipment are not damaged.)

一种机电设备减震架及其缓冲方法

技术领域

本发明涉及机电设备技术领域，尤其涉及一种机电设备减震架及其缓冲方法。

背景技术

机电设备的涵盖范围很广，包括但不限于计算机设备、自动化设备、测试设备、分析设备等等，一些精密的机电设备在工作时需要避免震动的干扰，常见的减震缓冲方法为在设备底部铺设橡胶垫或增加柔性底座，但这种方式缓冲效果不够好，无法应对较为强烈的震动，因此，一些机电设备会固定安装在减震架上，减震架一般利用弹簧将机电设备的动能转变为弹簧的弹性势能，从而有效减小机电设备的震动强度，但是支撑效果差，使用寿命短，需要长期维护。

在已授权的公开号为CN109027113B的专利文件中提出了一种机电设备磁阻联动减震装置，包括第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁和第四磁铁，通过利用第一磁铁和第三磁铁、第四磁铁和第二磁铁之间的互斥力来辅助支撑机电设备，利用第三磁铁和第四磁铁之间的磁吸力和对应磁铁之间的斥力来达到减震效果，从而达到支撑、缓冲两种效果；

但大部分机电设备内部都有复杂的电路模块，如果磁铁的磁性较弱，则缓冲、支撑效果差，若磁铁的磁性强，则会对电路模块中的电感、变压器、继电器等器件产生不利影响，导致电路模块出现故障，并且许多设备的壳体都为金属制成，磁铁与铁磁性金属之间具有相互吸引力，主体部分为磁铁的缓冲架可以应用的范围较为狭窄，不利于大规模推广。

为此，我们提出一种机电设备减震架及其缓冲方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中机电设备减震架缓冲效果差的缺点，而提出的一种机电设备减震架及其缓冲方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

S1、减弱低强度震动：承载板出现微小震动时，第一弹簧将动能转化为弹性势能并储存，圆板固定不动；

S2、减弱中等强度震动：承载板震动幅度较大时，承载板通过支撑柱下压圆板，使得液压油从第一出液孔处向第一缓冲区内流动，将承载板的动能转化为液压油和配重板的势能，滑动板固定不动；

S3、减弱高强度震动：承载板剧烈震动时，液压油挤压滑动板，使其向下运动，触发件碰触位置开关后，电流变液位于匀强电场中，剪切力增加，将承载板的大部分动能转化为电流变液的内能；

上述缓冲过程中还涉及了一种减震架，包括承载板、支撑柱和直筒，所述支撑柱的上端与承载板固定连接，所述支撑柱的下端固定连接有圆板，且圆板密封滑动设置在直筒内，所述直筒内密封滑动安装有滑动板，且滑动板位于圆板的下方并与圆板平行，所述直筒上端设有固定板，所述固定板与圆板之间连接有多个第一弹簧，所述滑动板与直筒底壁之间连接有多个第二弹簧，所述滑动板内固定设有上电容板；

所述直筒的外部固定套设有外筒，所述外筒与直筒之间从上到下依次密封设置有配重板、分隔板和承重板，且配重板与外筒、直筒的侧壁滑动相接，所述承重板的下表面固定设有下电容板，所述配重板与分隔板共同构成第一缓冲区，所述分隔板与承重板共同构成第二缓冲区，所述承重板与外筒的内底壁共同构成防水区；

所述直筒的侧壁上对称开设有多个与第一缓冲区连通的第一出液孔和与第二缓冲区连通的第二出液口，所述外筒的侧壁上开设有与第二缓冲区连通的排气口，所述第二缓冲区内设有弹性膜。

其中，所述圆板与滑动板之间盛有液压油，所述滑动板与直筒的底壁之间盛有电流变液，所述防水区内安装有电源，所述直筒的内侧壁上设有位置开关，所述滑动板的侧壁上设有触发件，且位置开关的位置与触发件的位置相对应。

本发明的有益效果：

1、当承载板出现微小震动时，第一弹簧将动能转化为弹性势能并储存，从而有效减弱震动，并且第一弹簧的压缩量远小于其最大形变量，几乎不会因为多次震动而导致第一弹簧出现疲劳损伤。

2、当承载板震动幅度较大时，承载板震动时的动能大部分会转化为第一弹簧的弹性势能和配重板的重力势能，一小部分通过摩擦转变为热量逸散，从而使第一弹簧处于低疲劳损耗周期，增加第一弹簧的使用寿命，并且配重板在上升下降过程中几乎不会出现损耗，能保证装置的减震效果长期有效。

3、当承载板剧烈震动时，液压油会挤压滑动板，使滑动板向下滑动，电流变液发生流动使得弹性膜形变，此时第二弹簧和弹性膜也会吸收部分能量，进一步减弱承载板的震动。

4、通过设置电源、上电容板、下电容板等装置，会使电流变液处于匀强电场中，当滑动板在推动电流变液时会受到变化的阻力，从而使得承载板稳定并快速的停止震动。

5、本发明在减弱承载板震动的过程中，承载板、支撑柱、圆板等部件受到的均为动态的阻力，对各部件的瞬时冲击力小，并且能有效、快速的削弱震动，对机电设备起到更好的缓冲作用；

6、本发明中，上电容板、下电容板靠近装置的底部，距离承载台以及承载台上的机电设备距离较远，并且产生的匀强电场位于上电容板和下电容板之间，对外界影响小，不会对精密的机电设备产生影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明中承载板轻微震动时的结构示意图；

图4为本发明中承载板剧烈震动时的结构示意图。

图中：1承载板、2支撑柱、201圆板、3固定板、4第一弹簧、5直筒、6滑动板、7上电容板、8第二弹簧、9外筒、10配重板、1001第一缓冲区、11分隔板、1101第二缓冲区、12承重板、1201防水区、13弹性膜、14排气口、15下电容板、16电源、17位置开关、18触发件、19第一出液孔。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种机电设备减震架的缓冲方法，具体使用方法如下：

S1、减弱低强度震动：承载板1出现微小震动时，第一弹簧4将动能转化为弹性势能并储存，圆板201固定不动；

S2、减弱中等强度震动：承载板1震动幅度较大时，承载板1通过支撑柱2下压圆板201，使得液压油从第一出液孔19处向第一缓冲区1001内流动，将承载板1的动能转化为液压油和配重板10的势能，滑动板6固定不动；

S3、减弱高强度震动：承载板1剧烈震动时，液压油挤压滑动板6，使其向下运动，触发件18碰触位置开关17后，电流变液位于匀强电场中，剪切力增加，将承载板1的大部分动能转化为电流变液的内能；

上述缓冲过程中还涉及了一种减震架，包括承载板1、支撑柱2和直筒5，支撑柱2的上端与承载板1固定连接，支撑柱2的下端固定连接有圆板201，且圆板201密封滑动设置在直筒5内，直筒5内密封滑动安装有滑动板6，且滑动板6位于圆板201的下方并与圆板201平行，直筒5上端设有固定板3，固定板3与圆板201之间连接有多个第一弹簧4，滑动板6与直筒5底壁之间连接有多个第二弹簧8，滑动板6内固定设有上电容板7；

第二弹簧8的劲度系数大于第一弹簧4的劲度系数，第一出液孔19为小孔；

直筒5的外部固定套设有外筒9，外筒9与直筒5之间从上到下依次密封设置有配重板10、分隔板11和承重板12，且配重板10与外筒9、直筒5的侧壁滑动相接，承重板12的下表面固定设有下电容板15，配重板10与分隔板11共同构成第一缓冲区1001，分隔板11与承重板12共同构成第二缓冲区1101，承重板12与外筒9的内底壁共同构成防水区1201；

直筒5的侧壁上对称开设有多个与第一缓冲区1001连通的第一出液孔19和与第二缓冲区1101连通的第二出液口，外筒9的侧壁上开设有与第二缓冲区1101连通的排气口14，第二缓冲区1101内设有弹性膜13，当弹性膜13发生形变时，位于外侧部分的第二缓冲区1101内的空气会通过排气口14排出或外界空气通过排气口14进入第二缓冲区1101，从而平衡第二缓冲区1101内的压力变化。

其中，圆板201与滑动板6之间盛有液压油，滑动板6与直筒5的底壁之间盛有电流变液，防水区1201内安装有电源16，直筒5的内侧壁上设有位置开关17，滑动板6的侧壁上设有触发件18，且位置开关17的位置与触发件18的位置相对应。

具体工作时，机电设备固定安装在承载板1上，所以机电设备受到的震动会直观反应在承载板1上，当承载板1出现微小震动时，第一弹簧4将动能转化为弹性势能并储存，因为圆板201与直筒5内壁之间存在摩擦，并且由物理常识可知，最大静摩擦力大于动摩擦力，所以当第一弹簧4压缩量较小时，圆板201在静摩擦力的作用下不会向下运动；

当承载板1震动幅度较大时，此时第一弹簧4弹性形变量增加，第一弹簧4的弹力变大，从而使圆板201克服最大静摩擦力向下滑动，此时圆板201挤压液压油会导致液压油从第一出液孔19流入第一缓冲区1001并将配重板10向上推动，因此承载板1震动时的动能大部分会转化为第一弹簧4的弹性势能和配重板10的重力势能，一小部分通过摩擦转变为热量逸散，从而使第一弹簧4处于低疲劳损耗周期，增加第一弹簧4的使用寿命，因为第二弹簧8的劲度系数较大，所以不容易发生弹性形变，中等强度震动时，滑动板6不会向下运动；

当承载板1剧烈震动时，圆板201与滑动板6之间的体积快速减小，此时从第一出液孔19排出的液压油的速度不足以抵消这一变化，因此液压油会挤压滑动板6，使滑动板6克服第二弹簧8的形变力并向下滑动，滑动板6与直筒5底壁之间的电流变液通过第二出液口向第二缓冲区1101流动，使得弹性膜13发生形变，此时第二弹簧8和弹性膜13也会吸收部分能量，进一步减弱承载板1的震动；

当滑动板6侧壁上的触发件18与直筒5内侧壁上的位置开关17相对时，位置开关17会被触发，使电源16、上电容板7、下电容板15所在回路连通，上电容板7和下电容板15共同构成一个电容，电源16会将电容快速充满，因为电容的两个极板之间会产生匀强电场，所以上电容板7与下电容板15之间会出现激发的匀强电场，使电流变液处于电场中，当滑动板6向下滑动时，上电容板7与下电容板15之间的距离变小；

因为平行板电容器的电容

其中k为静电力常数，ε为介电常数，S为正对面积，π为圆周率；

以上四个参量都可视为确定常量，电容C只与距离d的变化有关；

而平行板电容器内部匀强电场

当电容器始终与电源16连接时，电压不会发生变化，所以上电容板7与下电容板15之间距离减小时，场强增大，因为电流变液会出现温塞格现象，即处于电场中或通入电流时，电流变液的粘度会随电场强度或电流强度的增加而增加，因此滑动板6在推动电流变液时会受到变化的阻力，并且滑动板6越靠近直筒5的底部，阻力就越大，使得承载板1稳定并快速的停止震动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。