CN104044724B - 船舶复合减振基座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶复合减振基座，包括由基座面板、基座肘板、基座腹板构成的基座主体，基座主体下端连接有空心阻振体，空心阻振体的空腔内放置填充物，基座主体表面设有阻尼层。本发明在支撑动力装置的同时消耗传递路径上的振动能量，综合利用阻抗失配阻振、颗粒减振和阻尼减振设计技术，加剧振动波在基座结构中的波形转换和反射以阻抑振动能量传递，实现多重复合减振并显著提高减振效果，具有良好的经济性及广阔的应用前景，适用于船舶各种动力设备的基座结构。

Description

船舶复合减振基座

技术领域

本发明涉及的是一种设备安装基座，特别是一种能够减小动力机械振动传递到基础的船舶复合减振基座。

背景技术

船舶工业中，机舱内主机及其它辅机、齿轮箱等机器设备在工作时不可避免的会产生振动和噪声。常用减振降噪措施是增加基座的尺寸和刚性，这样不仅增加了基座的重量和建造费用，也不利于基座的布置和经济性要求。船舶结构声学设计研究表明，增加基座面板的厚度，可以减少动力设备自身的振动，但是会增加传递到船体结构的振动；而减少基座面板的厚度，可以减少传递到船体结构的振动，但是会增加动力设备自身的振动。这对船舶基座结构的声学设计带来了困难。

专利号为CN200910073174.X，名称为舰船高传递损失基座结构，包括由基座面板、基座腹板、基座肘板组成的基座结构主体，由横向安装板架、垂向安装板架和支撑肘板组成的连接机构，通过腹板上设置实心阻振质量及在基座面板上设置有吸振覆盖层来达到减振降噪的效果。该专利中在基座上增加的实心阻振质量快虽然有一定的减振作用，可是附加质量较大，且只在基座腹板上设置阻振质量块，则通过基座肘板上的振动能量不能得到消耗，使整体减振效果不佳。

对于船舶主推进动力装置，由于轴系传动对动力装置的对中要求很高，安装弹性支撑减振系统会导致动力装置的稳定性、安全性下降。对于橡胶减振器等减振产品，由于老化、蠕变等现象的产生，弹性支撑减振系统的使用寿命短，稳定性差。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种在宽频范围内有效隔离和衰减船舶机械设备结构噪声的船舶复合减振基座结构。

技术方案：一种船舶复合减振基座，包括由基座面板、基座肘板、基座腹板构成的基座主体，基座主体下端连接有空心阻振体，空心阻振体的空腔内放置填充物，基座主体表面设有阻尼层。

优选的，所述基座肘板的下端和基座腹板的下端分别连接在空心阻振体上表面的中部。

优选的，所述空心阻振体的壁厚是所述基座肘板或基座腹板的1～3倍。

优选的，所述空心阻振体的横截面为方形、矩形或者圆形。

优选的，所述空心阻振体的横截面的宽度或直径为所述基座肘板或基座腹板厚度的5～10倍。

优选的，所述填充物的填充率为30％～100％。

优选的，所述填充物为填充颗粒。

进一步的，还包括设在空心阻振体开口处的空心阻振盖板，将填充物封闭在空心阻振体内部，防止填充物漏出。

优选的，为提高阻尼减振效果并节省阻尼材料，所述阻尼层是所述基座面板、基座肘板或基座腹板厚度的1～2倍。

优选的，所述阻尼层为粘弹性阻尼材料。

工作原理：本发明通过增大空心阻振体的横截面的宽度或直径构造与基座肘板、基座腹板之间阻抗失配，以减少船舶振动噪声，加剧了振动波在船体板架中的波形转换、散射和反射，来阻抑振动能量的传递。由于普通的基座肘板、基座腹板自身的弯曲刚度比较小，增加了空心阻振体后，增大了基座肘板和基座腹板的弯曲刚度，减小了基座肘板和基座腹板的弯曲振动。从波动法角度，基座肘板、基座腹板上设置的空心阻振体会导致结构的阻抗失配，增加振动波的反射，抑制一部分弹性波的传播，减少振动波向下传递到船体结构。

动力机械产生的振动传递到基座面板，通过基座肘板或基座腹板向下传播，当传递到空心阻振体上时，振动波分解为2个不同路径分别沿着空心阻振体的两侧传播，在传递到与基座焊接位置的船体结构上时，沿着空心阻振体两侧传播的振动波相位相同，传播方向相反，振动叠加产生的合成振动相互抵消部分振动能量，从而减少向下传递到船体结构的振动能量。基座肘板和基座腹板传播的振动被空心阻振体反射后，在基座面板、基座肘板、基座腹板所形成的反射区域的结构振动增强。阻尼层利用剪切变形将振动能转化为热能，产生阻尼减振效果，消耗振动能量，抑制高频吻合效应与低频共振。空心阻振体的壁厚大于基座肘板或基座腹板的壁厚，从而增大基座的刚度和承载能力。

填充物填充在空心阻振体中，随着空心阻振体的振动，填充物不断撞击和摩擦，不但有动量交换，而且能够消耗系统的振动能量，达到复合减振的目的，实现宽频范围内有效隔离和衰减船舶机械设备结构噪声。颗粒的填充率会影响减振效果，填充率越大，减振效果越明显。

有益效果：本发明在支撑动力装置的同时消耗传递路径上的振动能量，综合利用阻抗失配阻振、颗粒减振和阻尼减振设计技术，加剧振动波在基座结构中的波形转换和反射以阻抑振动能量传递，实现多重复合减振并显著提高减振效果，具有良好的经济性及广阔的应用前景，适用于船舶各种动力设备的基座结构。本发明与单一的结构质量阻振设计、颗粒阻尼减振和结构粘弹性阻尼设计相比，由于多种减振机理的相互作用，基座结构的减振效果明显提高。与传统基座结构型式相比，在5kHz频率范围的平均减振效果可提高5dB以上，且对中高频的减振效果更加明显，对船舶舱室减振降噪具有重要的工程应用价值。而且，本发明对于一般振动源动力机械设备，可以不安装减振器直接对动力机械设备进行减振，避免弹性支撑减振系统使用寿命短、稳定性差的缺陷。对于振动源较大的动力机械设备，也可以安装弹性支撑减振系统后对机械设备进行减振，进一步提高机械设备减振系统的减振效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的左视图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种船舶复合减振基座，用于船舶动力装置的支撑件，在支撑动力装置的同时消耗传递路径上的振动能量。包括基座面板1、基座肘板2、基座腹板3、空心阻振体4、填充物5、空心阻振盖板6和阻尼层7。

设备重量由基座面板1、基座肘板2和基座腹板3支撑。基座面板1和基座腹板3材料为钢材，形状为矩形。在基座面板1下表面与基座肘板2、基座腹板3的上端面通过焊接相连。在基座面板1下表面及基座腹板3侧面粘贴阻尼层7。

基座肘板2材料为钢材，形状为直角梯形，其上端面与基座面板1焊接相连，一侧端面与基座腹板3焊接相连，基座肘板2未焊接的其他侧面至少有一面粘贴阻尼层7。

阻尼层7为粘弹性阻尼材料，可由沥青、水溶物、乳胶或环氧树脂适当的添加填料和溶剂制成，并通过高强度胶水依次粘合后使钢板和阻尼层7形成整体结构。

空心阻振体4内部为空心结构，材质为高剪切模量、高密度金属材料；空心阻振体4的壁厚为基座肘板2或基座腹板3的1～3倍。空心阻振体4可以内部为空心结构的一整块板材，整块板材上开设有凹槽，基座肘板2、基座腹板3固定在凹槽内。为了更好的降低成本，优选的方式为空心阻振体4由横截面外形为方形、矩形或圆形的管体构成，横截面的宽度或者直径尺寸为基座腹板3或基座肘板2厚度的5～10倍，内部为空心结构。管体与基座肘板2、基座腹板3相对应设置，基座肘板2、基座腹板3固定在与其一一对应的管体的长度方向上。空心阻振体4可以随着基座肘板2、基座腹板3安装方式变化而调整，灵活性强。

空心阻振体4可设置在所述基座肘板2和所述基座腹板3的任一高度，较佳方案是空心阻振体4设置在基座肘板2与基座腹板3下端处，基座肘板2与基座腹板3的下端面分别焊接在所述空心阻振体4的上表面中部位置。

填充物5为填充颗粒，填充颗粒为密度较大的颗粒材料，如铅粉、铁粉、橡胶等；从经济性的角度考虑，选用砂粒作为填充颗粒。将填充物5填充在空心阻振体4中，填充率为50％。

空心阻振盖板6材料、外形和所述空心阻振体4一样，将空心阻振盖板6焊在空心阻振体4开口处，使所述填充物5在空心阻振体4内部。

施工时，先将空心阻振体4焊接成型，将填充物5填充在空心阻振体4中，然后空心阻振盖板6焊在空心阻振体4开口处，再把基座肘板2、基座腹板3分别焊接在空心阻振体4上。

Claims (6)

1.一种船舶复合减振基座，包括由基座面板(1)、基座肘板(2)、基座腹板(3)构成的基座主体，其特征在于，基座主体下端连接有空心阻振体(4)，空心阻振体的空腔内放置填充物(5)，基座主体表面设有阻尼层(7)；所述基座肘板(2)的下端和基座腹板(3)的下端分别连接在空心阻振体(4)上表面的中部；所述空心阻振体(4)的壁厚是所述基座肘板(2)或基座腹板(3)的1～3倍；所述空心阻振体(4)的横截面为方形或者圆形，所述空心阻振体(4)的横截面的宽度或直径为所述基座肘板(2)或基座腹板(3)厚度的5～10倍。

2.根据权利要求1所述的船舶复合减振基座，其特征在于，所述填充物(5)的填充率为30％～100％。

3.根据权利要求1所述的船舶复合减振基座，其特征在于，所述填充物(5)为填充颗粒。

4.根据权利要求1所述的船舶复合减振基座，其特征在于，还包括设在空心阻振体(4)开口处的空心阻振盖板(6)。

5.根据权利要求1所述的船舶复合减振基座，其特征在于，所述阻尼层(7)是所述基座面板(1)、基座肘板(2)或基座腹板(3)厚度的1～2倍。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的船舶复合减振基座，其特征在于，所述阻尼层(7)为粘弹性阻尼材料。