CN103644249A

CN103644249A - 可调式宽频吸振隔振箱体底座

Info

Publication number: CN103644249A
Application number: CN201310690163.2A
Authority: CN
Inventors: 史冬岩; 石先杰; 罗祥程; 王青山; 庄重
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明公开了一种可调式宽频吸振隔振箱体底座，包括圆柱形支撑柱，支撑柱上端安装有用于与箱体连接的连接螺母，支撑柱下端连接支撑台，支撑台的上部分为圆锥形、下部分为圆柱形，支撑台上对称连接有可调式吸振器，支撑台的底部镶嵌有橡胶垫片；可调式吸振器包括连接座、滑动杆、调频振子、两个插销和高分子阻尼层，连接座安装在支撑台上，滑动杆连接在连接座上，滑动杆两侧分别对称开有滑槽，并且滑动杆上敷设有高分子阻尼层，调频振子套于滑动杆的外部并且可以在滑动杆上滑动，调频振子左右两侧分别有一个开口，两个插销分别穿过调频振子的开口、并固定在滑动杆的滑槽上。本发明具有工作频带宽、吸振各镇效率高的特点。

Description

可调式宽频吸振隔振箱体底座

技术领域

本发明涉及一种箱体底座，特别是有吸振隔振功能的箱体底座。

背景技术

近年箱体结构吸振和隔振技术日益受到人们的重视，主要有两个方面：一方面，我们周围的振源强度在不断加大，例如，机械运转速度不断增加、切削刀头不断改进使得机床能进行更重型的切割等；另一方面，工程中对振级的限制越来越严格。这主要是由于工程中所要求的精度越来越高、测量仪器的灵敏度显著提高，一些更容易被激振的轻型结构被广泛应用，人们对固定结构、交通工具等的高舒适性要求给厂家带来越来越大的竞争压力等。为了解决这些相互矛盾的问题，人们需要不断改进振动防护方法。

文献《连续悬臂梁动力吸振器的模型研究》主要对连续悬臂梁动力吸振器的模型研究，探讨滑动质量块在连续悬臂梁的不同位置与结构共振频率的关系，只是进行理论性研究，未提出应用实现结构。文献《主动隔振与动力吸振器的联合减振研究》对主动隔振与动力吸振器的联合减振研究，探讨隔振系统和吸振系统的互补作用和联合使用的效果，使用的是典型的弹簧阻尼吸振隔振系统，不能进行可调式吸振隔振。

发明内容

本发明的目的是研制一种结构简单、适用于多类型箱体并且箱体工作频率可调的一种可调式宽频吸振隔振箱体底座。

可调式宽频吸振隔振箱体底座，包括圆柱形支撑柱，支撑柱上端安装有用于与箱体连接的连接螺母，支撑柱下端连接支撑台，支撑台的上部分为圆锥形、下部分为圆柱形，支撑台上对称连接有2n个可调式吸振器，其中n≥1，支撑台的底部镶嵌有橡胶垫片；可调式吸振器包括连接座、滑动杆、调频振子、两个插销和高分子阻尼层，连接座安装在支撑台上，滑动杆连接在连接座上，滑动杆两侧分别对称开有滑槽，并且滑动杆上敷设有高分子阻尼层，调频振子套于滑动杆的外部并且可以在滑动杆上滑动，调频振子左右两侧分别有一个开口，两个插销分别穿过调频振子的开口、并固定在滑动杆的滑槽上。

可调式宽频吸振隔振箱体底座还可以包括：

（1）可调式吸振器的滑动杆的材料为钢材，滑动杆的长度为0.09m、杨氏模量E＝2.1×10¹¹Pa、泊松比μ＝0.3、密度为ρ=7800Kg/m³，所述的调频振子的材料为铅材，调频振子的质量M₁=1kg、密度ρ=8800Kg/m³

（2）敷设在滑动杆上的高分子阻尼层的材料为聚氨酯，高分子阻尼层的厚度为0.003m。

（3）镶嵌在支撑架底部的橡胶垫片的材料为丁基橡胶，橡胶垫片的厚度为0.025m。

本发明的有益效果：

本发明通过改变调频振子的位置和高分子阻尼吸振，实现宽吸振频率和有效吸收箱体峰值频率的振动的能量；利用橡胶垫片高强高弹性和振动衰减大的性能，吸收和缓冲振动，实现高效吸振隔振的功能。本发明具有结构简单紧凑、工作频带宽、环境适应能力强(耐油污、耐潮湿等)和稳定性好等优点。

附图说明

图1可调式宽频吸振隔振箱体底座主视图；

图2可调式宽频吸振隔振箱体底座左视图；

图3可调式宽频吸振隔振箱体底座俯视图；

图4可调式吸振器主视图；

图5可调式吸振器局部剖视图；

图6可调式宽频吸振隔振箱体底座轴测图。

具体实施方式

结合附图1～6对本发明可调式宽频吸振隔振箱体底座进行详细说明。

本发明的可调式宽频吸振隔振箱体底座，包括支撑架3，可调式吸振器2、橡胶垫片4。支撑架3包括圆柱形支撑柱，支撑柱上端安装有用于与箱体连接的连接螺母1，支撑柱下端连接支撑台，支撑台的上部分为圆锥形、下部分为圆柱形，如图6所示。可调式吸振器焊接在支撑台上，由连接座9、滑动杆5、调频振子7、插销8和高分子阻尼材料6构成，详见图4和图5。连接座9与滑动杆5焊接为整体，在滑动杆5上敷设高分子阻尼材料6，调频振子通过插销8与滑动杆5构成可调试连接，即调频振子7在滑动杆5上可进行滑动，调频振子7与滑动杆5通过插销8进行连接和固定，如图5所示。

调频振子7固定在滑动杆5上，由机械振动的知识可知，在悬臂梁上加载一个集中质量块，那么此时的固有频率为f。当频率为f₁的振动波通过支撑架3传递时，若f＝f₁，由共振理论可知，此振动波将与滑动杆5与调频振子7构成的结构产生共振，振动过程中敷设的高分子阻尼材料6将振动能量转换为热能。因此吸振器将f附近频率的振动波的大部分能量吸收并消耗掉。

吸振器焊接在支撑架3的支撑台上，设调频振子7的质量为M₁kg，滑动杆5固定在底座上，并且是类悬臂形式，滑动杆5的密度为ρ，弹性模量为E，极惯性矩为I。调频振子7固定在滑动杆上，设此时调频振子离连接座9的距离为L。由机械振动的知识可知，在悬臂梁上加载一个集中质量块，那么此时的固有频率为

当频率为f₁的振动波通过支撑架传递时，若f＝f₁，由共振理论可知，此振动波将与滑动杆5与调频振子7构成的结构产生共振。故由滑动杆长度可算出吸振器的吸振频率范围。另外，在滑动滑槽的两侧敷设了高分子阻尼层，由于高分子材料可以吸收振动波能量，所以阻尼材料可以增加宽频吸振隔声器的低频吸振带宽。

滑动杆5的具体尺寸：总长L=0.09m，横截面尺寸为a×b＝0.01m×0.01m。滑动杆5材料选为钢材，具体属性：杨氏模量E＝2.1×10¹¹Pa，泊松比μ＝0.3，密度为ρ=7800Kg/m³。调频振子7材料选为铅块，具体的材料属性：质量M1=1kg，ρ=8800Kg/m³。敷设在滑动杆上的高分子阻尼材料为聚氨酯，厚度为0.003m。橡胶垫片4嵌镶嵌在支撑架3底部，厚度为0.025m，材料是丁基橡胶，如图1所示。

(1)吸振器吸收振动

由前述可知滑动杆5的具体尺寸，并且调频振子7的材料物理参数都已知。在通常情况下箱体结构的主要振动频率范围为20～100Hz。由低频吸振的原理可知，当振动峰值的频率为f时，调频振子7在滑动杆5上的具体尺寸可由

计算所得。本发明中滑动杆上的调动范围是0.02m～0.08m，代入具体的参数可得吸振器的调频范围是f=13～215Hz，需求频率范围为20～100Hz，所以调动频率范围满足工程设计需要。

(2)橡胶垫片吸振隔振

镶嵌在支撑架3底部的橡胶垫片4采用的是丁基橡胶，总厚度为0.025m，嵌入深度为0.015m，外露厚度为0.01m，如图1所示。丁基橡胶的损耗系数0.8～1.2，振动衰减大，能有效将振动能量转化为热能从而吸收振动。同时，丁基橡胶具有高弹性，隔振效果明显。因此，丁基橡胶垫片能够有效的吸收振动能量和缓冲振动，从而减小振动向地面的传递，实现吸振隔振的功能。

Claims

1.可调式宽频吸振隔振箱体底座，包括圆柱形支撑柱，其特征在于：支撑柱上端安装有用于与箱体连接的连接螺母，支撑柱下端连接支撑台，支撑台的上部分为圆锥形、下部分为圆柱形，支撑台上对称连接有2n个可调式吸振器，其中n≥1，支撑台的底部镶嵌有橡胶垫片；

可调式吸振器包括连接座、滑动杆、调频振子、两个插销和高分子阻尼层，连接座安装在支撑台上，滑动杆连接在连接座上，滑动杆两侧分别对称开有滑槽，并且滑动杆上敷设有高分子阻尼层，调频振子套于滑动杆的外部并且可以在滑动杆上滑动，调频振子左右两侧分别有一个开口，两个插销分别穿过调频振子的开口、并固定在滑动杆的滑槽上。

2.根据权利要求1所述的可调式宽频吸振隔振箱体底座，其特征在于：所述的可调式吸振器的滑动杆的材料为钢材，滑动杆的长度为0.09m、杨氏模量E＝2.1×10¹¹Pa、泊松比μ＝0.3、密度为ρ=7800Kg/m³，所述的调频振子的材料为铅材，调频振子的质量M₁=1kg、密度ρ=8800Kg/m³。

3.根据权利要求1或2所述的可调式宽频吸振隔振箱体底座，其特征在于：所述的敷设在滑动杆上的高分子阻尼层的材料为聚氨酯，高分子阻尼层的厚度为0.003m。

4.根据权利要求1或2所述的可调式宽频吸振隔振箱体底座，其特征在于：所述的镶嵌在支撑架底部的橡胶垫片的材料为丁基橡胶，橡胶垫片的厚度为0.025m。

5.根据权利要求3所述的可调式宽频吸振隔振箱体底座，其特征在于：所述的镶嵌在支撑架底部的橡胶垫片的材料为丁基橡胶，橡胶垫片的厚度为0.025m。