CN103542031A

CN103542031A - 一种三向可调频动力吸振器

Info

Publication number: CN103542031A
Application number: CN201310319323.2A
Authority: CN
Inventors: 张针粒; 余永丰; 鲁民月; 刘记心; 李强; 李红刚; 商超
Original assignee: 719th Research Institute of CSIC
Current assignee: 719th Research Institute of CSIC
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: CN103542031B

Abstract

本发明提供一种三向可调频动力吸振器，包括导杆、中间螺母、上端螺母、下端弹簧、上端弹簧、下端固定质量块、上端固定质量块以及多个调频质量块；上述零件之间的连接关系为：导杆上依次套装下端固定质量块、调频质量块和上端固定质量块，中间螺母配合下端弹簧以及上端螺母配合上端弹簧将下端固定质量块、多个调频质量块和上端固定质量块通过预紧力固定在导杆上。本发明三向可调频动力吸振器通过将导杆和上、下端固定质量块装配在一起，使得沿导杆径向任意方向均具有一致的吸振频率，保证本发明具有三向一致的吸振性能。

Description

一种三向可调频动力吸振器

技术领域

本发明属于振动噪声控制技术领域，具体涉及一种三向可调频动力吸振器。

背景技术

舰艇设备（如各型风机、水泵、油泵等）运转时，由于偏心产生的惯性力会在设备机脚产生振动。机脚振动的三个正交分量往往在同一个量级，甚至可能基本一致，但是在对设备进行试验测试前，难以确定机脚振动的主要方向。因此，客观上需要一种能抑制三个方向振动的吸振器。目前，国内的吸振器只具有一个或两个方向吸振的功能，无法满足三向吸振的需求。

与此同时，由于舰艇上大多数的设备均以某一个或几个固定频率运转，振动能量集中于线谱峰值，因此需要动力吸振器具有调频功能，能够显著降低甚至消除线谱峰值，从而提高舰艇的隐身性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种三向可调频动力吸振器，其可抑制舰艇设备三个方向振动、有效抑制舰艇设备线谱峰值。

实现本发明的技术方案如下：

一种三向可调频动力吸振器，包括导杆、中间螺母、上端螺母、下端弹簧、上端弹簧、下端固定质量块、上端固定质量块以及两个以上的调频质量块；

上述零件之间的连接关系为：导杆上依次套装下端固定质量块、调频质量块和上端固定质量块，中间螺母配合下端弹簧以及上端螺母配合上端弹簧将下端固定质量块、多个调频质量块和上端固定质量块通过预紧力固定在导杆上。

进一步地，本发明所述下端固定质量块上设有凹槽，所述下端弹簧部分位于该凹槽内；所述上端固定质量块上设有凹槽，所述上端弹簧部分位于该凹槽内。

进一步地，本发明包括四个定位套环，所述定位套环的外圆周面为圆锥面；四个定位套环分别在下端弹簧与中间螺母之间、下端弹簧与下端固定质量块之间、上端弹簧与上端螺母之间以及上端弹簧与上端固定质量块之间各设一个。

进一步地，本发明导杆上非螺纹部分表面镀有铬。

有益效果

第一、本发明三向可调频动力吸振器通过将导杆和上、下端固定质量块装配在一起，使得沿导杆径向任意方向均具有一致的吸振频率，保证本发明具有很好的吸振性能。

第二、本发明通过调整中间螺母和上端螺母的位置，将上、下端固定质量块固定在导杆的不同位置，使本发明在导杆径向具有调频功能；本发明通过调整调频质量块的数量，使本发明在导杆轴向具有调频功能。轴向和径向调频功能形成了本发明三向可精确调频吸振的特性，可有效抑制舰艇设备线谱峰值。

第三、本发明将各零件安装在导杆上，其结构紧凑、安装空间需求小；同时采用双螺母锁紧方式不仅安装方式简单、拆装方便，而且具有防松功能，可靠性高。

附图说明

图1本发明一种三向可调频动力吸振器主剖视图。

图2调频质量块数量与三向可调频动力吸振器轴向固有频率关系示意图。

图3质量块位置与三向可调频动力吸振器径向固有频率关系示意图；

其中，1-导杆，2-垫片，3-下端螺母，4-中间螺母，5-定位套环，6-下端弹簧，7-下端固定质量块，8-调频质量块，9-上端固定质量块，10-上端弹簧，11-上端螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1，如图1所示，本发明三向可调频动力吸振器，主要包括导杆、中间螺母4、上端螺母11、下端弹簧6、上端弹簧10、下端固定质量块7、上端固定质量块9以及两个以上的调频质量块8。

上述零件之间的连接关系为：导杆1上依次套装下端固定质量块7、调频质量块8和上端固定质量块9，中间螺母4配合下端弹簧6以及上端螺母11配合上端弹簧10将下端固定质量块7、多个调频质量块8和上端固定质量块9通过预紧力固定在导杆1上。

本发明三向可调频动力吸振器调频原理如下：

轴向调频原理：依据轴向频率方程

（k为弹簧刚度，m为质量块质量）知，当弹簧不变时，k不变；调频质量块个数的增减时，质量m改变，从而改变频率。当单个调频质量块很薄时，可使质量m以很小的步长调节，进而实现轴向精确调频。

径向调频原理：依据径向简化频率方程

（E为材料弹性模量，I为导杆截面惯性矩，m为质量块质量，L为质量块质心距离导杆固定端的距离）知，材料已选定时，参数E不变；导杆不变时，参数I不变；当完成轴向调频时，调频质量块个数已选定，质量m不变；由于螺母可固定在螺纹的任意位置，质量块与导杆固定端的距离L可调节，从而改变频率。由于螺纹的螺距很小，参数L可以很小的步长调节，进而实现径向精确调频。

为了降低弹簧的安装高度，使得本发明结构紧凑，减少对设备机脚安装空间的需求；在下端固定质量块7上设有凹槽，所述下端弹簧6的部分位于该凹槽内，所述上端固定质量块9上设有凹槽，所述上端弹簧10的部分位于该凹槽内，这样可以很好的减小对设备机脚安装空间的需求。

本发明弹簧与螺母直接接触，若弹簧的内径大于导杆直径，则弹簧在受到挤压的过程中，可能发生偏斜，同理在弹簧与固定质量块直接接触时也存在同样的问题；因此本发明进一步包括四个定位套环4，所述定位套环4的外圆周面为圆锥面；四个定位套环4分别在下端弹簧6与中间螺母4之间、下端弹簧6与下端固定质量块7之间、上端弹簧10与上端螺母11之间以及上端弹簧10与上端固定质量块9之间各设一个；这样在使用不同内径的弹簧时，可以保持弹簧轴线与导杆轴线对中。

本发明导杆1为圆柱状结构，这样保证了沿导杆径向任意方向均具有一致的刚度；同时导杆顶端有平口，便于安装和拆卸。

本发明吸振器还进一步包括下端螺母3和垫片2，下端螺母3和垫片2分别套接于导杆1的最下端，用于将所述导杆1固定在所需减振设备的机脚上。本实施例在导杆1上设有三段螺纹，下部螺纹用于固定下端螺母3和垫片2，中部螺纹用于固定中间螺母4，上部螺纹用于固定上端螺母11，其中在位于下部和中部螺纹之间的非螺纹部分的直径略小于螺纹内径，这样便于中间螺母拧入。本实施例中间螺母、上端螺母和下端螺母皆为两个螺母组成的双螺母锁紧结构，在三段螺纹上均采用双螺母固定方式，既能防松功又方便拆装。

本发明上端固定质量块9和下端固定质量块7为圆柱状结构，中心有通孔，可保证沿导杆1径向任意方向具有一致的质量分布。

本发明调频质量块8为圆柱片状结构，中心有通孔，使用时将多片调频质量块8堆叠在一起，薄片的数量可根据实际需求增减。

具体装配步骤如下：

a.将中间螺母从导杆下部拧入到导杆中部螺纹上；

b.将定位套环、下端弹簧、定位套环、下端固定质量块、选定数量的调频质量块依次从导杆上部装配在导杆上；

c.再将上端固定质量块、定位套环、上端弹簧、定位套环依次从导杆上部装配在导杆上；

d.将上端螺母从导杆上部拧入到导杆上部螺纹上；

e.调整质量块到设定位置，并拧紧中间螺母和上端螺母；

f.将下端螺母和垫片依次从导杆下部拧入到导杆下部螺纹上；

g.按设计深度将导杆拧入设备机脚，拧紧导杆下端螺母。

使用方法如下：

首先，根据弹簧的刚度和设计的吸振频率，计算调频质量块数量与三向可调频动力吸振器轴向固有频率关系，得到三向可调频动力吸振器的轴向调频规律图，如图2所示；

其次，分别将质量块布置在导杆的不同位置，计算质量块位置与三向可调频动力吸振器径向固有频率关系，得到三向可调频动力吸振器的径向调频规律图，如图3所示。

然后，根据三向可调频动力吸振器的轴向与径向调频规律、目标吸振频率来确定调频质量块的数量和质量块在导杆上的位置。

最后，将三向可调频动力吸振器装配在机脚上，实测三向可调频动力吸振器三向固有频率，若有一定误差，可进一步微调调频质量块的数量和质量块在导杆上的位置，实现精确调频。

通过在实艇的辅凝水泵机脚安装4个三向可调频动力吸振器的测试表明：本发明安装前后，设备的机脚、基座、管口的三向振动强线谱峰值最小为7dB，最大达到20dB，吸振效果显著。

实施例2，在实施例1的基础上，将导杆1上非螺纹部分表面镀铬，提高表面硬度和光洁度，从而降低质量块与导杆1的摩擦力并减少导杆1的磨损；将本发明所有的零件选择抗腐蚀不锈钢材料，可耐高低温、油污、辐照、腐蚀，从而提高环境适应性。

实施例3，在实施例1或2的基础上可将螺母锁紧方式改为开槽螺母配合开口销，从而在实现防松功能的同时又能降低原螺母的高度，使得导杆1缩短，减少了本发明的安装空间需求。

Claims

1.一种三向可调频动力吸振器，其特征在于，包括导杆（1）、中间螺母（4）、上端螺母（11）、下端弹簧（6）、上端弹簧（10）、下端固定质量块（7）、上端固定质量块（9）以及两个以上的调频质量块（8）；

上述零件之间的连接关系为：导杆（1）上依次套装下端固定质量块（7）、调频质量块（8）和上端固定质量块（9），中间螺母（4）配合下端弹簧（6）以及上端螺母（11）配合上端弹簧（10）将下端固定质量块（7）、多个调频质量块（8）和上端固定质量块（9）通过预紧力固定在导杆（1）上。

2.根据权利要求1所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述下端固定质量块（7）上设有凹槽，所述下端弹簧（6）部分位于该凹槽内；所述上端固定质量块（9）上设有凹槽，所述上端弹簧（10）部分位于该凹槽内。

3.根据权利要求1或2所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述吸振器还包括四个定位套环（4），所述定位套环（4）的外圆周面为圆锥面；四个定位套环（4）分别在下端弹簧（6）与中间螺母（4）之间、下端弹簧（6）与下端固定质量块（7）之间、上端弹簧（10）与上端螺母（11）之间以及上端弹簧（10）与上端固定质量块（9）之间各设一个。

4.根据权利要求3所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述导杆（1）为圆柱状结构。

5.根据权利要求4所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述上端固定质量块（9）与下端固定质量块（7）为圆柱状结构。

6.根据权利要求4所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述吸振器还包括下端螺母（3）和垫片（2），下端螺母（3）和垫片（2）分别套接于导杆（1）的最下端，用于将所述导杆（1）固定在所需减振设备的机脚上。

7.根据权利要求1所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述中间螺母（4）和上端螺母（11）通过导杆（1）上的螺纹与导杆（1）连接。

8.根据权利要求1所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述中间螺母（4）和上端螺母（11）为开槽螺母，其通过开口销与导杆（1）固定连接。

9.根据权利要求1所述三向可调频动力吸振器，其特征在于，所述导杆（1）上非螺纹部分表面镀有铬。