一种减振限位装置及设置其的机械设备的制作方法

1.本发明涉及减振技术领域，尤其是涉及一种减振限位装置及设置其的机械设备。


背景技术：

2.机械设备在运转过程中总会产生与其工作原理相关的特征频率振动，例如旋转机械的转频及其谐次频率等。同时多数机械设备会有与之附连的管路系统。通常对于机械设备既要求其对安装环境的振动传递率较低，又要对环境振动和冲击具有良好的适应性和可靠性。机械设备普遍采用机脚橡胶垫减振，通过与机组框架刚性连接的支架对设备进行固定约束以抵抗环境振动和冲击。
3.以车载空调压缩机为例，既要减小压缩机传递给外界外壳的振动，又要让压缩机在车载振动和冲击环境下的不能产生过大的位移，以避免破坏管路系统。为了使压缩机具有较高的振动隔离效果，压缩机橡胶垫选用较软的材质，但这会导致机脚橡胶垫对压缩机在车载环境振动和冲击条件下支撑不足而位移较大，管路发生破坏，或者橡胶垫自身在压缩机三方向的大位移作用下产生较快的磨损，使用寿命短。
4.为了解决这一问题，现有技术提供了一种压缩机弹性安装脚垫，通过在弹性脚垫内设置填充有液体或气体的安装腔对压缩机提供弹性支撑，进行隔振。但该类装置仅可用于稳态环境下，减小压缩机对安装环境的振动传递，当安装环境(例如车载)振动时，由于气体/液体安装腔的支撑刚度较低，对压缩机不具有限位功能。同时，该装置使用了液体或者气体，对装置密封性要求较高，可靠性较差。
5.可见，现有技术隔振脚垫不能同时兼顾较好的隔振效果和抗冲击限位功能。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种减振限位装置及设置其的机械设备，至少解决现有技术中存在的设备的隔振脚垫不能同时兼顾较好的隔振效果和抗冲击限位功能的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
8.本发明提供的一种减振限位装置，包括：
9.支撑结构，用于将设备固定于安装面；
10.竖向限位结构，其安装于所述支撑结构，振动或冲击发生时能够于设备机脚的上、下两侧与机脚进行非弹性碰撞而限制设备垂直于安装面的移动；
11.水平限位结构，其至少部分结构安装于所述支撑结构，所述水平限位结构能够设置于所述设备的周侧，振动或冲击发生时限制所述设备平行于所述安装面的移动；
12.隔振结构，其包括刚性弹性部件，通过弹性变形吸收振动。
13.可选地，所述支撑结构包括分体式设置的支架和限位座，所述隔振结构设置于所述支架的上侧，所述支架通过螺柱与所述机脚可拆卸连接。
14.可选地，所述隔振结构还包括调节装置，其设置于所述弹性部件的上侧，能够调节
所述弹性部件的变形量。
15.可选地，所述弹性部件为弹簧，所述调节装置包括弹簧压盖和弹簧螺母；所述弹簧套设于所述螺柱上，且所述弹簧的底端抵靠于所述支架；所述弹簧压盖设置于所述弹簧的顶端，并通过所述弹簧螺母与所述螺柱的配合实现压紧固定。
16.可选地，所述隔振结构还包括套筒，所述弹簧为螺旋弹簧，所述套筒套设于所述螺柱并填塞于所述螺旋弹簧与所述螺柱之间的间隙内。
17.可选地，所述支架包括两个相垂直的立面，每个所述立面的上部均向内折弯形成与安装面平行的上平板。
18.可选地，每个所述立面的底部均向外折弯形成与安装面相平行的下平板。
19.可选地，所述竖向限位结构包括上限位块和下限位块，所述上限位块设置于所述支架，所述下限位块设置于所述限位座，所述上限位块与所述下限位块分别位于所述机脚的上、下两侧。
20.可选地，所述上限位块为中心贯穿有通孔的台阶状柱体；所述支架上开设有上固定孔，所述上限位块的凸起台阶的外圆与所述上固定孔的内圆相配合，所述上限位块通过所述通孔与所述螺柱限位连接。
21.可选地，所述上限位块和/或所述下限位块采用阻尼材料制造。
22.可选地，所述水平限位结构包括套环和板簧，所述板簧安装于所述限位座，所述套环用于安装在设备外侧，且所述套环的外圆与所述板簧的内圆相匹配。
23.可选地，所述板簧为双刚度板簧，包括固定连接的第一板簧片和第二板簧片，且所述第一板簧片的刚度与所述第二板簧片的刚度不同。
24.可选地，所述第一板簧片与所述第二板簧片的曲率半径均采用渐变式
25.可选地，所述第二板簧片位于靠近所述限位座处，所述第一板簧片位于远离所述限位座处。
26.可选地，所述套环的至少外表面采用阻尼材料制造而成。
27.本发明提供的一种机械设备，包括以上任一所述的减振限位装置。
28.可选地，所述机械设备为压缩机。
29.本发明提供的一种减振限位装置及设置其的机械设备，该减振限位装置包括隔振结构、支撑结构以及安装于所述支撑结构上的竖向限位结构和水平限位结构。通过隔振结构减振的同时，由于竖向限位结构和水平限位结构的限位，在安装环境发生振动或冲击时，具有良好的设备限位功能，只在设定的较小范围内产生位移，保证与设备附连的管路系统不因相对位移过大而发生破坏，从而提高了机械设备运行的安全性和可靠性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明具体实施方式提供的一种设置有减振限位装置的机械设备的立体结构示意图；
32.图2是图1中减振限位装置的局部放大结构示意图；
33.图3是本发明具体实施方式提供的一种设置有减振限位装置的机械设备的中心剖面结构示意图；
34.图4是图3中减振限位装置的局部放大结构示意图；
35.图5是发明具体实施方式提供的一种压缩机的结构示意图，图中给出了减振限位装置的爆炸结构。
36.图中100、减振抗冲限位装置；1、底板；2、支架；3、底板安装螺母；4、底板安装螺栓；5、限位座；6、板簧螺钉；7、下限位块；8、上限位块；9、螺旋弹簧；10、套筒；11、弹簧压盖；12、弹簧螺母；13、弹性垫片；14、机脚螺柱；15、压缩机；16、双刚度板簧；17、套环。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
38.实施例1：
39.本发明提供了一种减振抗冲限位装置100，包括：
40.支撑结构，用于将设备固定于安装面；
41.竖向限位结构，其安装于支撑结构，振动或冲击发生时能够于设备机脚的上、下两侧与机脚进行非弹性碰撞而限制设备垂直于安装面的移动；
42.水平限位结构，其至少部分结构安装于支撑结构，水平限位结构能够设置于设备的周侧，振动或冲击发生时限制设备平行于安装面的移动；
43.隔振结构，其包括刚性弹性部件，通过弹性变形吸收振动。
44.可选地，支撑结构包括分体式设置的支架2和限位座5，隔振结构设置于支架2的上侧，支架2通过螺柱与机脚可拆卸连接。
45.当振动或冲击发生时，通过隔振结构吸收振动的同时，由于竖向限位结构和水平限位结构的限位，在安装环境发生振动或冲击时，具有良好的设备限位功能，只在设定的较小范围内产生位移，保证与设备附连的管路系统不因相对位移过大而发生破坏，从而提高了机械设备运行的安全性和可靠性。
46.作为可选地实施，隔振结构还包括调节装置，其设置于弹性部件的上侧，能够调节弹性部件的变形量。可通过螺母旋入螺栓的长度调节各机脚弹簧的压缩量保证被减振设备姿态竖直或水平，从而减小各方向振动耦合，从而杜绝了传统的橡胶隔振脚垫在设备重心偏心时，难以调节橡胶脚垫变形量，从而设备姿态不良(倾斜)，易引起各方向振动的耦合的问题。
47.作为可选地实施方式，弹性部件为弹簧，调节装置包括弹簧压盖11和弹簧螺母12；弹簧套设于螺柱上，且弹簧的底端抵靠于支架2；弹簧压盖11设置于弹簧的顶端，并通过弹簧螺母12与螺柱的配合实现压紧固定。
48.作为可选地实施方式，隔振结构还包括套筒10，弹簧为螺旋弹簧9，套筒10套设于螺柱并填塞于螺旋弹簧9与螺柱之间的间隙内。套筒10在不影响弹簧变形的情况下，在一定
程度上能够减少螺旋弹簧9的摆动。
49.作为可选地实施方式，支架2包括两个相垂直的立面，每个立面的上部均向内折弯形成与安装面平行的上平板，便于与上限位块8及螺旋弹簧9配合连接。
50.作为可选地实施方式，每个立面的底部均向外折弯形成与安装面相平行的下平板，用于与安装面固定连接。
51.作为可选地实施方式，竖向限位结构包括上限位块8和下限位块7，上限位块8设置于支架2，下限位块7设置于限位座5，上限位块8与下限位块7分别位于机脚的上、下两侧，对机脚起到竖向的限位作用。
52.作为可选地实施方式，上限位块8为中心贯穿有通孔的台阶状柱体；支架2上开设有上固定孔，上限位块8的凸起台阶的外圆与上固定孔的内圆相配合，上限位块8通过通孔与螺柱限位连接。
53.作为可选地实施方式，上限位块8和/或下限位块7采用阻尼材料制造，可增加碰撞时的能量消耗。
54.作为可选地实施方式，水平限位结构包括套环17和板簧，板簧安装于限位座5，套环17用于安装在设备外侧，且套环17的外圆与板簧的内圆相匹配，在机械设备沿其径向水平方向产生位移时起到限位作用。
55.作为可选地实施方式，板簧为双刚度板簧16，包括固定连接的第一板簧片和第二板簧片，且第一板簧片的刚度与第二板簧片的刚度不同，起到分级缓冲限位的作用。
56.作为可选地实施方式，第二板簧片位于靠近限位座5处，第一板簧片位于远离限位座5处。
57.作为可选地实施方式，套环17的至少外表面采用阻尼材料制造而成，增加与双刚度板簧16碰撞接触时的摩擦阻力，提升限位效果。
58.实施例2：
59.本发明提供了一种压缩机15，包括以上任一的减振抗冲限位装置100。
60.减振抗冲限位装置100安装在被隔振的压缩机15与安装基座结构(即安装面)之间，如图1
‑
图5所示，包括：
61.底板1，底板1通过螺栓或者焊接与安装基座(图中未画出)固定，底板1上有支架2和限位座5。支架2与底板1通过底板安装螺栓4和底板安装螺母3连接，底板安装螺母3与底板1之间有弹性垫片，防止螺栓松动。限位座5与底板1可以通过焊接或者从底板下部螺钉连接。
62.支架2为厚度较厚(如4mm)的钣金件折弯而成，支架2的竖直面由两个立板组成，支架2的两个立板成90
°
折弯，下部分别向外侧折弯与底板1平行；立板之一的上部向内部90
°
折弯与底板1平行，并与另一立面在交缝处进行焊接构成支架2的上平板。支架2的上平板开圆孔，在上平板的下侧胶粘上限位块8。上限位块8的上表面有凸出的环形结构外圆与支架2上平板孔的内圆相配合。为了增大冲击碰撞时能量消耗和减小碰撞产生的噪声，上限位块8的材料为阻尼较大的材料，如尼龙。
63.支架2的上平板上有金属螺旋弹簧9，螺旋弹簧9穿过机脚螺柱14。机脚螺柱14下部为圆盘状，其边缘与压缩机15的机脚下平面焊接。为了防止螺旋弹簧9在水平方向有大位移窜动，其内部安装有套筒10。套筒10的内径比机脚螺柱14的外径稍大，外径比螺旋弹簧9的
内径稍小，对弹簧变形影响较小，套筒10的材料为自润滑材料，如peek材料。
64.螺旋弹簧9的上端有弹簧压盖11。弹簧压盖11的上部为第一弹簧螺母12，弹簧螺母12上为弹性垫片13，弹性垫片13上为第二弹簧螺母。弹性垫片13处于压紧状态，可防止第一、第二弹簧螺母在振动时发生松动。在压缩机15重心和几何中心不重合时，可通过调整弹簧螺母12在机脚螺柱14上的旋入长度调整各机脚对应的螺旋弹簧9的变形量，保证压缩机15的姿态良好，处于竖直状态，减小各方向的振动耦合。
65.限位座5的顶部粘贴有下限位块7，其材料与上限位块8相同，为尼龙。限位座5上钻有于底板1平行的螺纹通孔。双刚度板簧16通过板簧螺钉6与限位座5固定。的双刚度板簧16由厚度和曲率半径不同的弹簧钢片制成。靠近压缩机15的为第一板簧片，靠近限位座5的为第二板簧片。第一板簧片和第二板簧片是分体式加工好，然后在中间位置通过焊接一体化。分别成型加工是因为需要设计加工不同的厚度和曲率半径。在中间位置焊接起来一体化是方便钻螺栓孔，后续方便安装板簧螺钉6与限位座固连起来。第一板簧片的厚度比第二板簧片小，曲率半径也比第二板簧片小。通过厚度设计不同使第一板簧片刚度小于第二板簧片，通过曲率半径变化，使第一板簧片和第二板簧片的刚度均具有渐硬特性。压缩机发生水平振动冲击时，双刚度板簧16的第一板簧片先与套环17接触。设计第一板簧片的刚度较小，进行缓冲；设计第二板簧片的刚度较大，可使压缩机15在冲击位移较大的情况下，第一板簧片发生变形与第二板簧片接触，第二板簧片的大刚度产生较大反力对压缩机进行位移限值。的套环17过盈安装于压缩机15的下部。为减小套环17与双刚度板簧16接触时噪音小且具有较大的摩擦阻尼，套环17选用外表面粗糙的复合材料。
66.机械设备在工作过程中，会产生各种特征频率,因此为了得到较高的振动隔离效率,需要将隔振元件刚度设计的较小。本发明通过对金属螺旋弹簧的参数进行选型设计,得到较低的固有频率,在较低起始频率就可起到隔振效果。当设备安装环境(如车载)发生垂向振动或冲击时，上、下限位块与压缩机15的机脚进行非弹性碰撞，进行垂向(竖向)运动限位。当设备安装环境(如车载)发生水平方向的振动或冲击时，有如下两种方式进行水平方向限位：1、机脚螺柱14与上限位块8的环形凸起进行碰撞限位；2、双刚度板簧16与套环17发生碰撞进行水平的单方向限位。其中板簧片与套环发生摩擦可提供额外的阻尼，消耗冲击能量。
67.本发明的减振抗冲限位装置，在安装环境为静态或者准静态时，上限位块8、下限位块7与压缩机15的机脚平面均有较小的距离(1
‑
2mm)，双刚度板簧16与压缩机套环17也存在较小的距离，可保证设备在弹簧平衡位置附件作微小的振动，实现隔振功能。在安装环境振动或产生冲击时，压缩机机脚与上、下限位块产生非弹性碰撞，对压缩机进行垂向限位；双刚度板簧16接触套环17，对压缩机进行径向限位。本发明的关键部件为金属材料，具有性能稳定，可靠性高，环境适应性强的特点。上述的减振抗冲限位装置在一台压缩机中可根据机脚个数而定，通常为三个或者四个机脚关于压缩机的轴线均匀分布。
68.本发明的减振抗冲装置设计有垂向(竖向)及径向(水平)限位结构。在安装环境(如车载)发生振动或冲击时，具有设备限位功能，保证与设备附连的管路系统不因相对位移过大而发生破坏，从而提高设备运行的安全性和可靠性。通过使用金属螺旋弹簧作为隔振弹性元件，其刚度可根据隔振需要进行准确设计，其刚度特性不随温度、使用时间而发生改变，隔振系统一次设计成功率高。而且本发明的金属螺旋弹簧式隔振结构，可通过调节设
备各机脚对应的螺栓旋入长度调节弹簧的压缩量，从而调节设备的姿态，以减小各向振动耦合。
69.在发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，
″
多个
″
的含义是两个或两个以上；术语
″
上
″
、
″
下
″
、
″
左
″
、
″
右
″
、
″
内
″
、
″
外
″
、
″
前端
″
、
″
后端
″
、
″
头部
″
、
″
尾部
″
等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
70.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
″
安装
″
、
″
相连
″
、
″
连接
″
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。