CN103629299A - 一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器，包括总体基座、步进电机、齿轮轴、挡板、质量块，齿轮轴上固定有从动齿轮，总体基座上固定前轴承基座、后轴承基座和步进电机，前轴承基座和后轴承基座上分别安装前轴承和后轴承，齿轮轴穿过前轴承基座和后轴承基座并分别与前轴承和后轴承相配合，从动齿轮位于前轴承座和后轴承座之间，步进电机的输出端连接主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，总体基座固定在两块挡板之间，齿轮轴上设置有外螺纹，质量块中部开有孔，孔壁上设置与齿轮轴外螺纹相配合的内螺纹，质量块通过内螺纹安装在齿轮轴的外螺纹上。本发明结构简单，可靠性高，能更好的满足不同的条件下的吸振要求。

Description

一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器

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。其具有结构简单，稳定可靠等优点

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。

发明内容

本发明的目的在于提供结构简单、可靠性高的一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器，其特征是：包括总体基座、步进电机、齿轮轴、挡板、质量块，齿轮轴上固定有从动齿轮，总体基座上固定前轴承基座、后轴承基座和步进电机，前轴承基座和后轴承基座上分别安装前轴承和后轴承，齿轮轴穿过前轴承基座和后轴承基座并分别与前轴承和后轴承相配合，从动齿轮位于前轴承座和后轴承座之间，步进电机的输出端连接主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述的挡板有两块，总体基座固定在两块挡板之间，齿轮轴上设置有外螺纹，质量块中部开有孔，孔壁上设置与齿轮轴外螺纹相配合的内螺纹，质量块通过内螺纹安装在齿轮轴的外螺纹上，质量块位于两块挡板之间。

本发明还可以包括：

1、质量块与两块挡板相对的位置安装滚珠，步进电机带动齿轮轴旋转从而使质量块产生翻转的力时，质量块与两块挡板均不接触，滚珠与两块挡板相接触。

2、所述的齿轮轴的外螺纹和质量块的内螺纹为梯形螺纹。

本发明的优势在于：结构简单，可靠性高。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。本发明稳定性好，响应快，只需通过控制电机的转动即可调节吸振器的固有频率。本发明结合了半主动和被动的优势，根据要求不同，可在调节至工作频率后，可选择拆除或保留频率调节部分，使吸振器成为被动式或半主动式。因此，本发明能更好的满足不同的条件下的吸振要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视半剖图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的工作示意图。

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1～4，本发明结构主要包括前轴承基座4，后轴承基座1，步进电机2，步进电机基座14，主动齿轮3，挡板5，质量块6，滚珠7，齿轮轴10，吸振器基座8，控制装置13，传感器12。其中齿轮轴10一端设计有丝杠，质量块6内孔中攻有螺纹。其共同组成机械式的悬臂梁式吸振器。步进电机2，主动齿轮3，控制装置13，传感器12等构成频率调节部分。主动齿轮3与齿轮轴10上的齿轮构成齿轮副，主动齿轮3由步进电机2带动。齿轮轴10旋转时，质量块6在水平方向上移动，进而改变吸振器的刚度，调节吸振器的工作频率。

通过分析外加的传感器12的信号，控制装置13使电机正向或反向转动，使质量块6移动至目标位置，让吸振器达到指定的工作频率。

吸振器设有侧挡板5，防止齿轮轴10旋转时，质量块6也随之产生周向运动。

质量块6上镶嵌有滚珠7，避免吸振器调节频率或工作时，质量块6与侧挡板5直接摩擦，起到导向作用。

轴承基座顶部设有插销孔，对应的齿轮轴10部分设有平面，用于固定齿轮轴10，防止其轴向运动。

齿轮轴10一段设有梯形螺纹，质量块6内孔同样设有螺纹，其组成一悬臂梁结构。步进电机2，主动齿轮3，控制装置13，传感器12等构成频率调节部分。主动齿轮3与齿轮轴10上的齿轮构成齿轮副，电机带动齿轮转动，由于螺纹配合，质量块6与齿轮轴10产生相对位移，改变了质量块的位置，进而改变了吸振器总体的刚度，调节了吸振器的工作频率。

质量块上布置传感器，控制器通过采集、处理信号，调节电机转动时间和方向，使得质量块移动至目标位置，调节吸振器达到指定的工作频率。根据工况，可以选择拆除或保留电机。若针对固定频率的工况，则拆除电机、主动齿轮及传感器，通过插销与齿轮上的配合面对齿轮轴进行固定，防止其周向转动。若应用于振动频率变化的工况，则保留频率调节装置，进行变化频率的调节。

各部分的特点为：

吸振器设有侧挡板5，通过螺钉与吸振器基座8固定，其防止质量块随齿轮轴一起做周向运动，影响工作频率的调节。

质量块6两侧设有镶嵌的滚珠7，避免吸振器工作或调节频率时质量块6与侧挡板5直接摩擦。

前后轴承基座4内孔均安有轴承来支撑齿轮轴10。通过套筒11防止齿轮轴10前后窜动。后轴承基座1上设有插销孔9，对应的齿轮轴10上设计有配合面，用于齿轮轴10的周向固定。

Claims (3)

1.一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器，其特征是：包括总体基座、步进电机、齿轮轴、挡板、质量块，齿轮轴上固定有从动齿轮，总体基座上固定前轴承基座、后轴承基座和步进电机，前轴承基座和后轴承基座上分别安装前轴承和后轴承，齿轮轴穿过前轴承基座和后轴承基座并分别与前轴承和后轴承相配合，从动齿轮位于前轴承座和后轴承座之间，步进电机的输出端连接主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述的挡板有两块，总体基座固定在两块挡板之间，齿轮轴上设置有外螺纹，质量块中部开有孔，孔壁上设置与齿轮轴外螺纹相配合的内螺纹，质量块通过内螺纹安装在齿轮轴的外螺纹上，质量块位于两块挡板之间。

2.根据权利要求1所述的一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器，其特征是：质量块与两块挡板相对的位置安装滚珠，步进电机带动齿轮轴旋转从而使质量块产生翻转的力时，质量块与两块挡板均不接触，滚珠与两块挡板相接触。

3.根据权利要求1或2所述的一种被动/半主动可选择的悬臂梁式动力吸振器，其特征是：所述的齿轮轴的外螺纹和质量块的内螺纹为梯形螺纹。

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