本發(fā)明屬于沖擊隔離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種沖擊隔離裝置，特別涉及一種多剛度三向沖擊隔離裝置。

背景技術(shù)：

艦船在作戰(zhàn)中不可避免的會遭受水雷、魚雷等各類武器的攻擊，由此產(chǎn)生的水下非接觸爆炸沖擊載荷雖然不會直接造成艦體結(jié)構(gòu)的破壞，但是會造成艦用設備發(fā)生大面積破壞，進而導致艦船喪失戰(zhàn)斗力和生命力。為提高艦用設備的抗沖擊能力，已研制出氣囊式、橡膠式、鋼絲繩等多種彈性安裝的抗沖擊隔離器，依靠其彈性體的大位移變形能力，發(fā)動機、燃氣輪機等大部分對精度要求不高的設備已得到了有效的沖擊防護。但傳統(tǒng)的彈簧沖擊隔離器的彈性元件大部分為圓柱螺旋壓縮彈簧，彈性元件只有一種剛度，不能適應不同沖擊環(huán)境，其抗沖擊效果均不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：發(fā)明提供一種多剛度三向沖擊隔離裝置，其目的是解決以往所存在的問題。

技術(shù)方案：發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

多剛度三向沖擊隔離裝置，其特征在于：該裝置包括設備連接器、基座、連接板、硬彈簧、軟彈簧、下活塞、上活塞、楔形頂塊和彈簧；

基座內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，連接板設置在基座底部；

連接器包括錘頭、連接桿和支撐面，錘頭通過連接桿與支撐面連接，錘頭伸進基座空腔內(nèi)，錘頭的側(cè)面設置有接觸面，接觸面的上下兩端設置有削角的斜面，分別為上接觸面和下接觸面；

楔形頂塊包括楔形頭和與楔形頭連接的滑桿，楔形頭與滑桿連接的面為限位面，楔形頭前端為頂面，頂面的上端或下端為楔形頂面，楔形頂面為削角斜面，滑桿穿過基座側(cè)面的滑孔內(nèi)與基座滑孔接觸連接并形成滑動副，楔形頂塊分為上下兩組，上組的楔形頂塊的楔形頂面位于頂面下端，該頂面下端的楔形頂面與上接觸面接觸連接，形成能相對移動的滑動副，下組的楔形頂塊的楔形頂面位于頂面的上端，該頂面上端的楔形頂面與下接觸面接觸連接，形成能相對移動的滑動副；彈簧套在滑桿上，彈簧的兩端分別與楔形頂塊的限位面和基座內(nèi)壁接觸連接；

連接板上安裝有下活塞、上活塞、硬彈簧和軟彈簧；連接板上設置有中空的連接板凸起，連接板凸起設置在基座空腔內(nèi)的錘頭的下方，下活塞為底部開口的中空結(jié)構(gòu)，下活塞伸進連接板凸臺內(nèi)并能相對于連接板凸臺做軸向移動，上活塞的一端連接錘頭，另一端伸進下活塞的空腔內(nèi)并能下活塞做軸向移動，硬彈簧安裝在下活塞和連接板凸起的空腔底面之間；軟彈簧安裝在上活塞和連接板凸起的空腔底面之間。

在連接板凸起的內(nèi)壁為連接板滑面，連接板滑面的上部設置有向內(nèi)延伸的連接板內(nèi)凸臺，在下活塞的外壁的下端設置有向外延伸的下活塞外凸臺，通過連接板內(nèi)凸臺卡住下活塞外凸臺限制下活塞的最大行程；

下活塞的內(nèi)壁為下活塞滑面，在下活塞滑面的上端設置有向內(nèi)延伸的下活塞內(nèi)凸臺，上活塞的外壁的下端設置有向外延伸的上活塞凸臺，通過下活塞內(nèi)凸臺卡住上活塞凸臺限制上活塞的最大行程。

在連接板凸起的側(cè)壁設置有與連接板凸起的空腔和下活塞的空腔連通的液壓油口。

下活塞外凸臺與連接板滑面之間為動密封，上活塞凸臺與下活塞滑面之間也為動密封。

基座包括上基座和下基座，上基座和下基座連接固定，與上組楔形頂塊連接的滑桿穿過上基座滑孔，與下組楔形頂塊連接的滑桿穿過下基座滑孔。

滑桿伸出基座的一端旋擰有防止滑桿滑進基座空腔內(nèi)的螺母。

上組楔形頂塊和下組楔形頂塊均為三個，上組楔形頂塊和下組楔形頂塊上下一一對應。

優(yōu)點效果：本發(fā)明提供一種多剛度三向沖擊隔離裝置，

該隔離器使用壓縮彈簧為彈性緩沖原件。本發(fā)明的有益效果是：

1)傳統(tǒng)的圓柱螺旋彈簧沖擊隔離裝置的彈性元件只有一種剛度，本發(fā)明提供一種多剛度三向沖擊隔離裝置使用三種不同剛度元件組合，適應多種沖擊環(huán)境，通過分段隔離沖擊載荷，從而保護設備。

2) 多剛度三向沖擊隔離裝置相對傳統(tǒng)的單向沖擊隔離器，其能實現(xiàn)x、y和z三個方向上緩沖。

附圖說明

圖1 整體正等軸測圖

圖2 裝置部分剖圖

圖3 連接板結(jié)構(gòu)示意圖

圖4設備連接器示意圖

圖5 上基座示意圖

圖6 下基座示意圖

圖7 楔形頂塊示意圖。

具體實施方式：

如圖1所示，發(fā)明提供一種多剛度三向沖擊隔離裝置，該裝置包括設備連接器1、基座、連接板4、硬彈簧5、軟彈簧6、下活塞7、上活塞8、楔形頂塊9和彈簧10；

基座內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，連接板4設置在基座底部；

連接器1包括錘頭、連接桿1-5和支撐面1-7，錘頭通過連接桿1-5與支撐面1-7連接，錘頭伸進基座空腔內(nèi)，錘頭的側(cè)面設置有接觸面1-3，接觸面1-3的上下兩端設置有削角的斜面，分別為上接觸面1-4和下接觸面1-2；

楔形頂塊9包括楔形頭和與楔形頭連接的滑桿9-3，楔形頭與滑桿9-3連接的面為限位面9-5，楔形頭前端為頂面9-1，頂面9-1的上端或下端為楔形頂面9-2，楔形頂面9-2為削角斜面，滑桿9-3穿過基座側(cè)面的滑孔內(nèi)與基座滑孔接觸連接并形成滑動副，楔形頂塊9分為上下兩組，上組的楔形頂塊9的楔形頂面9-2位于頂面9-1下端，該頂面9-1下端的楔形頂面9-2與上接觸面1-4接觸連接，形成能相對移動的滑動副，下組的楔形頂塊9的楔形頂面9-2位于頂面9-1的上端，該頂面9-1上端的楔形頂面9-2與下接觸面1-2接觸連接，形成能相對移動的滑動副；彈簧10套在滑桿9-3上，彈簧10的兩端分別與楔形頂塊9的限位面9-5和基座內(nèi)壁接觸連接；

位于上基座2中的彈簧10安裝在楔形頂塊9的滑桿9-3上，并且彈簧10的兩端分別與楔形頂塊9的限位面9-5和上基座2接觸連接；位于下基座3中的彈簧10安裝在楔形頂塊9的滑桿9-3上，并且彈簧10的兩端分別與楔形頂塊9的限位面9-5和下基座2接觸連接。

連接板4上安裝有下活塞7、上活塞8、硬彈簧5和軟彈簧6；連接板4上設置有中空的連接板凸起，連接板凸起設置在基座空腔內(nèi)的錘頭的下方，下活塞7為底部開口的中空結(jié)構(gòu)，下活塞7伸進連接板凸臺4-1內(nèi)并能相對于連接板凸臺4-1做軸向移動，上活塞8的一端連接錘頭，另一端伸進下活塞7的空腔內(nèi)并能下活塞7做軸向移動，硬彈簧5安裝在下活塞7和連接板凸起的空腔底面之間；軟彈簧6安裝在上活塞8和連接板凸起的空腔底面之間。

在連接板凸起的內(nèi)壁為連接板滑面4-2，連接板滑面4-2的上部設置有向內(nèi)延伸的連接板內(nèi)凸臺4-1，在下活塞7的外壁的下端設置有向外延伸的下活塞外凸臺7-3，通過連接板內(nèi)凸臺4-1卡住下活塞外凸臺7-3限制下活塞7的最大行程；

下活塞7的內(nèi)壁為下活塞滑面7-2，在下活塞滑面7-2的上端設置有向內(nèi)延伸的下活塞內(nèi)凸臺7-1，上活塞8的外壁的下端設置有向外延伸的上活塞凸臺8-3，通過下活塞內(nèi)凸臺7-1卡住上活塞凸臺8-3限制上活塞8的最大行程。

在連接板凸起的側(cè)壁設置有與連接板凸起的空腔和下活塞7的空腔連通的液壓油口4-3。

下活塞外凸臺7-3與連接板滑面4-2之間為動密封，上活塞凸臺8-3與下活塞滑面7-2之間也為動密封。

基座包括上基座2和下基座3，上基座2和下基座3連接固定，與上組楔形頂塊9連接的滑桿9-3穿過上基座滑孔2-3，與下組楔形頂塊9連接的滑桿9-3穿過下基座滑孔3-3。

滑桿9-3伸出基座的一端旋擰有防止滑桿9-3滑進基座空腔內(nèi)的螺母。

上組楔形頂塊9和下組楔形頂塊9均為三個，上組楔形頂塊9和下組楔形頂塊9上下一一對應。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明：

如圖1和圖2所示，本發(fā)明涉及一種多剛度三向沖擊隔離裝置，該裝置包括：設備連接器1、上基座2、下基座3、連接板4、硬彈簧5、軟彈簧6、上活塞7、上活塞8、楔形頂塊9、彈簧10和螺母11；

上基座2的上基座連接孔2-2與下基座3的下基座連接孔3-2通過螺栓連接固定，從而保證上基座2與下基座3之間不發(fā)生相對運動；

上基座2設置有三個上基座滑孔2-3，每個上基座滑孔2-3安裝有一個楔形頂塊9；安裝在上基座2內(nèi)的楔形頂塊9的滑桿9-3與上基座滑孔2-3接觸連接并形成滑動副，并且通過螺母11與楔形桿連接螺紋9-6的連接固定在上基座2上。

安裝在上基座2內(nèi)的楔形頂塊9的滑桿9-3與上基座滑孔2-3接觸連接并形成滑動副，并且通過螺母11與楔形桿連接螺紋9-6的連接固定在上基座2上；安裝在下基座2內(nèi)的楔形頂塊9的滑桿9-3與下基座滑孔3-3接觸連接并形成滑動副，并且通過螺母11與楔形桿連接螺紋9-6的連接固定在下基座3上；

位于上基座2中的彈簧10安裝在楔形頂塊9的滑桿9-3，并且彈簧10的兩端分別與楔形頂塊9的限位面9-5和上基座2內(nèi)表面連接；位于下基座3中的彈簧10安裝在楔形頂塊9的滑桿9-3，并且彈簧10的兩端分別與楔形頂塊9的限位面9-5和下基座2連接；

設備連接器1的活塞連接孔1-1與上活塞8的上活塞連接孔8-1通過螺栓連接，從而固定在下基座3上；設備連接器1的下接觸面1-3和上接觸面1-4都與楔形頂塊9的楔形頂面9-2接觸連接，形成滑動副可以相對移動；并且安裝在上基座2內(nèi)的楔形頂塊9的楔形桿滑面9-4與上基座滑面2-4接觸連接形成滑動副可以相對移動；安裝在下基座3的楔形頂塊9的楔形桿滑面9-4與下基座滑面3-5接觸連接并形成滑動副可以相對移動；設備連接器1的支撐面1-7用于支撐安裝設備，并且通過設備連接孔1-6完成安裝設備連接固定。

設備連接器1設置有三個下接觸面1-3和三個上接觸面1-4，每個下接觸面1-3和上接觸面1-4都對應與一個楔形頂塊9的楔形頂面9-2接觸連接，形成滑動副可以相對移動。

如圖3所示，所述的連接板4包括：連接板凸臺4-1、連接板滑面4-2、液壓油口4-3、連接板內(nèi)連接孔4-4、連接板外連接孔4-5、連接板面4-6；下活塞7包括：下活塞內(nèi)凸臺7-1、下活塞滑面7-2、下活塞外凸臺7-3；上活塞8包括：上活塞連接孔8-1、上活塞桿8-2、上活塞凸臺8-3；

連接板4上安裝有上活塞7、上活塞8、硬彈簧5和軟彈簧6；硬彈簧5安裝在上活塞8和連接板4之間；軟彈簧6安裝在上活塞7和連接板4之間；上活塞8安裝在連接板4的連接板滑面4-2上，通過連接板凸臺4-1和下活塞外凸臺7-3限制下活塞向上運動的行程；上活塞8安裝在下活塞滑面7-2上，并通過下活塞內(nèi)凸臺7-1和上活塞凸臺8-3限制上活塞向上運動的行程。

如圖4所示，所述的設備連接器1包括：活塞連接孔1-1、下接觸面1-3、上接觸面1-4、連接桿1-5、設備連接孔1-6、支撐面1-7；

如圖5所示，所述的上基座2包括：上基座連接面2-1、上基座連接孔2-2、上基座滑孔2-3、上基座滑面2-4、上基座中心孔2-5；

如圖6所示，所述的下基座3包括：下基座連接面3-1、下基座連接孔3-2、下基座滑孔3-3、下基座中心孔3-4、下基座滑面3-5；

下基座3上設置有三個下基座滑孔3-3，每個下基座滑孔3-3都安裝有一個楔形頂塊9；安裝在下基座3內(nèi)的楔形頂塊9的滑桿9-3與下基座滑孔3-3接觸連接并形成滑動副，并且通過螺母11與楔形桿連接螺紋9-6的連接固定在下基座3上。

如圖7所示，所述的楔形頂塊9包括：頂面9-1、楔形頂面9-2、滑桿9-3、楔形桿滑面9-4、限位面9-5、楔形桿連接螺紋9-6；

多剛度三向沖擊隔離裝置具體動作方式：

一般沖擊在和為正負雙波加速度載荷，在沖擊作用之前，所有的楔形頂塊9都以預緊力F頂著設備連接器1，使得設備連接器1保持靜止；一般沖擊在和為正負雙波加速度載荷，當設備連接器1在向上的沖擊載荷作用下，多剛度三向沖擊隔離裝置的工作過程分為四個階段：設備連接器1離開平衡位置頂開楔形頂塊9開始下滑；設備連接器1壓著軟彈簧6向下滑動直到上活塞8頂著下活塞7；設備連接器1頂著下活塞7壓縮硬彈簧5直到停止運動；設備連接器1在液壓油作用下回到平衡位置。

第一階段，設備連接器1離開平衡位置頂開楔形頂塊9開始下滑：連接板4受到向上沖擊載荷時，設備連接器1由于慣性作用離開平衡點相對連接板4向下運動，當沖擊載荷超過預緊力F時，設備連接器1推著楔形頂塊9沿著徑向向外滑動，直到楔形頂塊9的楔形頂面9-2與設備連接器1的下接觸面1-3脫離接觸，設備連接器1沿著楔形頂塊9的頂面9-1開始向下滑動；

第二階段，設備連接器1壓著軟彈簧6向下滑動直到上活塞8頂著下活塞7：設備連接器1推著下活塞7向下運動從而壓縮軟彈簧6，軟彈簧6的剛度很小，不能使設備連接器1受到緩沖而停止，能夠隔離較大加速度沖擊載荷對設備連接器1的沖擊作用，直到活塞7向下運動到下極限位置時；

第三階段，設備連接器1頂著下活塞7壓縮硬彈簧5直到停止運動：上活塞8推著下活塞7向下運動從而下活塞7的下活塞外凸臺7-3頂著硬彈簧5，硬彈簧5剛度較大，足以讓設備連接器1受到緩沖而停止，到達下極限位置。

第四階段，設備連接器1在液壓油作用下回到平衡位置：沖擊結(jié)束后，連接板4固定不動，在硬彈簧5恢復力作用下，設備連接器1向上運動一小段位移，由于軟彈簧6恢復力小不能推動設備連接器1向上運動，通過往液壓油口4-3內(nèi)注入高壓油從而頂著下活塞7和上活塞8向上運動從而頂著設備連接器1向上運動，直到回到平衡位置，楔形頂塊9在彈簧預緊力作用下沿徑向向內(nèi)運動，楔形頂面9-2與設備連接器1的下接觸面1-3重新接觸。

多剛度三向沖擊隔離裝置除了能在z方向上實現(xiàn)多剛度緩沖，達到隔離沖擊載荷的效果，在xy平面內(nèi)由于楔形頂塊9和彈簧10的作用下也能實現(xiàn)小范圍緩沖作用，從而保護設備連接器1。