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1、10申请公布号CN104048146A43申请公布日20140917CN104048146A21申请号201410098880022申请日2014031713/840,34020130315USF16M13/02200601F16F15/023200601F16F9/3420060171申请人ITT制造企业有限责任公司地址美国特拉华州72发明人舒宾鲁安74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人田军锋魏金霞54发明名称具有增加的动态刚度的粘弹性支撑物57摘要本发明描述了一种粘弹性阻尼组件，所述粘弹性阻尼组件包括具有第一端部和第二端部以及中空内部的安装座外壳。设置在所述安装座外壳。
2、内的活塞组件包括轴向相对的第一活塞杆端部和第二活塞杆端部，其中所述第一活塞杆端部由第一直径限定，并且所述第二活塞杆端部由第二直径限定，所述第二直径基本大于所述第一直径。高压液压贮存器限定在所述安装座外壳内，其中作用于所述第二活塞杆端部的外加负载部件引起所述活塞组件抵着保持在所述液压贮存器中的流体的相应运动，从而实现第一静态弹簧刚度以及更高的第二动态弹簧刚度。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书6页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图7页10申请公布号CN104048146ACN104048146A1/2页21一种粘弹性安装座，包括外壳。
3、；活塞组件，所述活塞组件设置在所述外壳内，所述活塞组件包括活塞杆和活塞头，所述活塞杆基本延伸穿过所述活塞头并带有位于一端且具有第一直径的第一轴向端部以及具有第二直径的相对的第二轴向端部，所述第二直径基本大于所述活塞杆的所述第一端部的直径，所述活塞组件能够在所述外壳内轴向地移动；以及粘弹性弹簧，所述粘弹性弹簧设置在所述外壳内，其中负载施加于所述活塞杆的所述第二轴向端部，并且其中所述活塞组件能够抵着所述粘弹性弹簧轴向地移动，在所述粘弹性弹簧中产生第一静态弹簧刚度和更高的第二动态弹簧刚度。2根据权利要求1所述的粘弹性安装座，其中，所述粘弹性弹簧由在所述外壳内的保持液压流体的腔室限定。3根据权利要求2。
4、所述的粘弹性安装座，还包括加载阀组件，所述加载阀组件允许液压流体在高压下进入并保持在所述液压室内。4根据权利要求3所述的粘弹性安装座，其中，所述加载阀组件装配在所述活塞杆的所述第一轴向端部中的腔体内，所述腔体延伸至所述腔室。5根据权利要求1所述的粘弹性安装座，还包括将所述安装座固定地支撑在所述外壳的第一端部处的安装板，所述活塞杆的所述第二轴向端部从所述外壳的第二端部延伸。6根据权利要求3所述的粘弹性安装座，其中，所述活塞杆的所述第一轴向端部具有至少一个管状腔体，所述加载阀组件设置在所述管状腔体的远端。7根据权利要求6所述的粘弹性安装座，其中，所述至少一个管状腔体形成所述液压室的一部分。8根据权。
5、利要求1所述的粘弹性安装座，包括支承组件，所述支承组件位于所述外壳内并且设置在所述活塞杆的所述第一轴向端部和所述第二轴向端部周围。9根据权利要求1所述的粘弹性安装座，其中，所述安装座构造为用于支撑水力发电机。10一种用于在通常设计用于提供初始静态弹簧刚度的安装座系统中提供动态阻尼的方法，所述方法包括提供具有活塞头和活塞杆的活塞组件，所述活塞组件能够相对于粘弹性弹簧轴向移动；为所述活塞杆构造第一轴向端部和相对的第二轴向端部，所述第一轴向端部从所述活塞头延伸且具有第一直径，所述第二轴向端部从所述活塞头延伸且具有的直径大于所述第一轴向端部的直径；以及向所述活塞杆的所述第二轴向端部施加轴向负载以引起所。
6、述活塞组件的移动，其中实现初始静态弹簧刚度同时进一步实现更高的第二动态弹簧刚度，以抑制低振幅负载。11根据权利要求10所述的方法，其中，所述安装座系统用于水力发电机。12根据权利要求10所述的方法，其中，所述粘弹性弹簧由设置在外壳内的液压贮存器形成，所述活塞组件能够抵着所述液压贮存器轴向移动。13根据权利要求12所述的方法，其中，所述液压贮存器的一部分设置在所述活塞杆的所述第一轴向端部内。权利要求书CN104048146A2/2页314根据权利要求13所述的方法，包括加载阀组件，所述加载阀组件设置在管状腔体内，所述管状腔体位于所述活塞杆的所述第一轴向端部内。15根据权利要求12所述的方法，包括。
7、将所述安装座固定地支撑在所述外壳的第一端部处的安装板，所述活塞杆的所述第二轴向端部从所述外壳的第二端部延伸。权利要求书CN104048146A1/6页4具有增加的动态刚度的粘弹性支撑物技术领域0001本专利申请涉及用于装置或设备的轴向粘弹性安装座/支撑物，安装座提供低的静态弹簧刚度，但被进一步构造以提供显著较高的动态弹簧刚度，从而抑制施加于装置或设备的具体外加负载。背景技术0002就某些被支撑的装置（例如水力发电机）来说，需要提供能够实现低的静态弹簧刚度的安装座，这是出于热稳定性和标称支撑等的原因。在操作过程中，还可施加低振幅循环负载。为了缓冲或抑制这些振动负载，需要能够提供这些安装座的较大的。
8、动态刚度。在单个集成装置中提供这种分立隔离将是非常期望的。发明内容0003为此并根据一个方面，描述了粘弹性安装座，该粘弹性安装座包括外壳以及轴向地设置在所述外壳内的活塞组件。活塞组件包括活塞杆和活塞头，活塞杆基本延伸穿过活塞头并具有带有第一直径的第一端部和带有第二直径的相对的第二端部，该第二直径基本大于第一活塞杆的直径，活塞组件可相对于设置在所述外壳内的粘弹性弹簧轴向移动。根据一种方式，粘弹性弹簧由容纳有高压下的弹性流体的贮存器限定，安装座还包括加载阀组件，该加载阀组件使流体进入贮存器内并且将流体在高压下保持在贮存器内。0004根据另一方面，提供了用于制造具有增加的动态刚度的粘弹性安装座的方法。
9、，所述方法包括0005提供外壳；0006将活塞组件设置在所述外壳内，所述活塞组件包括活塞头以及延伸穿过活塞头的活塞杆；0007在所述外壳内提供粘弹性弹簧，其中所述活塞组件可在所述外壳内轴向移动，所述活塞杆包括具有第一直径的第一轴向端部以及具有大于第一端部的直径的相对的第二轴向端部，使得施加到活塞组件的第二端部的轴向负载引起所述活塞组件抵着所述粘弹性弹簧的运动，从而实现第一静态弹簧刚度，同时进一步实现更高的第二动态弹簧刚度。0008由本文所述的粘弹性安装座（例如用于水力发电机中的粘弹性安装座）提供的一个优点是可以保持相对低的静态弹簧刚度，从而实现热稳定性，但其中活塞杆的较大直径部分进一步实现相对。
10、于粘弹性弹簧的显著较高的动态弹簧刚度，从而增加低振幅循环负载，并从而提供增强的阻尼。0009本文所实现的另一个优点是在单个安装座组件中实现了增加的动态刚度。0010在以下具体实施方式的说明中，这些以及其他特征和优点将是显而易见的，所述具体实施方式应当参照附图来阅读。附图说明说明书CN104048146A2/6页50011图1为根据示例性实施例制造的粘弹性安装座的前透视图；0012图2为图1的粘弹性安装座的分解组件视图；0013图3为图1图2的粘弹性安装座的截面侧视图；0014图4为图1图3的粘弹性安装座的后端视图；0015图5为图1图4的粘弹性安装座的活塞组件的透视图；0016图6A为图1图5。
11、的粘弹性安装座的加载阀组件的前透视图；0017图6B为图6A的加载阀组件的侧面剖视图；0018图7A为图1图5的粘弹性安装座的支承组件的前透视图；0019图7B为图7A的支承组件的侧面剖视图；以及0020图8示出了示例性粘弹性安装座的数学模型。具体实施方式0021下文涉及与（例如）支撑水力发电机设备的设备一起使用的粘弹性安装座的示例性实施例。然而，显而易见的是，根据负载特性，可以使用和调整应用于本文所述的示例性安装座的原理，从而提供用于其他类型的支撑装置的不同静态和动态弹簧刚度。此外并贯穿本讨论的整个过程，为了参照附图提供合适的参考系，要频繁地使用几个术语，包括“顶部”、“底部”、“上方”、“。
12、下方”、“远侧”、“近侧”、“第一”、“第二”等。然而，这些术语并非意图将本发明的整个范围限制于如本文所述和所要求的内容。0022本文提供的附图仅仅旨在示出示例性粘弹性安装座装置的显著特征。为此，这些附图未必按比例绘制，并且不应当依赖这些附图用于定标以及类似的目的。0023如本文所定义的，术语“粘弹性”是指具有粘性但还表现出一定的弹性性能（例如储存变形能的能力）的任何材料，并且其中应力的施加导致缓慢地接近其平衡值的应变。0024如本文所定义的，术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”是指一个或多于一个。0025如本文所用，术语“包括”、“包括有”和“包括了”是开放式过渡术语，用来从该术语前的引。
13、述的主题过渡到该术语后引述的一种或多种元素，其中列在过渡术语之后的一个或多个元素未必是构成该主题的仅有元素。0026如本文所用，术语“包含”、“包含有”和“包含了”具有与“包括”、“包括有”和“包括了”相同的开放式意义。0027如本文所用，术语“含有”、“具有”和“带有”具有与“包括”、“包括有”和“包括了”相同的开放式意义。0028参见附图，更具体地讲，参见图1，示出了根据示例性实施例制造的粘弹性安装座（下文中用参考标号100来表示）的前透视图。粘弹性安装座100包括由合适的结构材料制成的大致圆柱形罩壳或安装座外壳104，安装座外壳104是中空的并且由相对的第一端部106和第二端部108分别。
14、限定，第一端部106和第二端部108还限定了粘弹性安装座100自身的第一端部和第二端部。安装板或托架110附接于安装外壳104的第二端部108以用于将安装座100固定到固定支撑物（未示出）上。更具体地讲，安装托架或板110被限定为具有中心开口111以及一组安装孔112的平面直线构件，安装孔112设置在安装托架110的各个拐角处。0029如本文所讨论，多个部件保持在圆柱形外壳104的中空内部中，其对于耦接到此说明书CN104048146A3/6页6处的负载输出实现静态负载和动态振动阻尼。0030这些保持的部件以分解形式示于图2中，并且还根据图3中完全组装的粘弹性安装座100的截面视图示出。更具体。
15、地讲并根据该示例性实施例，安装外壳104保持活塞组件114以及一对支承组件，即设置在安装座100的相应端部处的后支承组件152和前支承组件156。活塞组件114包括活塞头116和活塞杆120，其中活塞头116设置在活塞杆120的中间部分，如图3和图5中更清楚地所示。活塞头116为具有轴向贯穿开口117的圆柱形构件。根据该示例性实施例，活塞杆120为大致圆柱形的构件，其优选地由钢制成并且由三3个过渡轴向部段限定。根据该实施例，第一轴向部段124由第一直径限定，其延伸至中间轴向螺纹部段126并进一步延伸至第三前部或远侧轴向部段130。0031活塞杆120的第三或远侧轴向部段130由基本大于第一轴向。
16、部分124的外径的外径限定。根据该示例性实施例，第一轴向部段124的外径为约58MM，并且第三轴向部段130的外径为约70MM。如本文所讨论，除了设置在第一轴向部段124中的一对管状腔体以外，活塞杆120基本上为实心部件。当组装好时并如图5所示，活塞头116通过与活塞杆120的中间螺纹轴向部段126螺纹接合而固定地附接，其中第一轴向部段126和第三轴向部段130从活塞头116的相对侧延伸。0032如图3中最清楚地所示，活塞杆120的第一轴向部段124还由具有第一直径的轴向管状腔体134限定，该第一直径向内逐渐减小为在中间深度处的较小的第二直径，管状腔体134基本上轴向延伸穿过整个第一轴向部段1。
17、24。将轴向管状腔体134的第一直径的尺寸设定为能够容纳加载阀组件140，可通过该加载阀组件140在高压下加入液压流体。更具体地讲并根据该实施例，活塞杆120的第一轴向部段124包括横向管状腔体138，该横向管状腔体138径向地延伸穿过活塞杆120并且与轴向延伸的管状腔体134的内端连接。如本文所讨论，当组装好时并仍参见图3，外壳104的内部限定活塞头116的远端与后支承组件152之间的环形空间150，该环形空间与活塞杆120的轴向管状腔体134和横向管状腔体138结合以形成液压室，该液压室为受到移动活塞组件114的作用的高压流体贮存器，其接收在活塞杆120的前端的轴向负载。0033更详细地示。
18、于图6A和6B中的示例性加载阀组件140包括具有内部轴向中心腔体162的大致圆柱形阀体160。中心腔体162的远端由加宽的直径限定，该加宽的直径向内逐渐减小为第二直径，该第二直径的尺寸设定为能够容纳固定螺钉170。止回球172相对于球座176位于中心腔体162的相对侧上从而提供流体屏障。沿着阀体160的外部在远端处提供挡圈177和密封构件（例如O形环178），从而提供对于第一轴向部分124的轴向管状腔体134的流体密封。0034如图3的组装好的视图所示，前支承组件156和后支承组件152分别设置在外壳104的第一端部106和第二端部108处，并且更具体地讲，设置在活塞杆120的延伸的第三轴向部。
19、段130和第一轴向部段124的周围。当组装好时，环形空间150在后支承组件152与活塞头116的最接近活塞杆120的第一轴向部段124的端部之间形成。该环形空间150邻近横向腔体138的端部提供并容纳液压流体并形成粘弹性弹簧，当对活塞杆120的前端施加负载时，活塞组件114接合抵靠该粘弹性弹簧。0035前支承组件156的分解图示于图7A和图7B中。更具体地讲，前支承组件156由具有开口端的中空圆柱形支承件保持器184限定。后支承件188设置在支承件保持器说明书CN104048146A4/6页7184的内部，并接合抵靠环形肩部189。后支承件188为具有内表面和外表面的环状构件。一组杆密封件19。
20、2相对于后支承件188的近端以并排关系设置，杆密封件192装配在支承件保持器184的凹进部分185中。根据该示例性实施例，提供了三3个杆密封件192，每个杆密封件192为具有内表面的环状元件，该内表面与后支承件188的内表面共面。根据该实施例，每个杆密封件192的面向近侧的表面由向内指向的锥度限定，该锥度被相邻的杆密封件192的相应的成角度的面向远侧的表面接合，从而确保每个杆密封件192彼此紧密接合。根据该示例性实施例，密封件保持器196覆盖支承件保持器184的近端并且压缩性地接合抵靠杆密封件192和后支承件188，密封件保持器196为通过使用低压头有帽螺钉200或固定在支承件保持器184中提。
21、供的安装孔内的其他螺纹紧固件固定到支承件保持器184的近端的盘状构件。挡圈204和密封环208（例如O形环）以并排关系设置在支承件保持器184的近端的外表面上且处于密封件保持器196的远侧表面与限定的肩部之间。杆擦拭器212在前支承件保持器184的远侧开口处设置在环形狭槽内。支承组件152提供活塞组件114可抵靠其轴向移动的内表面，并且还提供对于保留的液压流体的密封。0036如图2和图3所示，剩余的后支承组件152基本上为前支承组件156的镜像，但以相反的顺序组装。仅有的其他显著差异是基于活塞杆120的第一轴向部段124的减小的尺寸（外径），后支承组件156的保持器184就其内径而言更小。另外。
22、地，后支承组件152在结构上与前支承组件156完全相同，因此无需进一步说明。0037就组件而言，活塞组件114设置在安装座外壳104的内部中，其中第三轴向部段130面向外壳104的第一端部106，并且第一轴向部段124面向第二端部108。然后，前支承组件156和后支承组件152可利用每个组件152、156的相应保持器组件184中的活动扳手孔来分别螺纹附接到外壳104的第一端部106和第二端部108上。当最终组装在外壳104内并在加载之前，活塞杆120的第三轴向部段130从外壳104的第一端部106延伸约63MM，并且第一轴向部段124略微插入外壳104的第二端部108内。0038安装板110使。
23、用固定到每个安装孔112的螺纹紧固件（未示出）将本文所述的粘弹性安装座100的外壳104的第二端部108固定到固定支撑物（未示出）上。0039在安装之前，将加载阀组件140的固定螺钉170松开并从阀体160中移除，并且一定量的液压弹性体在压力作用下进入活塞杆120的轴向管状腔体134中，该压力足以使止回球172相对于球座176移动并且允许流体（例如硅氧烷弹性体）流过阀体160的内部中心腔体162并进入限定在活塞杆120的第一轴向部段124内的轴向管状腔体134和横向管状腔体138，并流入限定的环形空间150中以及流到活塞头116周围。当停止提供液压流体压力时，止回球172被重新定位，流体保持在。
24、活塞杆120的管状腔体134、138内、环形空间150中以及活塞头116周围，管状腔体134、138、环形空间150以及活塞头116结合形成高压流体贮存器。基于支承组件152、156的各种密封元件（例如204、208、192），流体保持在空间150内、活塞头116周围以及腔体134、138内。0040负载从活塞杆120的前端106转移到粘弹性安装座100，并且更具体地讲，抵靠着活塞组件114的略微延伸的第三轴向部段130。首先，实现相对低的静态弹簧刚度，其中初始静态负载引起活塞组件114的轴向运动，并且更具体地讲，随着活塞杆被压缩引起由活塞杆120的两个不同直径124、130形成的体积差。进入。
25、安装外壳104的杆体积大于离开安装外壳104的杆体积。这种差异导致流体压缩，从而提供低的静态弹簧刚度。在更快的动说明书CN104048146A5/6页8态循环运动期间，由于流体围绕活塞头116流动，以及由活塞杆120的第三轴向部段130提供的增加的结构刚度，在环形空间150中形成流体压力提供了高的动态弹簧刚度，其允许抑制施加于安装座100的某些低振幅负载（例如由水力发电机形成的那些）。抑制这些后面的振动使得安装结构的寿命增长，以及使操作整体更平稳。0041参见图8，提供了本文所述的粘弹性安装座100的数学模型。如图所示，弹簧元件230和麦克斯韦元件234相对于彼此并且相对于外加负载F238和固。
26、定支撑物240平行设置。基于弹簧刚度KS，弹簧元件230代表在静态负载下活塞组件114抵靠着流体的缓慢运动的情况下的加压液压流体。平行的麦克斯韦元件234由活塞组件114并且更具体地讲由活塞杆120限定，其中第三轴向部段130的增加的直径和结构刚度提供更高的第二动态弹簧刚度KD，并且流体围绕活塞头116的流动提供阻尼元件C，这些结合形成高的动态刚度。在示出的公式中，F0表示单位预加载，AX和BX2表示弹簧刚度，其中X为位移的函数，并且CV表示阻尼力，其中V为活塞速度的函数。0042图1图8的零件列表0043100粘弹性安装座0044104安装座外壳0045106第一端部、外壳0046108第二。
27、端部、外壳0047110安装板或托架0048111中心开口0049112安装孔0050114活塞组件0051116活塞头0052117轴向贯穿开口、活塞头0053120活塞杆0054124第一轴向部分0055126第二（中间）轴向部分0056130第三轴向部分0057134轴向管状腔体、活塞杆0058138横向管状腔体0059140加载阀组件0060150环形空间0061152后支承组件0062156前支承组件0063160阀体0064162中心腔体0065170固定螺钉0066172止回球0067176球座0068177挡圈说明书CN104048146A6/6页90069178O形环0070。
28、184支承件保持器0071185凹进部分0072188支承件0073189环形肩部0074192杆密封件0075196密封件保持器0076200有帽螺钉0077204挡圈0078208密封构件0079212杆擦拭器0080230弹簧元件0081234麦克斯韦元件0082238外加负载0083240固定支撑物0084上文所述的本发明的优选形式仅用于说明，而不应用来以限制的意义来解释本发明的范围。本领域的技术人员可对上述示例性实施例作出明显修改，并且不脱离所述的包括所附权利要求的本发明。说明书CN104048146A1/7页10图1说明书附图CN104048146A102/7页11图2说明书附图CN104048146A113/7页12图3说明书附图CN104048146A124/7页13图4说明书附图CN104048146A135/7页14图5图6A图6B说明书附图CN104048146A146/7页15图7A图7B说明书附图CN104048146A157/7页16图8说明书附图CN104048146A16。