CN104989881A - 一种多层隔振抗冲的管路支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层隔振抗冲的管路支架，属于振动噪声控制技术领域；包括：上卡箍、减振环、下卡箍、上层隔振器、中间质量块及下层隔振器；两个以上下层隔振器分别固定在中间质量块两端非内凹部分的下表面；两个或两个以上上层隔振器的底座分别固定在中间质量块内凹空腔的上表面；下卡箍的条形板固定在上层隔振器的顶端，下卡箍的限位孔与固定在中间质量块连接板的另一个限位销的进行孔轴配合，并对下卡箍进行限位；上卡箍的两端固定在下卡箍的条形板上；减振环安装在上卡箍与下卡箍的凸台之间；该管路支架具有高效隔振、抗冲和可调的功能，可有效提高管路支架的隔振效果，同时在冲击工况下具有限位功能，结构紧凑、调整拆装方便。

Description

一种多层隔振抗冲的管路支架

技术领域

本发明属于振动噪声控制技术领域，具体涉及一种多层隔振抗冲的管路支架。

背景技术

随着浮筏等隔振装置的应用，第一通道(设备-基座-船体)传递的振动愈来愈小，第二通道(设备-管路-支架-船体)逐渐成为振动治理的短板。降低第二通道的振动，对于提高舰艇的隐身性能具有重要意义。

应用隔振支架是管路隔振的主要途径，而目前的隔振支架均为单层隔振；并且，隔振支架为了应对冲击、摇摆等工况，选用的隔振器刚度通常远高于隔振需求，导致隔振效果变差；另一方面，管路布置常存在误差，导致支架位置需要现场微调。因此，客观上需要一种同时具有高效隔振、抗冲、可调功能的支架。目前，国内外的管路支架无法兼具以上多项功能需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种多层隔振抗冲的管路支架，该管路支架具有高效隔振、抗冲和可调的功能，可有效提高管路支架的隔振效果，同时在冲击工况下具有限位功能，结构紧凑、调整拆装方便。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种多层隔振抗冲的管路支架，包括：上卡箍、减振环、下卡箍、上层隔振器、中间质量块、下层隔振器、限位块及限位销；

所述上卡箍为U型结构；

所述下卡箍由条形板和凸台组成，条形板中部开有限位孔；凸台的上表面为圆弧面，下表面开有凹槽；凸台固定在条形板上，且凸台下表面的凹槽与条形板的限位孔相对；

所述中间质量块为内凹的板状结构，内凹部分由连接两端非内凹部分的连接板分为对称的两个或两个以上内凹空腔；中间质量块的表面开有两个以上个安装孔；

所述限位块中部开有限位孔；

其连接关系如下：两个以上下层隔振器分别固定在中间质量块两端非内凹部分的下表面；每端的两个或两个以上下层隔振器之间通过限位块进行限位及固定；限位销穿过中间质量块后固定在限位块上；两个或两个以上上层隔振器的底座分别固定在中间质量块内凹空腔的上表面；下卡箍的条形板固定在上层隔振器的顶端，下卡箍的限位孔与固定在中间质量块连接板的另一个限位销的进行孔轴配合，并对下卡箍进行限位；上卡箍的两端固定在下卡箍的条形板上；减振环安装在上卡箍与下卡箍的凸台之间。

进一步的，所述上卡箍的横截面为方形或圆形，U型结构的两端设有外螺纹。

进一步的，所述减振环为分体结构；减振环为橡胶垫或隔振带。

进一步的，所述上层隔振器和下层隔振器为标准件；上层隔振器和下层隔振器的型号均由隔振效果需要确定。

进一步的，所述中间质量块的安装孔均为长孔；所述中间质量块的质量根据上层隔振器和下层隔振器的刚度和阻尼确定。

进一步的，所述限位销为螺栓，螺栓型号根据安装位置空间尺寸确定；在限位销表面硫化橡胶层。

工作原理：首先，根据需要的隔振效果，选取合适的上层隔振器与下层隔振器，并根据所选取隔振器的刚度及阻尼对中间质量块进行设计；

然后，根据抗冲击要求，校核限位销的强度；

最后，将管路支架与管路装配到一起，管路安装于橡胶垫中间；结合管路实际布置误差情况进行微调。

隔振原理为：

在振动传递过程中，中间质量块的惯性力平衡掉一部分由上层隔振器传来的力，从而减小管路与基座之间的力传递率；将上层隔振器、中间质量块和下层隔振器组成的双层隔振系统简化为无阻尼的自由度系统，可得到系统的力传递率为：

$T=1/(\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_1^2{\mathrm{\ω}}_2^2}{\mathrm{\ω}}^4-(\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_1^2}+\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_2^2}+\mathrm{\μ}\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_2^2}){\mathrm{\ω}}^2+1)$

其中，μ＝m₁/m₂。由此可以看出，当ω较大时，传递率T∝1/ω⁴，相比于单层隔振系统的传递率T∝1/ω²，其随频率的增加而增长的速度要快得多；尽管双层隔振系统具有两个共振峰，但在高于系统第二阶固有频率的区段，其传递率的下降速率比单层隔振系统显著，在高频区段双层隔振系统的隔振效果比单层隔振系统更加优越。

有益效果：(1)本发明具有高效隔振、抗冲、可调性好的特点，可有效提高管路支架的隔振效果，且具有限位功能、结构紧凑、调整拆装方便。

(2)本发明的上卡箍、橡胶垫及下卡箍组成的结构可在不拆卸管路的情况下安装支架。

(3)本发明采用上层隔振器、中间质量块和下层隔振器组成的双层隔振结构，通过合理选择隔振器，并对中间质量块的质量合理设计，隔振效果比传统隔振支架更加优越。

(4)本发明采用限位销和限位孔组合设计，管路支架在冲击、摇摆等工况下可以提供有效的冲击保护，增强了结构的抗冲击能力，选取上层隔振器和下层隔振器时仅满足隔振需求即可，可以避免所选上层隔振器和下层隔振器的刚度远高于隔振需要。

(5)本发明在中间质量块上的安装孔均设计为长孔，使其在横向平面内可调；采用螺杆连接设计，使其在垂向可调；可调性强，使本发明对管路布置的位置误差具有更强的适应能力。

(6)本发明结构紧凑，占用空间小，且拆装灵活，维护方便，特别适合舰艇上狭小的安装空间。

附图说明

附图1为管路支架的轴测视图；

附图2为上卡箍的零件图；

附图3～4为下卡箍的零件图；

附图5～6为中间质量块的零件图；

附图7为限位块的零件图。

其中：1-上卡箍，2-减振环，3-下卡箍，4-上层隔振器，5-中间质量块，6-下层隔振器，7-限位块，8-限位销。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：

本发明提供了一种多层隔振抗冲的管路支架，参见附图1，包括：上卡箍1、减振环2、下卡箍3、上层隔振器4、中间质量块5、下层隔振器6、限位块7及限位销8；

参见附图2，所述上卡箍1为横截面为方形的U型结构，U型结构的两端设有外螺纹；

所述减振环2为分体结构；

参见附图3、4，所述下卡箍3由条形板和凸台组成，所述条形板上开有多个通孔，其中位于条形板中部的通孔为限位孔，两端的通孔为安装孔；凸台的上表面为圆弧面，下表面开有凹槽；凸台固定在条形板上，且凸台下表面的凹槽与条形板的限位孔相对；

所述上层隔振器4和下层隔振器6为标准件；上层隔振器4和下层隔振器6的型号均由隔振效果需要确定；

参见附图5、6，所述中间质量块5为内凹的板状结构，内凹部分由连接两端非内凹部分的连接板分为对称的两个内凹空腔；中间质量块5的表面开有多个安装孔，所述安装孔均为长孔；所述中间质量块5的质量根据上层隔振器4和下层隔振器6的刚度和阻尼确定；

参见附图7，所述限位块7上开有三个并列的圆形通孔；其中两端为安装孔，中间为限位孔，用于安装和限位；

所述限位销8为螺栓，螺栓型号根据安装位置空间尺寸确定；

其连接关系如下：四个下层隔振器6分别通过螺栓固定在中间质量块5两端非内凹部分的下表面；每端的两个下层隔振器6通过限位块7进行限位及固定；限位销8穿过中间质量块5后固定在限位块7上；两个上层隔振器4的底座分别通过螺栓固定在中间质量块5两个内凹空腔的上表面；下卡箍3的条形板固定在上层隔振器4的顶端，下卡箍3的限位孔与固定在中间质量块5连接板的另一个限位销8的进行孔轴配合，并对下卡箍3进行限位；上卡箍1的两端通过螺纹连接固定在下卡箍3的条形板上；减振环2安装在上卡箍1与下卡箍3凸台之间，通过调节上卡箍1和下卡箍3的连接螺纹，可以对减振环2进行锁紧。

工作原理：首先，根据需要的隔振效果，选取合适的上层隔振器4与下层隔振器6，并根据所选取隔振器的刚度及阻尼对中间质量块5进行设计；

然后，根据抗冲击要求，校核限位销8的强度；

最后，将管路支架与管路装配到一起，管路安装于橡胶垫中间；结合管路实际布置误差情况进行微调。

隔振原理为：

在振动传递过程中，中间质量块5的惯性力平衡掉一部分由上层隔振器4传来的力，从而减小管路与基座之间的力传递率；将上层隔振器4、中间质量块5和下层隔振器6组成的双层隔振系统简化为无阻尼的自由度系统，可得到系统的力传递率为：

$T=1/(\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_1^2{\mathrm{\ω}}_2^2}{\mathrm{\ω}}^4-(\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_1^2}+\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_2^2}+\mathrm{\μ}\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_2^2}){\mathrm{\ω}}^2+1)$

其中，μ＝m₁/m₂。由此可以看出，当ω较大时，传递率T∝1/ω⁴，相比于单层隔振系统的传递率T∝1/ω²，其随频率的增加而增长的速度要快得多；尽管双层隔振系统具有两个共振峰，但在高于系统第二阶固有频率的区段，其传递率的下降速率比单层隔振系统显著，在高频区段双层隔振系统的隔振效果比单层隔振系统更加优越。

实施例2：

在实施例1的基础上，将减振环2为橡胶垫或隔振带，隔振带的隔振性能优良且提高了环境适应性。

实施例3：

在实施例1或2的基础上可将方形截面上卡箍改为圆柱截面上卡箍，对于U形结构而言更易加工。

实施例4：

在实施例1或2或3的基础上可将限位销表面硫化橡胶层，减小冲击限位时的瞬态力。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多层隔振抗冲的管路支架，其特征在于，包括：上卡箍(1)、减振环(2)、下卡箍(3)、上层隔振器(4)、中间质量块(5)、下层隔振器(6)、限位块(7)及限位销(8)；

所述上卡箍(1)为U型结构；

所述下卡箍(3)由条形板和凸台组成，条形板中部开有限位孔；凸台的上表面为圆弧面，下表面开有凹槽；凸台固定在条形板上，且凸台下表面的凹槽与条形板的限位孔相对；

所述中间质量块(5)为内凹的板状结构，内凹部分由连接两端非内凹部分的连接板分为对称的两个或两个以上内凹空腔；中间质量块(5)的表面开有两个以上个安装孔；

所述限位块(7)中部开有限位孔；

其连接关系如下：两个以上下层隔振器(6)分别固定在中间质量块(5)两端非内凹部分的下表面；每端的两个或两个以上下层隔振器(6)之间通过限位块(7)进行限位及固定；限位销(8)穿过中间质量块(5)后固定在限位块(7)上；两个或两个以上上层隔振器(4)的底座分别固定在中间质量块(5)内凹空腔的上表面；下卡箍(3)的条形板固定在上层隔振器(4)的顶端，下卡箍(3)的限位孔与固定在中间质量块(5)连接板的另一个限位销(8)的进行孔轴配合，并对下卡箍(3)进行限位；上卡箍(1)的两端固定在下卡箍(3)的条形板上；减振环(2)安装在上卡箍(1)与下卡箍(3)的凸台之间。

2.如权利要求1所述的一种多层隔振抗冲的管路支架，其特征在于，所述上卡箍(1)的横截面为方形或圆形，U型结构的两端设有外螺纹。

3.如权利要求1所述的一种多层隔振抗冲的管路支架，其特征在于，所述减振环(2)为分体结构；减振环(2)为橡胶垫或隔振带。

4.如权利要求1所述的一种多层隔振抗冲的管路支架，其特征在于，所述上层隔振器(4)和下层隔振器(6)为标准件；上层隔振器(4)和下层隔振器(6)的型号均由隔振效果需要确定。

5.如权利要求1所述的一种多层隔振抗冲的管路支架，其特征在于，所述中间质量块(5)的安装孔均为长孔；所述中间质量块(5)的质量根据上层隔振器(4)和下层隔振器(6)的刚度和阻尼确定。

6.如权利要求1所述的一种多层隔振抗冲的管路支架，其特征在于，所述限位销(8)为螺栓，螺栓型号根据安装位置空间尺寸确定；在限位销(8)表面硫化橡胶层。