CN103615487B - 一种刚度可调的悬臂梁式动力吸振器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种刚度可调的悬臂梁式动力吸振器，包括基座、侧板、挡板、电磁铁、悬臂，侧板有两块，基座固定在两块侧板之间，挡板与两块侧板的端部相固定，基座上设置凹槽，悬臂一端通过贯穿螺栓固定在凹槽里，悬臂的另一端悬空并在其上下各固定一个质量块，电磁铁固定在挡板上面对质量块的位置，电磁铁总体为圆柱体结构，在圆柱体上开有环形的深槽，在深槽中嵌入电磁线圈，电磁铁上设置二孔插头，线圈的引线通过二孔插头引出，位于凹槽里的悬臂设置有U型槽，贯穿螺栓穿过U型槽和基座与被吸振的设备相连。本发明为悬臂梁式，其刚度不会像一般的弹簧质量式吸振器受安装预紧力等因素影响。只需通过改变电流即可调节吸振器的固有频率。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种吸振器。
背景技术
机械振动在工程中会引起众多不利的影响，如引起噪声污染，影响其它机械设备的工作，降低仪表、机器的精度，严重时甚至会造成设备，建筑等结构的破坏。工程中运用多种手段来降低振动的危害，有吸振，隔振，阻振，消振及结构修改等。其中在被控系统上附加动力吸振器是抑制振动有效的手段。动力吸振器是一种具有一定刚度，质量的结构。当具有特定频率的激励源对总系统进行激励时，若吸振器的固有频率与激振频率相同，即引起吸振器的共振，使其吸收的能量最大。激励源输入给总系统能量不变时，则被控对象输入的能量最小，使被控对象在该频率下的振动最小，起到吸振的作用。
悬臂梁式吸振器是动力吸振器中的一种实现形式。它由梁及质量块组成，由梁代替一般弹簧的结构，形成一个质量弹簧系统。而随着质量块在梁上的滑动，相应地改变吸振器的刚度以此来改变吸振器的固有频率，实现吸振频率的被动调节。国内对其特性等进行了一定的研究，如李海峰等对其进行建模仿真，分析了被动式的悬臂梁式吸振器特性，并与传统的吸振器做了对比（【1】李海峰,楼京俊,朱石坚,陈峰.悬臂梁吸振器建模及吸振性能分析[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版）,2013,37,(1):171-174）。李晓勇等对其模型仿真分析（【2】李晓勇,浣石,蒋国平.连续悬臂梁动力吸振器的模型研究[J].水电能源科学.2011.29(29):129-132）。
而传统的动力吸振器是刚度，质量等参数不可变的被动式吸振器，固有频率不可时时调节，对被控系统的特定不变的频率具有良好的吸振效果，但对振动频率变化的设备吸振效果较差。因此在振动工程领域常常设计一些参数可调的半主动吸振器，又称为自调谐吸振器。通常采用变刚度的方法来调节吸振频率，如通过电流变液或者磁流变液实现刚度的改变，（【3】廖国江,龚兴龙,宣守虎,康存军.基于磁流变弹性体的主动自调谐动力吸振器的研究[A].第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C].2011）通过改变间隙来调节电磁刚度的，（【4】钱小勇,胡海岩.可调间隙的半主动吸振器及其实现[J].振动工程学报,2001,14(4):378-382),改变弹簧刚度有效圈数（【5】徐振邦,龚兴龙,陈现敏等.机械式频率可调动力吸振器及其减振特性[J].振动与冲击,2010,29(2):1-6）。其拓宽了吸振器的工作频率范围，使吸振器能应对多种工况条件。
发明内容
本发明的目的在于提供能满足不同的条件下的吸振要求的一种刚度可调的悬臂梁式动力吸振器。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种刚度可调的悬臂梁式动力吸振器，其特征是：包括基座、侧板、挡板、电磁铁、悬臂，侧板有两块，基座固定在两块侧板之间，挡板与两块侧板的端部相固定，基座上设置凹槽，悬臂一端通过贯穿螺栓固定在凹槽里，悬臂的另一端悬空并在其上下各固定一个质量块，电磁铁固定在挡板上面对质量块的位置，电磁铁总体为圆柱体结构，在圆柱体上开有环形的深槽，在深槽中嵌入电磁线圈，电磁铁上设置二孔插头，线圈的引线通过二孔插头引出，位于凹槽里的悬臂设置有U型槽，贯穿螺栓穿过U型槽和基座与被吸振的设备相连。
本发明的优势在于：本发明结构简单，便于在设备安装。由于本发明是悬臂梁式的设计，其刚度不会像一般的弹簧质量式吸振器受安装预紧力等因素影响。本发明可靠性高，稳定性好，响应快。由于电磁刚度只随线圈电流的变化而变化，因此只需通过改变电流即可调节吸振器的固有频率。本发明还可以实现在线连续调节，实现跟踪变化的频率，以适应机械设备的工况变化，更能满足不同的条件下的吸振要求。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的正视半剖图；
图3为本发明的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～3，本发明包括吸振器基座1，悬臂2，质量块3，侧板4，电工纯铁5，电磁线圈6，挡板7，贯穿螺栓8，二孔插头9。其中悬臂2与质量块3组成一悬臂梁结构，电工纯铁5与线圈6构成电磁铁部分。当电磁线圈6通电后，产生电磁刚度，通过改变电流来改变吸振器的固有频率。
各部分的特点为：
基座1上开有凹槽，悬臂2一端嵌入凹槽中，防止横向的窜动。悬臂2另一端通过螺栓连接固定有两个质量块3，由此构成一质量弹簧系统。
电磁铁5中嵌有线圈6，其位置正对带有质量块的悬臂2一端。当线圈6通电时，则会产生电磁刚度，使吸振器总体刚度改变，进而改变吸振器的固有频率。线圈6的引线通过二孔插头9引出，并与外部直流电源连接。通过改变外部输入的电流大小即可改变电磁刚度，使得吸振器能具有不同的吸振频率。
电磁铁5通过螺钉固定在挡板上，侧挡板4与挡板7通过螺钉相互连接。侧板4又与基座1固定，使得电磁刚度调节部分与带有质量块的悬臂梁端的位置相对固定。基座1又通过贯穿螺栓8固定在设备之上。
本发明结构主要由吸振器基座1，悬臂2，质量块3，侧板4，电工纯铁5，线圈6，插头9，挡板7，贯穿螺栓8。其中悬臂2与质量块3组成质量弹簧系统，构成一被动式的悬臂梁式动力吸振器。电工纯铁5与线圈6构成电磁铁部分，构成吸振器中的电磁弹簧部分，安装在正对质量块3的一侧。线圈引线通过二孔插头9与外部直流电源连接，当电磁线圈6通电后，产生电磁刚度。当改变外部输入的电流时，吸振器总刚度也随之改变，从而达到改变吸振器固有频率的目的。吸振器基座1上有凹槽，使得悬臂梁一端嵌入槽内，防止悬臂梁横向窜动，同时也方便确定其与电磁线圈6的位置。悬臂梁一端开有U型槽，当必要工况下可以调节U型槽的位置以获取与工作频率相近的吸振频率，电磁铁部分起到微调作用。电磁线圈6固定在挡板7上，挡板7通过螺栓与侧板4连接，再与基座1相互固定。基座1上设有通孔，通过螺钉将悬臂梁2一起固定于设备之上。
Claims (1)
1.一种刚度可调的悬臂梁式动力吸振器，其特征是：包括基座、侧板、挡板、电磁铁、悬臂，侧板有两块，基座固定在两块侧板之间，挡板与两块侧板的端部相固定，基座上设置凹槽，悬臂一端通过贯穿螺栓固定在凹槽里，悬臂的另一端悬空并在其上下各固定一个质量块，电磁铁固定在挡板上面对质量块的位置，电磁铁总体为圆柱体结构，在圆柱体上开有环形的深槽，在深槽中嵌入电磁线圈，电磁铁上设置二孔插头，线圈的引线通过二孔插头引出，位于凹槽里的悬臂设置有U型槽，贯穿螺栓穿过U型槽和基座与被吸振的设备相连。
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