一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器的制作方法

2021-02-04 09:02:43|

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本发明属于机械工程技术领域，尤其涉及减振和缓和冲击的机械设备，特别涉及机车车辆用车钩缓冲器。

背景技术：

在目前国内外应用的货运机车和车辆车钩缓冲器中，汽液、胶泥缓冲器缓冲性能较好、但可靠性一般；橡胶缓冲器容量较低；全钢摩擦式缓冲器可靠性高，但缓冲性能不平稳，离散性大；摩擦胶泥和摩擦液压式缓冲器缓冲性能优良，但这两类缓冲器结构复杂、可靠性较差。

高分子弹性体(tpee)缓冲器抗老化性能好，对温度的敏感性要远远低于橡胶对温度的敏感性，吸收振动能力强，缓冲平稳、性能稳定；最大阻抗力较高；容量较大；吸收率较高；可靠性高；温度适用范围广。然而，这种缓冲器的吸收率在70％左右，不能满足现代机车车辆对缓冲器高能量吸收率的要求。

现有技术中，申请号为201510736219.2的发明专利“高分子弹性元件与金属摩擦元件组合缓冲器”和申请号为201610868232.8的发明专利“高分子弹性元件与楔形机构组合缓冲器”的能量吸收率均高于高分子弹性体(tpee)缓冲器，但是其他性能还有提高的空间。

技术实现要素：

本发明的目的是为了进一步提高高分子弹性体缓冲器的能量吸收率，同时提供一种具有现有高分子弹性体缓冲器的优点，并具有良好动力学性能的缓冲器，克服现有技术的不足。

本发明的技术方案如下：一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，包括安装在壳体内的一组吸能体、一组楔形机构和一组联接件；壳体内部由下部腔室和上部腔室构成，上部腔室和下部腔室相互连通，下部腔室底部封底，底部中央设有圆形阶梯通孔，上部腔室顶部开口；吸能体包括一组高分子弹性元件和一组金属隔片，高分子弹性元件为中空的上下表面为弧面的柱体，柱体中心处设有弹性元件中心孔；金属隔片为薄片，金属隔片的厚度为高分子弹性元件厚度的1/10～1/2，薄片中心处设有金属隔片中心孔；楔形机构包括空心压块、楔块和空心座；联接件包括心轴、螺母和螺纹联接防松件，是壳体、吸能体和楔形机构的联接机构，心轴的一端带有轴肩，轴肩与壳体底部的中心圆形阶梯通孔相配合，起轴向定位作用，心轴的另一端带有外螺纹，外螺纹与螺母配合并通过螺纹联接防松件形成螺纹联接；心轴带轴肩的一端置于壳体底部的中心圆形阶梯通孔内，另一端穿过壳体置于壳体顶部，金属隔片、高分子弹性元件、空心座和空心压块依次通过各自的中心孔安装在心轴上，通过螺母和螺纹联接防松件将金属隔片、高分子弹性元件、空心座、楔块和空心压块与壳体固定连接，金属隔片中心孔、空心座中心孔和空心压块中心孔与心轴之间为间隙配合，高分子弹性元件中心孔轴线与心轴轴线重合，高分子弹性元件中心孔与心轴之间有间隙；楔块和空心压块位于壳体的上部腔室内，高分子弹性元件和金属隔片组成的吸能体位于壳体的下部腔室内；其特征在于:

所述带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器还包括空心棱锥台、动板机构和承载板组件；

所述楔形机构的空心压块为空心n棱柱，n为大于等于4的正整数，空心压块底部封底，底部中心处开有压块中心孔，空心压块上部开口，上部表面是平面，空心压块底部外表面是水平面，空心压块底部外表面与空心棱锥台的上表面贴合；

所述空心棱锥台是楔形机构的组成部分，空心棱锥台是空心n棱锥台，n是空心压块棱柱的棱数，空心棱锥台上下表面为水平面，空心棱锥台各侧面为梯形平面，梯形平面为上边长边下短的等腰梯形斜平面，等腰梯形斜平面与水平面之间的夹角为α，0°≤α≤89°，空心棱锥台的侧面与动楔块内表面的斜平面相贴合，空心棱锥台中心设有中心孔，空心棱锥台通过中心孔安装在心轴上，处于的空心压块与金属隔片之间，棱锥台中心孔与心轴之间为间隙配合；

所述楔形机构的楔块包括一组动楔块和一组静楔块；所述一组静楔块由i块楔块组合构成，2≤i≤n，n是空心压块棱柱的棱数，i是正整数，每块静楔块是矩形板块，矩形板块的上表面和下表面都是平面，矩形板块外表面是与动板内表面贴合的面，矩形板块内表面是斜平面，斜平面与垂直平面之间的夹角为γ，0°≤γ≤89°，斜平面从静楔块上边向下向内倾斜，两个侧面是直角梯形平面,相邻两静楔块之间有间隙；所述一组动楔块由数量与静楔块数量相等的楔块组合构成，每块动楔块是多面体，多面体的外表面是与静楔块内表面相贴合的斜平面，斜平面从动楔块上边向下向内倾斜，斜平面与垂直平面之间的夹角与静楔块斜平面与垂直平面之间的夹角γ相等，多面体的两个侧面是形状相同的平面，多面体的上下表面为水平平面，动楔块的内表面斜平面是与空心棱锥台侧面相贴合的面，动楔块安装在与空心棱锥台侧面相对的位置，动楔块下表面置于空心座二阶柱体的上表面上，动楔块的内表面与心轴之间有空间，相邻两动楔块之间有间隙；

所述楔形机构的空心座为二阶空心柱体，二阶空心柱体中心设有空心座中心孔，二阶空心柱体的上部二阶柱体位于壳体上部腔室的下部，下部一阶柱体位于壳体下部腔室的上部，下部一阶柱体是圆柱体或棱柱体，是棱柱体时的棱数与空心压块棱柱的棱数相等，下部一阶柱体的上下表面为平面，上部二阶柱体是圆柱体或棱柱体，是棱柱体时的棱柱的棱数与空心压块棱柱的棱数相等，上部二阶柱体的上表面是水平面；

所述动板机构包括一组动板、一组衬板、分隔板框和下套筒；所述分隔板框是上下表面为平面的平板，平板外表面与壳体上部腔室内壁相贴合，平板安装在下套筒上表面，平板的中心部位开有与空心座二阶柱体相配合的空心座孔，所述空心座二阶柱体从下面穿过空心座孔，空心座一阶柱体的上表面与分隔板框下表面贴合，空心座一阶柱体的下表面与吸能体中最上面的金属隔片的上表面贴合，空心座一阶柱体的外表面与下套筒内壁间隙配合，分隔板框平板的空心座孔周边设有n个长条形动板孔，n是空心压块棱柱的棱数，所述动板下表面穿过动板孔与空心座一阶柱体的上表面相贴合，分隔板框的长条形动板孔靠近壳体上部腔室内壁的长边距离壳体上部腔室内壁的距离与衬板的厚度相等，所述静楔块安装在动板内表面与空心压块之间的空间，静楔块外表面与动板内表面贴合，静楔块的下表面与分隔板框上表面在空心座孔与动板孔之间的位置贴合；所述一组动板由j块动板组合构成，j与静楔块的块数i相等，每块动板是矩形板块，矩形板块的上表面和下表面是水平面，两个侧面是垂直面，矩形板块的外表面是与衬板内表面贴合的面，内表面是与静楔块外表面贴合的面，相邻两动板之间有间隙；所述一组衬板由t块衬板组合构成，t与静楔块的块数i相等，衬板是外表面与壳体上部腔室壁面贴合的形状与上部腔室相同的板，衬板的下表面是平面，衬板通过衬板定位件固定在壳体上部腔室壁上，相邻两衬板之间有间隙；所述下套筒是外表面与壳体下部腔室壁面贴合的形状与下部腔室相同的套，下套筒内表面与空心座一阶柱体的外表面间隙配合，下套筒的上下表面均为平面，套筒的下表面与壳体底面贴合；

所述承载板组件包括承载板和承载板固定件，承载板是平板，承载板通过承载板固定件固定在空心压块上部表面，所述动板的上表面与承载板的下表面贴靠。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：所述动楔块多面体内表面是斜平面或折面，所述斜平面由多面体上水平面上边向下向内倾斜，斜平面与楔块上水平面之间的夹角与空心棱锥台侧面斜平面与水平面之间的夹角α相等；所述折面由楔块内表面斜平面和楔块内表面垂直面连接构成，所述楔块内表面垂直面是由多面体下边向上的垂直面，所述楔块内表面斜平面是连接动楔块多面体上水平面和内表面垂直面之间的面，楔块斜平面由楔块上水平面向下向内倾斜，楔块斜平面与楔块上水平面之间的夹角与空心棱锥台侧面斜平面与水平面之间的夹角α相等，折面中的楔块内表面斜平面是与空心棱锥台侧面的斜平面相贴合的面。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：

所述动楔块多面体的外表面和内表面是等宽的面或是内表面窄外表面宽的不等宽面；所述动楔块多面体的外表面和内表面是内表面窄外表面宽的不等宽面是内表面的宽度比外表面的宽度短3～100mm。

动楔块多面体外表面和内表面是矩形或梯形，外表面和内表面是梯形时，梯形的长边在上，短边在下。动楔块多面体侧面的形状是四边形或五边形，动楔块多面体内表面是斜平面时，动楔块多面体侧面是梯形；楔块动多面体内表面是折面时，动楔块多面体侧面是五边形。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：一个所述空心棱锥台和一组i块动楔块为一套棱锥台组合结构，所述棱锥台组合结构的套数为k,k是大于等于1的正整数，k套棱锥台组合结构串联连接，最上层的棱锥台组合结构定义为第k套，k套棱锥台组合结构串联连接的形式是：第k套棱锥台组合结构的k空心棱锥台的上表面与空心压块的底部下表面贴合，k空心棱锥台的侧面与k组i块动楔块内表面的斜平面贴合，k组i块动楔块下表面与第k-1套棱锥台组合结构的k-1空心棱锥台上表面贴合；第k-1套棱锥台组合结构的k-1空心棱锥台的侧面与k-1组i块动楔块内表面的斜平面帖合，第k-1套棱锥台组合结构的k-1组i块动楔块下表面与第k-2套棱锥台组合结构的k-2空心棱锥台上表面贴合；依次类推，第k-j套棱锥台组合结构的k-j空心棱锥台的侧面与k-j组i块动楔块内表面的斜平面帖合，第k-j套棱锥台组合结构的k-j组i块动楔块下表面与最上层的金属隔片的上表面贴合，j为比k小1的正整数。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：所述串联的棱锥台组合结构中，最上层的空心棱锥台上表面与空心压块底部外表面之间为固定连接结构或分体结构，所述的空心棱锥台与空心压块之间固定连接结构为制成一体或用紧固件固定连接。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：所述壳体上部腔室和下部腔室是m棱柱形腔室或圆柱形腔室，m为大于等于4的正整数，上部腔室和下部腔室是形状相同的腔室或形状不同的腔室。

上部腔室和下部腔室是形状不同的腔室包括上部腔室是m棱柱形腔室时，下部腔室是圆柱形腔室，或者上部腔室是圆柱形时，下部腔室是m棱柱形腔室。

壳体的上部腔室是圆柱形腔室时，衬板外表面是圆弧面，内表面是圆弧面或平面；所述壳体的上部腔室是m棱柱形腔室时，衬板外表面的是平面，内表面是平面。衬板内表面是圆弧面时，动板外表面是圆弧面，内表面是圆弧面或平面；所述衬板内表面是平面时，动板外表面的是平面，内表面是平面。动板内表面是圆弧面时，静楔块的外表面是圆弧面；所述动板内表面是平面时，静楔块的外表面是平面。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器还包括储能元件，所述储能元件的套数与棱锥台组合结构的套数相同，每套棱锥台组合结构包含一套储能元件，所述储能元件是弹性元件，弹性元件设有中心孔，通过中心孔弹性元件安装在心轴上，储能元件位于空心棱锥台下表面、动楔块内表面、另一个空心棱锥台的上表面或最上层金属隔片的上表面与心轴之间的空间处。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：所述储能元件的弹性元件是金属圆柱螺旋弹簧、金属圆锥螺旋弹簧、金属碟形弹簧、金属板簧、高分子弹性体或粘弹性体中的任意一种。

本发明所述一种带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，其特征在于：所述相邻两衬板之间的间隙、相邻两动板之间的间隙、相邻两静楔块之间的间隙和相邻两动楔块之间的间隙都为5～100mm。

本发明的工作原理是：当冲击载荷沿轴向作用于承载板和空心压块上时，空心压块推动空心棱锥台，空心棱锥台推动动楔块，动楔块推动空心座，空心座推动金属隔片和高分子弹性元件组件，使轴向载荷通过金属隔片作用在壳体的底部。在此过程中，空心棱锥台的侧面与动楔块内表面斜平面相互挤压产生相对运动和摩擦；动楔块外表面与静楔块的内表面相互挤压产生相对运动和摩擦；动楔块下表面平面与空心座上部二阶柱体的上表面水平面相互挤压产生相对运动和摩擦；这些面上的摩擦消耗了能量，从而提高缓冲器的能量吸收率；与此同时，承载板推动动板沿轴向运动，而在来自于静楔块和衬板的挤压力作用下，动板内表面与静楔块外表面、动板外表面与衬板内表面产生摩擦，这些面上的摩擦也增加了能量消耗；另外，来自空心座的轴向力使高分子弹性元件组件发生轴向压缩变形而吸收冲击能量，而金属隔片与高分子弹性元件之间的径向摩擦也将消耗一部分冲击能量。当轴向冲击载荷消失后，高分子弹性元件恢复变形而推动空心座、动楔块、空心棱锥台和空心压块由下向上运动，空心座下部一阶柱体的上表面推动动板沿轴向向上运动；同时，空心座与空心棱锥台之间的储能元件发生压缩变形而储存了部分回弹过程中的能量，缓和了回弹冲击，最终所有元件恢复到受冲击载荷前的状态。

本发明的有益效果是：

1、消耗的冲击能量大，本发明消耗的冲击能量是空心压块、空心棱锥台、动楔块、静楔块和空心座构成的楔形机构所消耗的冲击能量,静楔块、动板和衬板构成的动板机构所消耗的冲击能量与高分子弹性元件组件所消耗的冲击能量之和，比现有技术中的组合缓冲器消耗的冲击能量都大，本发明的缓冲器比现有弹性体缓冲器具有更高的能量吸收率。

2、受压缩的储能元件在承受冲击载荷时发生微伸长，而使储能元件以下的元件所受冲击减缓；而在回弹过程中，储能元件发生压缩变形而储存了部分回弹过程中的能量，又缓和了回弹冲击；因此，本发明的缓冲器比现有弹性体缓冲器具有更好的动力学性能。

3、应用范围广，既可用作机车车辆车钩缓冲器，还可应用到矿山机械、冶金机械、石油机械等其他行业减振和缓冲设备中。

附图说明

图1是本发明的含一套棱锥台组合结构的空心压块与空心棱锥台制成分体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图2是本发明的含一套棱锥台组合结构的空心压块与空心棱锥台制成一体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图3是本发明的含一套棱锥台组合结构和储能元件的空心压块与空心棱锥台制成分体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图4是本发明的含一套棱锥台组合结构和储能元件的空心压块与空心棱锥台制成一体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图5是上部腔室内为正四棱柱腔室的壳体主视示意图

图6是图5的侧视示意图

图7是图5的俯视示意图

图8是空心压块为空心正四棱柱的主视示意图

图9是图8的俯视示意图

图10是空心压块与空心棱锥台制成一体的空心压块为空心正四棱柱的主视示意图

图11是图10的俯视示意图

图12是空心棱锥台为空心正四棱锥台的主视示意图

图13是图12的俯视示意图

图14是内表面由斜平面和垂直面构成的内外表面等宽的动楔块主视示意图

图14-1是内表面由斜平面和垂直面构成的内表面窄外表面宽的动楔块主视示意图

图15是图14的侧视示意图

图15-1是图14-1的侧视示意图

图16是图14的俯视示意图

图16-1是图14-1的俯视示意图

图17是内表面由斜平面构成的内外两表面等宽的动楔块主视示意图

图17-1是内表面由斜平面构成的内表面窄外表面宽的动楔块主视示意图

图18是图17的侧视示意图

图18-1是图17-1的侧视示意图

图19是图17的俯视示意图

图19-1是图17-1的俯视示意图

图20是空心座为二阶空心正四棱柱的主视示意图

图21是图20的俯视示意图

图22是外表面为平面的静楔块主视示意图

图23是图22的侧视示意图

图24是图22的俯视示意图

图25是外表面为圆柱面的静楔块主视示意图

图26是图25的侧视示意图

图27是图25的俯视示意图

图28是内外表面均为平面的动板主视示意图

图29是图28的侧视示意图

图30是内外表面均为圆柱面的动板主视示意图

图31是图30的俯视示意图

图32是外表面为圆柱面内表面为平面的动板主视示意图

图33是图32的俯视示意图

图34是正四边形的分隔板框主视示意图

图35是图34的俯视示意图

图36是外表面为圆柱面、空心座孔为正四边形、动板孔为长条孔的分隔板框主视示意图

图37是图36的俯视示意图

图38是分隔板框上动板孔为矩形长条孔的示意图

图39是分隔板框上动板长条孔的长度方向一面是平面另一面是圆柱面的示意图

图40是分隔板框上动板长条孔长度方向为两面都是圆柱面的示意图

图41是下套筒为正四棱柱的主视图

图42是图41的俯视图

图43是内外表面均为平面的衬板主视示意图

图44是图43的侧视示意图

图45是上部腔室内为正六棱柱体构成的壳体主视示意图

图46是图45的侧视示意图

图47是图45的俯视示意图

图48是空心压块为空心正六棱柱体的主视示意图

图49是图48的侧视示意图

图50是图48的俯视示意图

图51是空心棱锥台为空心正六棱锥台的主视示意图

图52是图51的侧视示意图

图53是图51的俯视示意图

图54是二阶柱体为正六棱锥台一阶柱体为圆柱台的空心座的主视示意图

图55是图54的侧视示意图

图56是图54的俯视示意图

图57是下套筒为正六棱柱的主视示意图

图58是图57的侧视示意图

图59是图57的俯视示意图

图60是下套筒为圆柱体的主视示意图

图61是图60的俯视示意图

图62是含两套棱锥台组合结构串联的空心压块与最上层空心棱锥台制成分体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图63是含两套棱锥台组合结构串联的空心压块与最上层空心棱锥台制成一体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图64是含两套棱锥台组合结构和储能元件串联的空心压块与最上层空心棱锥台制成分体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图65是含两套棱锥台组合结构和储能元件串联的空心压块与最上层空心棱锥台制成一体的带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器结构示意图

图中，1、壳体，2、金属隔片，3、高分子弹性元件，4、空心座，5、动楔块，6、空心棱锥台，7、空心压块，8、心轴，9、螺母，10、螺纹联接防松件，11、静楔块，12、动板，13、承载板，14、承载板固定件，15、衬板，16、衬板定位件，17、分隔板框、18、下套筒、19、储能元件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。带棱锥台的含动板和下套筒的组合式缓冲器，包括安装在壳体1内的一组吸能体、一组楔形机构、一组联接件、动板机构和承载板组件。壳体1内部由下部腔室和上部腔室构成，上部腔室和下部腔室相互连通，下部腔室底部封底，底部中央设有圆形阶梯通孔，上部腔室顶部开口。

吸能体包括一组高分子弹性元件3和一组金属隔片2，高分子弹性元件3为中空的上下表面为弧面的柱体，柱体中心处设有弹性元件中心孔；金属隔片2为薄片，金属隔片2的厚度为高分子弹性元件3厚度的1/10～1/2，薄片中心处设有金属隔片中心孔。

楔形机构包括空心压块7、空心棱锥台6、楔块和空心座4。

联接件包括心轴8、螺母9和螺纹联接防松件10，是壳体1、吸能体和楔形机构的联接机构，心轴8的一端带有轴肩，轴肩与壳体底部的中心圆形阶梯通孔相配合，起轴向定位作用，心轴8的另一端带有外螺纹，外螺纹与螺母9配合并通过螺纹联接防松件10形成螺纹联接；心轴8带轴肩的一端置于壳体1底部的中心圆形阶梯通孔内，另一端穿过壳体1置于壳体1顶部，金属隔片2、高分子弹性元件3、空心座4、空心棱锥台6和空心压块7依次通过各自的中心孔安装在心轴8上，通过螺母9和螺纹联接防松件10将金属隔片2、高分子弹性元件3、空心座4、楔块、空心棱锥台6和空心压块7与壳体1固定连接，金属隔片2中心孔、空心座4中心孔、空心棱锥台6中心孔和空心压块7中心孔与心轴8之间为间隙配合，高分子弹性元件中心孔轴线与心轴8轴线重合，高分子弹性元件3中心孔与心轴8之间有间隙；楔块、空心棱锥台6和空心压块7位于壳体1的上部腔室内，高分子弹性元件3和金属隔片2组成的吸能体位于壳体1的下部腔室内。

楔形机构的空心压块7为空心n棱柱，n为大于等于4的正整数，空心压块7底部封底，底部中心处开有压块中心孔，空心压块7上部开口，上部表面是平面，空心压块7底部外表面是水平面，空心压块7底部外表面与空心棱锥台6的上表面贴合。

楔形机构的空心棱锥台6是空心n棱锥台，n是空心压块7棱柱的棱数，空心棱锥台6上下表面为水平面，空心棱锥台6各侧面为梯形平面，梯形平面为上边长边下短的等腰梯形斜平面，等腰梯形斜平面与水平面之间的夹角为α，0°≤α≤89°，空心棱锥台6的侧面与动楔块5内表面的斜平面相贴合，空心棱锥台6中心设有中心孔，空心棱锥台6通过中心孔安装在心轴8上，处于的空心压块7与金属隔片2之间，棱锥台中心孔与心轴8之间为间隙配合。

楔形机构的楔块包括一组动楔块5和一组静楔块11；一组静楔块11由i块楔块组合构成，2≤i≤n，n是空心压块7棱柱的棱数，i是正整数，每块静楔块11是矩形板块，矩形板块的上表面和下表面都是平面，矩形板块外表面是与动板内表面贴合的面，矩形板块内表面是斜平面，斜平面与垂直平面之间的夹角为γ，0°≤γ≤89°，斜平面从静楔块11上边向下向内倾斜，两个侧面是直角梯形平面,相邻两静楔块11之间有间隙；一组动楔块5由数量与静楔块数量相等的楔块组合构成。每块动楔块5是多面体，多面体的外表面是与静楔块11内表面相贴合的斜平面，斜平面从动楔块5上边向下向内倾斜，斜平面与垂直平面之间的夹角与静楔块11斜平面与垂直平面之间的夹角γ相等，多面体的两个侧面是形状相同的平面，多面体的上下表面为水平平面，动楔块5的内表面是与空心棱锥台6侧面相贴合的面，是斜平面或折面，斜平面由多面体上水平面上边向下向内倾斜，斜平面与楔块上水平面之间的夹角与空心棱锥台6侧面斜平面与水平面之间的夹角α相等；折面由楔块内表面斜平面和楔块内表面垂直面连接构成，楔块内表面垂直面是由多面体下边向上的垂直面，楔块斜平面是连接动楔块5多面体上水平面和内表面垂直面之间的平面，楔块斜平面由楔块上水平面向下向内倾斜，楔块斜平面与楔块上水平面之间的夹角与空心棱锥台6侧面与水平面之间的夹角α相等，折面中的楔块内表面斜平面是与空心棱锥台6侧面相贴合的面；动楔块5多面体外表面和内表面是矩形或梯形，外表面和内表面是梯形时，梯形的长边在上，短边在下；动楔块5多面体的外表面和内表面是等宽的面或是内表面窄外表面宽的不等宽面；动楔块5多面体的外表面和内表面是内表面窄外表面宽的不等宽面时，内表面的宽度比外表面的宽度短3～100mm；动楔块5多面体侧面的形状是四边形或五边形，动楔块5多面体内表面是斜平面时，动楔块5多面体侧面是梯形；楔块动5多面体内表面是折面时，动楔块5多面体侧面是五边形；动楔块5安装在与空心棱锥台6侧面相对的位置，动楔块5下表面置于空心座4二阶柱体的上表面上，动楔块5的内表面与心轴10之间有空间，相邻两动楔块5之间有间隙。

楔形机构的空心座4为二阶空心柱体，二阶空心柱体中心设有空心座中心孔，二阶空心柱体的上部二阶柱体位于壳体1上部腔室的下部，下部一阶柱体位于壳体1下部腔室的上部，下部一阶柱体是圆柱体或棱柱体，是棱柱体时的棱数与空心压块7棱柱的棱数相等，下部一阶柱体的上下表面为平面，上部二阶柱体是圆柱体或棱柱体，是棱柱体时的棱柱的棱数与空心压块7棱柱的棱数相等，上部二阶柱体的上表面是水平面。

动板机构包括一组动板12、一组衬板15、分隔板框17和下套筒18。

分隔板框17是上下表面为平面的平板，平板外表面与壳体1上部腔室内壁相贴合，平板安装在下套筒18上表面，平板的中心部位开有与空心座4二阶柱体相配合的空心座孔，空心座4二阶柱体从下面穿过空心座孔，空心座4一阶柱体的上表面与分隔板框17下表面贴合，空心座4一阶柱体的下表面与吸能体中最上面的金属隔片2的上表面贴合，空心座4一阶柱体的外表面与下套筒内壁间隙配合，分隔板框17平板的空心座孔周边设有n个长条形动板孔，n是空心压块7棱柱的棱数，动板12下表面穿过动板孔与空心座4一阶柱体的上表面相贴合，分隔板框17的长条形动板孔靠近壳体1上部腔室内壁的长边距离壳体1上部腔室内壁的距离与衬板15的厚度相等，静楔块11安装在动板内表面与空心压块7之间的空间，静楔块11外表面与动板12内表面贴合，静楔块11的下表面与分隔板框17上表面在空心座孔与动板孔之间的位置贴合。

一组动板12由j块动板组合构成，j与静楔块11的块数i相等，每块动板12是矩形板块，矩形板块的上表面和下表面是水平面，两个侧面是垂直面，矩形板块的外表面是与衬板15内表面贴合的面，内表面是与静楔块11外表面贴合的面，相邻两动板12之间有间隙；

一组衬板15由t块衬板组合构成，t与静楔块11的块数i相等，衬板15是外表面与壳体1上部腔室壁面贴合的形状与上部腔室相同的板，衬板15的下表面是平面，衬板15通过衬板定位件16固定在壳体1上部腔室壁上，相邻衬板15之间有间隙；相邻两衬板15之间的间隙、相邻两动板12之间的间隙、相邻两静楔块11之间的间隙和相邻两动楔块5之间的间隙都为5～100mm。

下套筒18是外表面与壳体1下部腔室壁面贴合的形状与下部腔室相同的套，下套筒内表面与空心座4一阶柱体的外表面间隙配合，下套筒的上下表面均为平面，套筒的下表面与壳体1底面贴合。

承载板组件包括承载板13和承载板固定件14。承载板13是平板，承载板13通过承载板固定件14固定在空心压块7上部表面，动板12的上表面与承载板13的下表面贴靠。

一个空心棱锥台6和一组i块动楔块5为一套棱锥台组合结构，棱锥台组合结构的套数为k,k是大于等于1的正整数，k套棱锥台组合结构串联连接，最上层的棱锥台组合结构定义为第k套，k套棱锥台组合结构串联连接的形式是：第k套棱锥台组合结构的k空心棱锥台6的上表面与空心压块7的底部外表面贴合，k空心棱锥台6的侧面与k组i块动楔块5内表面的斜平面贴合，k组i块动楔块5下表面与第k-1套棱锥台组合结构的k-1空心棱锥台6上表面贴合；第k-1套棱锥台组合结构的k-1空心棱锥台6的侧面与k-1组i块动楔块5内表面的斜平面帖合，第k-1套棱锥台组合结构的k-1组i块动楔块5下表面与第k-2套棱锥台组合结构的k-2空心棱锥台6上表面贴合；依次类推，第k-j套棱锥台组合结构的k-j空心棱锥台6的侧面与k-j组i块动楔块5内表面的斜平面帖合，第k-j套棱锥台组合结构的k-j组i块动楔块5下表面与最上层的金属隔片2的上表面贴合，j为比k小1的正整数。串联的棱锥台组合结构中，最上层的空心棱锥台6上表面与空心压块7底部外表面之间为固定连接结构或分体结构；空心棱锥台6与空心压块7之间固定连接结构为制成一体或用紧固件固定连接。

壳体上部腔室和下部腔室是m棱柱形腔室或圆柱形腔室，m为大于等于4的正整数，上部腔室和下部腔室是形状相同的腔室或形状不同的腔室；上部腔室和下部腔室是形状不同的腔室包括上部腔室是m棱柱形腔室时，下部腔室是圆柱形腔室，或者上部腔室是圆柱形时，下部腔室是m棱柱形腔室。壳体1的上部腔室是圆柱形腔室时，衬板15外表面是圆弧面，内表面是圆弧面或平面；所述壳体1的上部腔室是m棱柱形腔室时，衬板15外表面的是平面，内表面是平面。

衬板15内表面是圆弧面时，动板12外表面是圆弧面，内表面是圆弧面或平面；衬板15内表面是平面时，动板12外表面的是平面，内表面是平面。

动板12内表面是圆弧面时，静楔块11的外表面是圆弧面；动板12内表面是平面时，静楔块11的外表面是平面。

作为实施方式的另一种形式是：在上述结构的基础上，增加了储能元件19，储能元件19的套数与棱锥台组合结构的套数相同，每套棱锥台组合结构包含一套储能元件19，储能元件19是弹性元件，弹性元件设有中心孔，通过中心孔弹性元件安装在心轴8上，储能元件19位于空心棱锥台6下表面、动楔块5内表面、另一个空心棱锥台6的上表面或最上层金属隔片2的上表面与心轴8之间的空间处；弹性元件是金属圆柱螺旋弹簧、金属圆锥螺旋弹簧、金属碟形弹簧、金属板簧、高分子弹性体或粘弹性体中的任意一种。

零部件加工时，壳体1、金属隔片2、空心座4、动楔块5，空心棱锥台6、空心压块7、心轴8、静楔块11、动板12、承载板13、分隔板框17和下套筒18的所有尖角部位均加工成圆角或倒角。

装配过程为：首先，将下套筒18装入壳体1下部腔室，再将心轴7带有螺纹的一端穿过壳体1底部中心的圆柱阶梯孔至壳体1的上端，心轴7带轴肩的一端与壳体1底部中心的圆柱阶梯孔相配合；然后，将第一片金属隔片2装入心轴7，再将第一个高分子弹性元件3装入心轴7，依次将所有金属隔片2和高分子弹性元件3交替装入心轴7，位于壳体1下部腔室；接着，将空心座4和储能元件19先后装入心轴7，储能元件19位于空心座4上部二阶柱体的上表面，空心座4位于最上面的金属隔片2上；再将分隔板框17和衬板15装入壳体1内，分隔板框17安放在下套筒18的上表面，衬板15位于分隔板框17的上表面，衬板15的下表面与分隔板框17的上表面相贴合，衬板外表面与壳体1上腔室内表面相贴合，用一组衬板定位件16将衬板15固定在壳体1的上部腔室；接下来装入i个动板12，i个动板12的外表面与衬板15对应的内表面相贴合，i个动板12的下表面穿过分隔板框17的动板孔与空心座4下部一阶柱体的上表面贴合；之后装入i个静楔块11，i个静楔块11的外表面与i个动板12的内表面相贴合，i个静楔块11的底面与分隔板框17的上表面相贴合；再将i个动楔块5装入，i个动楔块5下表面与空心座4上部二阶柱体的上表面相贴合，i个动楔块5的外表面与i个静楔块11的内表面相贴合；然后，再将空心棱锥台6和空心压块7装入心轴7，空心棱锥台6位于储能元件18和动楔块5上，位于空心压块7之下，使空心棱锥台6的上表面与和空心压块7的底部外表面相贴合，空心棱锥台6侧面与动楔块5内表面的斜平面相贴合，并将储能元件19压紧在空心座4上；之后，将螺母8拧入心轴7的螺纹端，压住空心压块7，再用防松件9将心轴7的螺纹端和螺母8联接好。最后，将承载板13用承载板固定件14与空心压块7相连，并将动板12置于承载板13下表面和空心座4下部一阶柱体的上表面之间。

实施例1

壳体1外形为圆柱形，壳体上部腔室是正四棱柱腔室，壳体下部腔室是正四棱柱腔室。高分子弹性元件3为七个，金属隔片2为八片，金属隔片2的厚度为高分子弹性元件3的1/3。

动板12内外表面为平面；静楔块11的外表面为平面；衬板15内外表面均为平面；分隔板框17为正四边形的板框，是内外表面均为正四边形柱面的板框，分隔板框17有四个矩形长条形动板孔，动板孔的宽度等于动板的厚度，动板孔的长度大于动板的宽度；分隔板框17空心座孔边到动板孔边的距离与静楔块底面的宽度相等，衬板定位件16为紧定螺钉；下套筒18为正四棱柱套筒。

动楔块5为四个，静楔块11为四个，动板12为四个。

空心压块7为空心正四棱柱体，空心棱锥台6为空心正四棱锥台，动楔块5的内表面是斜平面和水平面构成的折面；空心座4为空心正四棱柱体，空心正四棱柱体是二阶棱柱，上部二阶正四棱柱体的四边形的对角线长度比分隔板框17空心座孔的四边形的对角线长度小5mm，下部一阶正四棱柱的中垂线长度等于分隔板框17空心座孔正四边形的中垂线长度、静楔块11底面的宽度和动板12的厚度之和。

承载板13是正四边形板，其边长等于空心座4下部一阶棱柱的横截面正四边形的边长，承载板固定件14为螺钉。

动楔块5外表面与垂直平面的夹角和静楔块11内表面与垂直平面的夹角相等，均为γ，γ为3°。

动楔块5内表面的斜平面与水平面的夹角和空心棱锥台6侧面与水平面的夹角相等，均为α，α为25°。

金属隔片2是平面隔片；储能元件19为一组金属碟形弹簧；高分子弹性元件3的材料为tpee。壳体1、金属隔片2、空心座4、动楔块5、空心棱锥台6、空心压块7、心轴8、静楔块11、动板12、承载板13、衬板15、分隔板框17和下套筒18的所有尖角部位均加工成圆角或倒角。

实施例2

壳体外形为圆柱形，壳体上部腔室是正六棱柱腔室，壳体下部腔室是正六棱柱腔室。高分子弹性元件3为七个，金属隔片2为八片，金属隔片2的厚度为高分子弹性元件3的1/3。

动板12内外表面为平面；静楔块11的外表面为平面；衬板15内外表面均为平面；分隔板框17为正六边形的板框，是内外表面均为正六边形柱面的板框，分隔板框17有六个矩形长条形动板孔，动板孔的宽度等于动板的厚度，动板孔的长度大于动板的宽度；分隔板框17空心座孔边到动板孔边的距离与静楔块底面的宽度相等；衬板定位件16为紧定螺钉；下套筒18为正六棱柱套筒。

采用六个动楔块5、六个静楔块11和六个动板12。

空心压块7为空心正六棱柱柱体，空心棱锥台6为空心正六棱锥台，动楔块5的内表面由斜平面和水平面构成；空心座4为空心正六棱柱体，空心正六棱柱体是二阶棱柱，上部二阶正六棱柱体六边形的对角线长度比分隔板框17空心座孔的六边形的对角线长度小5mm，下部一阶正六棱柱的中垂线长度等于分隔板框17空心座孔正六边形的中垂线长度、静楔块11底面的宽度和动板12的厚度之和。

承载板13是正六边形板，其边长等于空心座4下部一阶正六棱柱的横截面正六边形的边长，承载板固定件14为螺钉。

动楔块5外表面与垂直平面的夹角和静楔块11内表面与垂直平面的夹角相等，均为γ，γ为3°。

动楔块5上表面的斜平面与水平面的夹角和空心棱锥台6侧面与水平面的夹角相等，均为α，α为25°。

实施例3

与实例1基本相同，仅壳体外形为正四棱柱且不含储能元件19。

实施例4

与实例3基本相同，仅用两个动楔块、两个静楔块和两个动板。

实施例5

与实例2基本相同，仅动楔块5外表面与垂直平面的夹角和静楔块11内表面与垂直平面的夹角γ为2°，动楔块5上表面的斜平面与水平面的夹角和空心棱锥台6侧面与水平面的夹角α为23°。

实施例6

壳体1外形为圆柱形，壳体1上部腔室为圆柱面，壳体下部腔室是圆柱面。高分子弹性元件3为七个，金属隔片2为八片，金属隔片2的厚度为高分子弹性元件3的1/3。

衬板15内外表面均为圆柱面；动板12内外表面均为圆柱面；静楔块11的外表面是圆柱面，内表面是平面；分隔板框17是外表面为圆柱面，内表面为正四边形柱面的板框，分隔板框17有四个弧形长条形动板孔，动板孔长度方向靠外侧的面是与动板12外表面相贴合的圆柱面，靠内侧的是与动板12内表面相贴合的圆柱面，动板孔的宽度等于动板的厚度，动板孔的长度大于动板的宽度；衬板定位件16为紧定螺钉；下套筒18为圆柱套筒。

采取四个动楔块5、四个静楔块11和四个动板12。

空心压块7为空心正四棱柱柱体，空心棱锥台6为空心正四棱锥台，动楔块5的内表面由斜平面和水平面构成；空心座4为空心正四棱柱体，空心正四棱柱体是二阶棱柱，上部二阶正四棱柱的四边形的对角线长度比分隔板框17空心座孔的四边形的对角线长度小5mm，下部个阶正四棱柱的中垂线长度等于分隔板框17空心座孔正四边形的中垂线长度、静楔块11底面的宽度和动板12的厚度之和。

承载板13是正四边形板，其边长等于空心座4下部一阶正四棱柱的横截面正四边形的边长，承载板固定件14为螺钉。

动楔块5外表面与垂直平面的夹角和静楔块11内表面与垂直平面的夹角相等，均为γ，γ为3°。

动楔块5上表面的斜平面与水平面的夹角和空心棱锥台6侧面与水平面的夹角相等，均为α，α为25°。

实施例7

与实例6基本相同，但动板12外表面为圆柱面，内表面为平面；静楔块11的外表面为平面；分隔板框17动板孔长度方向靠内侧的是与动板12内表面相贴合的平面，且不含储能元件19。

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