工业

关于设计者如何选择液体吸振装置型号的指南

    减振器是将机械能转化为热能的装置。这样的能量转换发生在 减振器中的液体介质高速通过小孔的时候。

    如果你按照下面的步骤作为指导，选择减振器并不是一件困难的事。为了确保足够的尺寸，减振器的所有输入都应该是已知的或者是被保守估计的。如果您对于如何选择感到困惑，请联系我们的工厂或是代理商，我们很乐意提供帮助。泰勒公司欢迎您咨询减振方面的问题，我们技术娴熟的工程师将竭诚为您提供服务。

    本册中罗列出的以下公式均是为计算减振器的能量输入，以及振动时的速度。如果您有任何问题，请联系我们的工厂来得到及时的帮助。使用型号不适合的减振器，可能引起较严重的安全问题。

单位及缩写：本册中的所有公式方程都使用下列的单位：

KE  =  动能（in-lb.）

W  =  荷载（lb）

W_E  =  有效冲击荷载（lb）

V  =  作用在减振器上的线性冲击速度（ft/sec）

V_R  =  作用在减振器上的冲击转动速度（radians/sec）

F  =  减振器在受到冲击时的输出力（lb）

F_D  =  机械驱动力（lb）

H  =  竖向高度（in）

S  =  减振器冲程（in）

I  =  惯性矩（lb-ft-sec²）

T  =  时间（sec）

a  =  加速度（ft/sec²）

第一部分—求解简单机械速度

A.  气缸驱动的情况

    V=2[平均气缸驱动速度（ft/sec）]

B.  液压缸驱动的情况

    V=1.5[平均液压缸驱动速度（ft/sec）]

C.  常加速度且时间已知的情况

    V=aT

D.  有初始速度且为常加速度、时间已知的情况

    V=V_o+aT

E.  常加速度且距离已知，根据距离和加速度决定速度的情况

    V²=2（a）（距离）

第二部分—求解动能

A. 简单系统

1. 水平运动

KE=0.1865WV²

2. 竖向运动

KE=W（H+S）

3. 旋转运动

KE=6IV_R²

4. 涉及到复杂输入的衰减的问题，如地震、爆炸以及武器的影响，不在本书的讨论范围内。

    当遇到复杂荷载输入时请联系泰勒公司。对于这些问题，专门的软件程序是必要的。泰勒公司将用专有的TSIS代码，来提供一个解决问题的途径。

对于产品尺寸选择的问题，请致电716-694-0800

B. 求解桥式起重机的动能

1. 因为吊缆荷载的“弹弓效应”，以及可能存在的超速情况，有效冲击荷载，W_E，如下：

a. 桥式起重机桥架缓冲器

W_E=1.3[1/2 桥架的重量（lb）+小车重量（lb）]   或者

W_E=0.5[1/2 桥架的重量（lb）+小车重量（lb）+起重重量（lb）]

采用二者中的较大值进行动能的计算。

b. 桥式起重机小车缓冲器

W_E=1.3[1/2 小车重量（lb）]  或者

W_E=0.5[1/2 小车重量（lb）+起重重量（lb）] 

采用二者中的较大值进行动能的计算。

2. 每个缓冲器动能的计算

KE=0.1865W_EV²

Hello Bob:

Recently, we are translating and making the brochure for Taylor's product used in industry, such as fluidicshoks，buffers. Could you send me some application example, and their picture?

第三部分—求解减振器的驱动力

A. A.C.电机

F_D=1375（电机马力/V）  （假设2.5:1的停转因子）

B. D.C.电机

F_D=1925（电机马力/V）  （假设3.5:1的停转因子）

C. 已知平方英尺帆面积的户外系统的风驱动力求解方法

F_D=0.004（帆面积）（风速（单位mph））

第4部分 减振器型号选择

A. 减振器选择的基本要点

1. 一种应用的情况通常对应几种可使用的不同的减振器。例如，对每个输入能量为400,000in-lb的情况，4x10,5x6,6x3这三种型号在能力上都是足够的。型号的选择取决于减速允许值、安装布置，允许放置的空间大小以及售价。

2. 如果你需要与所列出已有减振器型号差不多的产品，请联系我们，冲程在0.03~60in的半标准的产品我们都可以生产。

3. 减振器的输入必须被准确确定，或者保守估计。减振器在使用过程中由于能力不足而“触底”将会迫使结构吸收多出来的能量，这常常会导致安装结构、减振器的损坏。

4. 如果在你的使用中出现了更复杂的情况，请致电716-694-0800来解决选型问题。

B. 针对输入荷载是 非电机驱动的纯动能形式的情况，选择减振器。

1.对于泰勒M系列、H系列液体缓冲器，以及起重机和工业缓冲器，耗能能力在列表中列出。

    根据你计算出的输入能量，选择耗能能力足够的减振器。对于冲击循环次数大于240次/小时，要考虑针对耗能能力的30%的安全系数。对于冲击循环次数大于600次/小时的情况，请咨询我们的工厂。

2. 对于泰勒W系列产品，和Uni-Shoks产品，选择型号的网格在目录中可以找到。本册中，W系列和Uni-Shoks产品系列的产品型号信息，在第5部分。

C. 你所选择型号的冲击力降低率

g's=F/冲击荷载

对于大多数的工业应用，要求达到8.0g以下，以减少对电子系统的损坏，以及控制噪音。需要更低的冲击力降低率，则要求使用更长冲程的减振器。

D.减振器达到冲程的时间

E. 桥式起重机的冲击力降低率

1. AISE1969将50%速度时对应的冲击力降低率限值定为1/2g，对于一个泰勒缓冲器，速度100%时，对应的有效冲击力降低率是2.0g。任何满足AISE1969要求性能的缓冲器，都能自动满足OSHA标准的要求。

2. OSHA规范将桥架冲击力降低率限制在20%速度时0.093g，对泰勒的缓冲器来讲，40%的速度，对应的冲击力降低率0.373g。

3. OSHA规范规定电动小车的冲击力降低率限值是，对应33 _1/3%的速度时，冲击力降低率0.146g.

4.计算冲击力降低率的公式：

 g's=F/冲击荷载

5. 用于冲击力降低率计算的每个缓冲器的桥架质量为，1/2的桥架质量+1/2的小车质量。

6. 如果冲击力降低率的值太高，那么尝试选用更大的冲程。

7. 减速时间如上文D小节所示。

F. 在输入荷载为动能或者驱动力时如何选择减振器

1.获得你的输入荷载的动能，也可以是电机或风驱动力的动能。

2.选择一个测试减振器的直径

3. 根据下面的公式求解冲程

参数C的值，对于泰勒减振器为0.8，对泰勒起重机缓冲器为0.9。注意：当冲击循环次数大于240次/小时时，要采用30%的针对动能的安全系数；当冲击循环次数大于600次/小时时，请咨询工厂技术人员。

第五部分—W系列和自适应减振器

    泰勒W系列减振器包括了Uni-Shoks；我们的液压减振器型号有1x1W，1x2W，1_1/4x2W，1_1/2x3W；我们的吊车缓冲器型号有：1_1/2x3W，2_1/2x3W，3x4W，4x6W，5x8W，6x8W，6x14W，7x10W，7x16W，7x20W。这些产品在液压领域是独一无二的，因为已经申请专利的射流放大器技术，可以使冲击力自动与重量、速度以及不同的驱动力相匹配。

    在压缩时，W系列减振器将会对压缩的重量迅速的产生一个小的测试力。这个测试力大约只有缓冲器最大可能输出力的1%。测试力产生于缓冲器冲程的3%。减振器内部的射流放大器将会感知到测试力作用于压缩重量后的反应，而根据这些反应可以确定出实际的速度、冲击荷载以及驱动力的大小。利用这些信息，射流放大器将会把力设置在任何一个 在规定冲程内吸收一定能量所需要的值。完成自适应功能所必须的流体回路被安置在缓冲器的活塞杆头部，它由三部分组成，只有一部分是可以活动的。

A. 选择一个W-系列减振器还是Uni-Shok减振器

1. 获取准确的或者保守估计的冲击荷载和速度

2. 将驱动力转化为有效冲击荷载和速度，用下面的公式

3. 将以上A.2的质量与A.1的冲击荷载叠加。然后在W系列和Uni-Shok减振器能力图中找到对应冲击荷载的点。如果总的荷载在曲线之下，spread the weight over more than one shock until you are on the graph.如果你的速度在曲线图表之外，请咨询我们。

4. 在能力图中找到对应有效冲击荷载（根据A.3计算）和速度的点。这个点会落在W系列或者Uni-Shok减振器的能力范围内，如果是这样，那么你选择了正确的型号。

一些可能有用的资料

4.液体弹簧/减振器用于宇航系统的冲击隔离。

10.精确定位的冲击隔离

第一部分   总体介绍

振动控制行业创新的领袖

    泰勒公司成立于1955年，在减振器、液体弹簧、隔振系统、隔震系统、振动阻尼器、动力减振器、以及其他类型的液压—机械 能量控制产品领域，一直处于领先地位。我们的产品来源于市场需要的最前沿，依托于60余年在振动控制领域积累的成功经验。我们提供“振动问题”的一站式解决方案，提供问题从分析、到解决方案的制定，再到生产制作、以及测试的全部服务，来满足最严格的客户要求。

泰勒公司减振器、阻尼器、液体弹簧的设计演变

    泰勒公司创始人Paul H. Taylor先生，在作为航空工程师为Beech 飞机和Curtiss-Wright飞机制造公司工作期间，就注意到了Sir George Dowty、Amagot, Constaninesco, 和 Bridgeman等人研究的可压缩液体领域。

    在泰勒先生作为研究院副院长，任职于Wales-Strippit公司（一个机床设备制造厂）时期，他就根据早期积累的关于压缩液体的特性方面的研究，开始研发各种高压压缩液体设备。所研发产品的亮点之一就是大量生产的液体弹簧。在1950s，该公司生产并售出了超过20000件相关的商用产品，用在模具、飞机、以及军械当中。

    在1955年，泰勒公司成立。成立的主要目的是研发一种将弹簧和减振装置合二为一的飞机起落架装置。这一基本产品上的变化，使得单纯的减振装置、可提供弹性回复力的双重作用阻尼器以及纯粹的液体弹簧等不同产品诞生。与此同时，生产这些产品的高精度的自动化设备也被泰勒公司研发出来。

    在1962年，泰勒先生为这些产品的密封装置、活塞杆以及液体弹簧申请了专利。到1972年，泰勒公司已生产售出500000余件液体弹簧、液体弹簧阻尼器，这些产品都应用了四氟乙烯密封设计。后来，密封装置又得到了进一步的改进，并申请了新的专利，这一密封的改进可以做到，使整个装置在免维护、密封圈免更换的情况下，活塞杆进出循环百万次不漏油、不失效。除了四氟乙烯之外，别的建筑用塑料材料也应用于密封装置，以满足客户的特殊需求，比如核电厂防辐射的要求，高真空或在含有腐蚀物的环境中操作的要求。

    作为并行的另一个研究项目，一种改进的低压密封设计的产品也被研发出来，它可以应用在传统的液压密封不足，会产生漏油的情况下的减振器和阻尼器中。

    到了世纪之交，泰勒公司的减振器和液体弹簧产品已售出超过250万件，其中75万件是在1973~1976年之间的用于汽车减振器的产品。直到今天，已在美国申请通过90余项压缩液体技术方面的专利。优越的设计和可靠的操作使泰勒公司的液体弹簧、液体弹簧减振器和隔振器闻名世界。

泰勒公司研发计划

    除了公司内部的研发计划之外，作为国防项目的承包商，泰勒公司还积极参与政府资助的定向研究。研究主要包括基础研究、应用研究和产品研发。公司的研究范围包括：结构的被动及主动控制、自然和人为环境影响、液体化学、跨学科领域、密封技术、结构动力学、车辆控制与操作。公司政策规定，所有的基础或应用型研究都由公司内部的全职员工承担。

泰勒公司主要振动控制产品分类

1.液体减振器（Fluidicshoks）: 主要包括M系列、H系列以及D系列阻尼器

2. 起重机及工业用缓冲器（Crane and Industrial Buffers）

3.自调整减振器（Self-Adjusting Shock Absorbers）:包括W系列液体减振器、W系列起重机缓冲器和UNI-SHOK系列。

4.液体模具弹簧

5.特殊功能定制产品

下面将分五个部分详细介绍这些产品

第二部分   液体减振器

液体减振器（Fluidicshoks）:

    小而紧凑的减振装置。它的耗能能力可以达到2170N.m（19200英寸·磅），设计结构简单，仅由5个主要部分组成；它有19种基本的尺寸型号。在力比较小时，复位靠内部的机械弹簧，力比较大时，复位靠内部的液体弹簧（液体体积被压缩而产生反弹力）。复位采用液体弹簧，比起传统的减振器更有优势，因为采用液体弹簧可以阻止杂物、和冰等进入减振器的内部，还可以防止过大的振动输入导致的减振器的触底和粘结。这种类型的减振器包括M系列，重型的H系列。如果仅需要提供纯粹的阻尼作用，那么可以选择D系列阻尼器。

图1.减振器外观

1.M型：

    轻型 （长度6cm~14cm）—使用寿命最长，最可靠的减振器。特点如下：

◆最紧凑、最灵敏的装置，可以用在任何地方，包括航空航天，价格极具商业竞争优势。有四种型号，耗能能力从19.2N.m（170英寸•磅）~632N.m（5600英寸•磅）不等。可接受的振动速度为0.25m/s~3.75m/s；

◆非常高效：针对任何不同荷载、尺寸和力的输出的振动，都具有最好的耗能能力；

◆采用防腐蚀的构造措施，冲击碰撞帽儿采用青铜材质，所有外露部件均采用硬化不锈钢，不锈钢活塞杆材料采用聚四氟乙烯浸渍；

◆采用防老化材料的无泄漏密封将会确保使用寿命，并将对环境的污染降至最小；

◆内置螺旋弹簧来提供回复力；

◆无毒、不易燃的Tayco Piezoil油液在-40⁰C~71⁰C的范围内都具有良好的温度稳定性；

◆螺丝螺纹方便安装。

说明：1外筒和活塞杆材料为17-4PH不锈钢，密封表面的精度为0.5微英寸；

      2活塞和流体之间的设计，采用青铜材质的无堵塞板式复位阀；

      3复位系统：内置螺旋弹簧

图2.减振器详图

图3.减振器输出荷载曲线

2.H型：

    重型（长度8cm~30cm）。除了拥有轻型的所有优势之外，还有以下的特点：

◆活塞杆是完全被保护在金属套筒里面的，这就使得该装置可以用在比较恶劣的环境中，并且在振动中可以承受一部分偏心荷载或者弯矩，套筒使用了防腐蚀的材料；

◆可以选择采用内置的螺旋弹簧，或是泰勒独有的液体弹簧来提供回复力。液体弹簧在户外容易结冰的环境里也可以提供坚定且缓和的回复力。此外，对于需要提供与外驱动力相平衡的力从而避免减振器触底的情况发生时，采用液体弹簧提供回复力是非常理想的；

◆不需要外在的防止触底的构造要求；

◆标准操作温度范围：-40⁰C~71⁰C；可选操作温度范围：-56⁰C~148⁰C；

◆可操作的速度范围：0.254m/s~10.16m/s。

说明：1输入能量可在产品能量的10%~100%之间选择；

      2根据最大速度时计算得出的对应能量以及力的回复系统的类型选择型 

       号；

图4.减振器详图

3.D系列阻尼器

    长度20cm~62cm。不提供弹性回复力，反力只与速度有关的速度线性液体粘滞阻尼器。

图5.D系列阻尼器详图

说明：1现代的、单管直流的液压型阻尼器，其内部构造与M系列减振器相似；

      2真正的线性阻尼系统：采用射流放大器使得阻尼力与输入速度成正比；

      3对于-40⁰C~71⁰C的温度范围，输出是连续补偿的；

      4阻尼力不随活塞杆的位移而变化；

      5采用不锈钢活塞杆，以及防腐蚀的钢套筒；

      6应用于机器人和高速运转的机器，非常理想；

      7阻尼力方向的选择

       对所有型号都有以下选择：

       C=压缩时产生阻尼力，回弹时没有阻尼力

       T=拉伸时产生阻尼力，压缩时没有阻尼力

       TC=两方向运动均有阻尼力产生

      8适用的速度范围：

        在0.0254m/s到5.08m/s的范围内，都能产生 在上表列出的最大阻尼力

        范围内的理想的阻尼力。

第三部分   起重机及工业用缓冲器

起重机及工业用缓冲器（Crane and Industrial Buffers）:

    泰勒缓冲器是专为重型工业作业设计的液压型减振器。它吸收了所有的冲击能量，并将其转化为热量。冲击碰撞后，内置的螺旋弹簧将慢慢的使缓冲器回到初始状态。

图6.缓冲器外观

1产品优点

◆由泰勒申请专利的“机械增长密封”，它由聚四氟乙烯棒材加工而成。低价的材料和O型密封圈，对于确保泰勒产品的质量是不够的。而泰勒产品的密封，无论对于泰勒液体减振器还是液体弹簧，都是一样的，都要求达到NASA的要求和标准；

◆应用于有极高强度要求和防腐要求的实心不锈钢活塞杆；

◆已申请专利的流体放大ORVIS活塞头，用于任何的减振器，都可以输出平滑的力的曲线。在过去的力的输出记录中，从未发现过危险的尖峰值或者阶梯式跳跃的力。输出力随着冲击速度的变化而变化，以确保在任何速度都能安全、平稳的减速。所有的标准泰勒缓冲器都是用户根据特定的使用定制的，可以直接采用螺栓连接安装，不需要任何的调试和调整要求；

◆All buffers are available with optional full drive down capability for use of buffer stroke as end approach (full drive down is not recommended for cranes subject to impact with power-on).

所有的缓冲器都可以在最大冲程下发挥耗能能力（对于起重机是不推荐满冲程的使用的，因为考虑到冲击对于电源的影响）

◆每一个钢筒都是由整根实心高强度钢棒加工来的，因此不会有焊接疲劳的问题，以及泄露的问题；

◆所有的起重机及工业用缓冲器都采用可吸收能量的Tayco Piezoil 作为液体介质。这种不可燃的液体被永久的密封在缓冲器的内部油腔中，在缓冲器的整个使用寿命期内，都不需要补充油液；

◆钢筒内部的螺旋弹簧可以回弹100%恢复到原来的样子。安全绳都是标准生产的，并且不会有额外的成本，它作为增加安全性的一个考虑，以防使用过程中活塞杆超出行程；

◆标准型号的缓冲器可以在-40⁰C~71⁰C的温度范围内使用。如有更加严苛的要求，可以选择其他的型号；

◆For overhead crane service Taylor Buffers exceed both rigid A.I.S.E. energy absorption and deceleration specifications, and current OSHA requirements. Cranes can be protected at up to 100% speed.

对于桥式起重机，泰勒缓冲器可以超出严格的A.I.S.E关于能量吸收和减速的要求，以及OSHA的相关要求。起重机在达到100%的速度时，仍然可以得到足够的保护。

图7.缓冲器详图1

图8.缓冲器详图2

2产品性能参数

    标准产品共有60种不同型号，以下仅列出各种尺寸和性能参数的范围，及最大值和最小值，详细的信息参见附表。

◆最大输出力的范围：66kN~3113kN

◆最大耗能能力的范围：3.05kN.m~1565.9kN.m

◆冲程的范围：50.8mm~558.8mm

◆筒体直径的范围：50.8mm~304.8mm

◆总长：241.3mm~2336.8mm

3注意点说明

◆常规工业应用所需的信息

a.冲击荷载和速度

b.冲击的频率

c.驱动力

d.特殊环境条件

◆起重机应用所需的信息

a.吊车梁的重量和速度

b.吊车的重量和速度

c. 特殊环境条件

d.其他特殊要求

第四部分   自调整液体减振器

自调整液体减振器（Self-Adjusting Fluidicshoks）:

    可以根据不同的外荷载情况自动调整的减振器。是泰勒公司独有的专利产品，有三种不同的类型，16种不同的型号。

1. W系列

    有四种型号，耗能能力可达到19000英寸·磅。（长度12.5cm~30cm）。产品特点如下

◆可应用于机械设备、自动化设备、运输设备以及航空航天中；

◆无需维护、无需填充油液、无需进行调整。这种液体减振器可以自动的调整出力和冲程，在它的能力范围内，吸收冲击能量，即使每次的冲击荷载和速度都不相同；

◆所有型号产品都采用实心不锈钢活塞杆、硬镀铬缸筒。所有的缸筒都是由整块的航空质量标准钢材整体加工的；

◆减振器的安装方式可以选择，包括前法兰连接、后法兰连接、直接螺栓拧入或者完全根据客户要求设计；

◆专为高速运行设备设计的W系列液体减振器，可以承受20次/分钟的冲击，并且不去要额外储能或热交换装置。对于超出该范围的使用，请联系咨询工厂；

◆常规的工作温度范围为-28⁰C~60⁰C，在该范围内可以连续工作；

图9.减振器详图

图10.能力图（横轴冲击荷载/1000LBS；纵轴冲击速度/(inches/s)）

说明：

1.如果驱动能量是存在的，计算最大的能量输入，并用下式计算冲击荷载的大小，并与原冲击重量相加，再使用以上的图表。

其中E为能量输入，V为冲击速度。

2.如果冲击荷载超出了上图的范围，那么可以采用多个减振器来分担；如果冲击速度超出范围，需要定制减振器。

3.单位换算：1LBS=4.448N；1inches=25.4mm

2. W系列自调整起重机缓冲装置

    长度30cm~145cm之间，有10种型号。产品特点如下：

◆可应用于桥式起重机缓冲、车档、电梯缓冲，以及大型机械设备和物料搬运设备的运行停止装置；

◆无需维护、无需填充油液、无需进行调整。这种缓冲器可以自动的调整出力和冲程，在它的能力范围内，吸收冲击能量；

◆所有的缓冲器都可以作为起重机的缓冲器使用。当在铸造车间或者其他灰尘或冰较多的场所使用时，可以选择采用橡胶波纹管作为缓冲器的保护套；

◆钢索安全绳对于所有的型号都是默认的选择，已达到OSHA对于桥式起重机的安全要求。所有的缓冲器都可在-40⁰C~71⁰C的范围内连续工作；

◆所有型号产品都采用实心不锈钢活塞杆、硬镀铬缸筒。所有的缸筒都是由整块的钢坯加工而成的；

图11.起重机缓冲装置应用

图12.起重机缓冲装置详图

图13.能力图（横轴冲击荷载/1000LBS；纵轴100%最大冲击速度/(FEET/MINUTE)）

说明：1.单位换算：1LBS=4.448N；1FEET=0.3048m。

图14.用于工业中作为车档的缓冲器

3. Uni-Shok系列

    长度7cm~20cm，有6种型号。可满足大部分的工业应用。

图15.Uni-Shock产品外观

    产品特点如下：

◆有6种不同的型号，耗能能力在11.3kN.m~564.9kN.m之间。使用温度范围-28.8⁰C~60⁰C；

◆常用于高速机械、手持设备以及气缸垫和缓冲器的代替产品；

◆已申请专利的内部射流放大器可以同时调节力和位移的输出。不需要繁琐的、耗时的人工调节的要求。UNI-SHOK可以自我调节，以吸收各种不同的冲击荷载和速度组合情况下的能量（冲击荷载和速度的组合需在图表所示的耗能能力范围之内）。冲击荷载和速度在能力图表中对应的曲线极限范围内变化的，UNI-SHOK均可以通过自调节来适应；

◆不锈钢活塞杆经过硬化处理，并在端部装有端帽，然后通过手工金刚石打磨工艺，加工精度至2微英寸，并且经聚四氟乙烯浸渍；采用航空标准材料制作产品，对服务于较小的工业冲击的情况来说是不常见的，但是它却保证了UNI-SHOK产品可以做到完全免维护。缸筒是一个整体，没有焊接接缝，由钢棒加工而来，且有黑色氧化物涂层。所有型号均可选择不锈钢缸筒，但需要额外的成本。

◆采用内部的螺旋弹簧复位的方案比起采用温度敏感的橡胶片，更有竞争力；

◆在安装设计上，采用了螺纹体的形式。为了安装的安全，螺纹体是截头的。

图16.Uni-Shock产品详图

图17.能力图（横轴冲击荷载/LBS；纵轴冲击速度/(inches/s)）

说明：1、得到每个减振器的最大速度和最大有效冲击荷载；

      2、找到图标中对应的点，确定所需的型号；

      3、单位换算：1LBS=4.448N；1inches=25.4mm。

图18.能力图（横轴冲击荷载/LBS；纵轴冲击速度/(inches/s)）

说明：1、得到每个减振器的最大速度和最大有效冲击荷载；

      2、找到图标中对应的点，确定所需的型号；

      3、单位换算：1LBS=4.448N；1inches=25.4mm。

图19.能力图（横轴冲击荷载/LBS；纵轴冲击速度/(inches/s)）

说明：1、得到每个减振器的最大速度和最大有效冲击荷载；

      2、找到图标中对应的点，确定所需的型号；

      3、单位换算：1LBS=4.448N；1inches=25.4mm。

第五部分   液体模具弹簧

泰勒液体模具弹簧（Liquid Die Springs）（长度5cm~15cm）:

1产品简介：外形较小，但可以提供很大的反弹力，吸收振动能量的效率很高。该装置主要用在工具和模具制造中，如冲裁模、塑料模具、脱模、冲孔模、冲压模以及夹具。它有9种不同的型号。

图20.液体模具弹簧外观

2产品工作原理：

    泰勒液体模具弹簧的工作原理是，在一个密封的腔体内，将液体（Tayco Piezoil）进行机械压缩。一个活塞杆在装满该液体的圆筒中运动，将液体体积压缩9.4%，使内部压强达到138Mpa（20000磅/平方英寸）。该作用效果可以粗略的等同于将10加仑的液体装入9加仑的容器需要施加的力。

    预加力（Preload）是在弹簧个体内部的，使活塞杆运动启动所需要的最小力。端荷载（Endload）是液体弹簧个体达到最大变形时，可以提供的最大反力。

    不要超过每个液体模具弹簧的最大允许行程，过大的行程会造成密封装置的破坏，以及预加初始力和可提供最大反力的损失。

    液体模具弹簧都设计有标准螺纹端，可以方便它在任意位置的安装固定。（在竖直方向上，该部件（液体模具弹簧，以下均按此简称））可以很容易的将一端插入钻孔当中，而另一端露出平板或平板的肩部）可以手动将该部件插入钻好的孔中，也可以采用扳手。

    模具弹簧和活塞的密封部分的制作精度都是0.5微英寸的，因此，下面两种情况的刮擦都会造成液体模具弹簧的损坏：

（1）用扳手，或类似的工具来抓握活塞杆

（2）将顶盖上的两个装配孔弄混

    该部件工作的时候会产生热量，为了保证该部件良好的工作，必须使产生的热量及时耗散掉。因此，为了防止部件过热，一个部件的最大允许工作行程会随着单位时间内循环工作的次数增加而减小，详见图表2.

3产品型号及如何选择：

图21.液体模具弹簧详图

    要选择可以达到要求的液体模具弹簧，需要先确定以下几点：

（1）模具弹簧每分钟的冲击压缩循环次数

（2）最大行程

（3）最大力

    根据图22来确定对应循环次数的最大允许行程。（例如：如果弹簧每分钟要被压缩60次，那么只能允许达到最大行程的55%）

    根据图表23来查找百分率对应的不同型号的行程，来选择可以大于等于所需要行程的型号。（例如，我们需要0.35英寸的行程，使用百分率是55%，那么以下这些型号4142/5172.5/6232可以使用。上表中列出了不同型号的尺寸）

    最后根据图表24，查出所需型号，在达到所需行程时，弹簧的反力。你需要根据这些力来确定所需要液体模具弹簧的数量。

图22.对应不同冲击频率的最大可使用冲程百分比

图23.不同型号的液体模具弹簧可使用冲程

图24.不同型号的液体弹簧变形和力的对应关系

3产品优势：

普通钢模具弹簧和液体模具弹簧的对比

图25.液体模具弹簧的实际应用

4个液体模具弹簧代替了48个钢弹簧的作用

在该例子中，1个液体模具弹簧提供了12个常规钢弹簧所能提供的力。

采用液体模具弹簧的模具是非常有优势的，因为：

★可以使模具更加可靠

   ★ 所用弹簧数量减少，模具上的孔就可以减少，模具结构的刚性就会更好。

   ★ 模具的零部件越少，模具工作就越可靠。

★使模具的价格更低：简化的液体弹簧模具，在生产制造时，花费的时间成本更少。

★模具弹簧占用更小的空间，提供更大的力。

安装简单：

图26.液体模具弹簧的实际应用

仅需要将液体模具弹簧拧入模具的孔内即可

采用液体弹簧的模具有以下的好处：

★采用一个液体模具弹簧，可以减少一系列的级进模

★减少模具的公差

★减少模具车间的运营成本：

更少的模具，意味着：

   ★ 更少的操作人员

   ★ 更少的压机

   ★ 更少的投资成本

   ★ 更少的维护成本

第六部分   其他的特殊应用

1.隔振器（Vibration Isolators）:

简介：泰勒公司提供专门的机械的、液压的、弹性材料的以及液压和弹性材料结合的隔振器，这些隔振器和阻尼器提供的力可达到8896kN。对于需要高频高精度反应的情况，泰勒公司找到了一个特别的解决办法，那就是将模块化加工的弹性和小孔液压无摩擦阻尼器结合起来使用。这种自带弹簧的阻尼器的应用范围包括：工业机器人，针对客户对于陆地、大海、空中或太空中使用的有特殊要求的隔振房屋、平台甚至桥梁的个性化设计。

  弹性机械弹簧          

     空中摄像机隔振器

2.其他类型:

双向减振器，为了防止旋转的大型转载雷达天线超出行程。直径43.3mm，冲程31.8mm，最大出力35.6kN，最大耗能能力1016.8N.m，重量908g，材质为不锈钢。

用于船载火控天线的端移动保护的减振器。直径88.9mm，冲程60.9mm，最大出力142.3kN，最大耗能能力7117.7N.m，重量9.5kg，材质包括铝、不锈钢、涂漆钢。

用于机载导弹发射系统的减振器。直径19.0mm，冲程19.0mm，最大出力15.6kN，最大耗能能力248.5N.m，重量108.9g，材质为不锈钢和铍青铜。

拉压两用的液体弹簧-阻尼器，用于船载飞机拦阻钩。直径50.8mm，冲程50.8mm，中心弹簧力4.4kN，最大弹簧力11.1kN，最大出力35.5kN，最大耗能能力1581.7N.m，重量1497.8g，材质为钛，无磁性。

高射炮隔振器。直径114.3mm，冲程63.5mm，弹簧预压力19.5kN，最大出力62.3kN，最大耗能能力3163.4N.m，重量17.2kg，材质为铝和不锈钢。

105mm迫击炮后坐缓冲器。直径177.8mm，冲程38.1mm，弹簧预压力53.4kN，弹簧端荷载（Endload）136.9kN，最大出力733.9kN，最大耗能能力23160.9N.m，重量47.7kg，材质为油漆和电镀钢。

飞机飞行控制阻尼器。直径50.8mm，冲程63.5mm，采用金属波纹管密封，摩擦力小于0.044N，重量1134.7g，反应频率0~2000Hz，材质为不锈钢和铝。

用于雷达天线隔振的拉压双向液体弹簧-阻尼器。直径53.8mm，冲程31.7mm，弹簧预压力4.9kN，最大出力57.8kN，最大耗能能力1355.7N.m，重量5.9kg，材质为不锈钢。

用于机载雷达指示器的双出杆减振器。直径12.7mm，冲程12.7mm，最大出力4.4kN，最大耗能能力50.8N.m，重量158.8g，材质为铝，不锈钢和铍青铜。

船载电子系统的弹性隔震器。直径152.4mm，冲程25.4mm，弹簧端荷载120.1kN，阻尼比5%，自然频率15Hz，重量5.9kg，材质为铸钛外壳钛棒。

高射炮减振器。直径88.9mm，冲程50.8mm，最大出力235.7kN，最大耗能能力8812.4N.m，重量11.3kg，材质为铝和钢。

弹性体的悬挂支撑。直径152.4mm，冲程50.8mm，弹簧预压力4.4kN，弹簧端荷载266.8kN，阻尼比10%，重量40.8kg，材质为镀锌钢、不锈钢和青铜。

用于潜水艇计算机的双向阻尼器。直径38.1mm，冲程60.9mm，最大阻尼力5.3kN，重量4.0kg，材质为不锈钢和钢。