CN104989882A - 一种方向可调的管路吸振卡箍 - Google Patents

一种方向可调的管路吸振卡箍 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种方向可调的管路吸振卡箍，属于振动噪声控制技术领域；包括：卡箍组件和吸振组件；所述卡箍组件包括：上夹环、橡胶垫、下夹环及转接块；上夹环和下夹环对接后套装在橡胶垫的外圆周面；两个转接块分别位于上夹环和下夹环中间；每个转接块的两端分别与上夹环、下夹环连接；所述吸振组件包括：悬臂杆、质量元件端块及质量元件中间块；质量元件中间块与悬臂杆通过螺纹连接；两个质量元件端块分别穿过悬臂杆后固定在质量元件中间块的两个端面；吸振组件分别通过悬臂杆固定在卡箍组件的转接块的螺纹孔中；该管路吸振卡箍结构紧凑、吸振方向可调，可有效抑制舰船管路线谱振动，安装空间需求小，拆装维护方便。

Description

一种方向可调的管路吸振卡箍
技术领域
本发明属于振动噪声控制技术领域，具体涉及一种方向可调的管路吸振卡箍。
背景技术
舰船上设备-管路是振动传递的重要通道之一。管路传递的振动中既包含由设备运转引起的突出特征线谱，又存在流激等因素引起的振动。降低这些管路传递的振动，对于提高舰船的隐身性能具有重要意义。
对于管路的宽频振动，通过安装隔振支架可以得到有效治理；对于管路的低频线谱振动，目前还没有简单有效的手段可以明显降低。因此，客观上需要一种同时具有吸振功能的管路卡箍。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种方向可调的管路吸振卡箍，该管路吸振卡箍结构紧凑、吸振方向可调，可有效抑制舰船管路线谱振动，安装空间需求小，拆装维护方便。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种方向可调的管路吸振卡箍，包括：卡箍组件和吸振组件；
所述卡箍组件包括：上夹环、橡胶垫、下夹环、调整垫块及转接块；
所述上夹环和下夹环的两端均设有连接板；
所述转接块上设有中心通孔及与中心通孔垂直贯通的螺纹孔，所述螺纹孔的个数为两个或两个以上；
上夹环和下夹环对接后套装在橡胶垫的外圆周面；两个转接块分别位于上夹环和下夹环的连接板中间；每个转接块的两端分别与上夹环的连接板、下夹环的连接板连接；
所述吸振组件包括：悬臂杆、质量元件端块及质量元件中间块；
所述悬臂杆设有外螺纹；
所述质量元件端块为带有阶梯型轴向通孔的圆柱；
所述质量元件中间块为带有轴向螺纹孔的圆柱；
质量元件中间块与悬臂杆通过螺纹连接，质量元件中间块的两端通过螺母进行轴向限位；两个质量元件端块分别穿过悬臂杆后通过螺钉固定在质量元件中间块的两个端面；
其连接关系如下：一个以上吸振组件分别通过悬臂杆固定在卡箍组件的每个转接块的螺纹孔中，并通过螺母对悬臂杆进行固定。
进一步的，所述上夹环和下夹环均为半圆环，对接后形成弧面结构；所述橡胶垫为圆环。
进一步的，上夹环的连接板、转接块和下夹环的连接板通过螺栓螺母连接；其中，螺栓穿过转接块的中心通孔。
进一步的，转接块分别与上夹环和下夹环的连接处固定有调整垫块。
进一步的，所述质量元件中间块在悬臂杆上的具体位置根据吸振频率和质量元件的重量确定。
进一步的，每个转接块上设有相同个数的吸振组件。
工作原理：首先，根据管路外径，来设计上夹环、橡胶垫、下夹环；根据管路需要吸振的频率、调频范围及吸振效果，计算吸振元件的刚度和质量，依此来设计质量元件两端块、质量元件中间块、悬臂杆；
其次，根据管路需要吸振的位置，将管路吸振卡箍连接在管路上；
再次，根据管路需要吸振方向，调整转接块方向，从而调整吸振组件的方向；
然后，微调调整安装在管路中吸振卡箍频率，使其和管路需要吸振的频率一致；
最后，固定相应位置螺栓、螺母，将管路吸振卡箍固定在管路上。
本发明的吸振原理如下：本发明利用动力吸振原理，调整动力吸振器的固有频率和主振动系统激励频率一致时，会显著抑制主振动系统激励频率的振动。依据主振动系统上加入一个无阻尼动力吸振器的力学模型，主振动系统位移如下式：(其中，M、K为主振动系统的质量和弹簧刚度，m、k为动力吸振器的质量和弹簧刚度，X1为主振动系统的位移，F1sinωt为主振动系统上的激励力)，当动力吸振器的频率等于主振动系统激励频率ω时，分子为，即主振动系统位移为。显然，对于特定的激励力频率，动力吸振器具有很好的抑制效果。
调频原理如下：依据摆杆式动力吸振器径向简化频率方程(E为材料弹性模量，I为导杆截面惯性矩，m为质量块质量，L为质量块质心距离导杆固定端的距离)，材料已选定时，参数E不变；导杆不变时，参数I不变；通过改变调频质量块个数改变质量m，调节质量块与导杆固定端的距离L，从而改变频率，由于导杆螺纹的螺距很小，参数L可以很小的步长调节，进而实现径向精确调频。
有益效果：(1)本发明的上夹环和下夹环均为半圆环，该结构可以在不拆卸管路的情况下安装卡箍，根据吸振需要可以安装在管路的任何位置；上夹环和下夹环对接后形成弧面结构，该结构可以最大限度地固定在管路上。
(2)本发明的转接块侧面均开有螺纹孔，可以根据管路振动方向调整转接块方向；所述调整垫块可以防止转接块的相对滑动，还可以调整上夹环和下夹环的相对距离。
(3)本发明通过改变质量元件端块和质量元件中间块在悬臂梁中的位置，可以调整吸振组件的吸振频率。
(4)本发明能够降低管路的1到2根低频线谱振动，吸振位置和方向可根据需要任意调整，拆装方便、不需要拆卸管路，结构紧凑、可靠性高、环境适应性强，可有效抑制舰船管路的线谱振动。
(5)本发明的吸振组件在悬臂杆中的位置可以无级调整，可以使吸振元件频率和线谱频率精确匹配，具有吸隔振性能，吸振频率精确可调。
(6)本发明的吸振方向根据需要可精确调整；根据吸振理论可知，吸振方向和振动方向一致时，吸振效果最好；本发明吸振元件方向即转接块的方向可根据管路振动最大的方向任意调整。
(7)本发明在管路中安装位置可任意调整；根据管路振动大小和安装空间，本发明在管路中的安装位置没有特殊要求，可以布置在管路中间，也可以布置在管路支撑部位。
(8)本发明结构非常紧凑，特别适合舰船上狭小的安装空间；管路不需要拆卸即可安装，维护方便，耐高低温、油污、腐蚀，环境适应性强。
附图说明
附图1为管路吸振卡箍的轴测视图；
附图2为管路吸振卡箍的卡箍组件的轴测视图；
附图3为管路吸振卡箍的吸振组件的正视图；
附图4～5为管路吸振卡箍的转接块的正视图；
附图6为管路吸振卡箍安装在减振器上的侧视图；
其中：1-上夹环，2-橡胶垫，3-下夹环，4-安装螺栓，5-垫圈，6-调整垫块，7-转接块，8-螺母，9-悬臂杆，10-双面齿放松垫圈，11-圆螺母，12-内六角沉头螺钉，13-质量元件端块，14-质量元件中间块。
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：
本发明提供了一种方向可调的管路吸振卡箍，参见附图1，包括：卡箍组件和吸振组件；
参见附图2，所述卡箍组件包括：上夹环1、橡胶垫2、下夹环3、安装螺栓4、垫圈5、调整垫块6、转接块7及螺母8；
所述上夹环1和下夹环3均为半圆环，半圆环的两端均设有连接板；
所述橡胶垫2为圆环；
参见附图4、5，所述转接块7上设有中心通孔及与中心通孔垂直贯通的螺纹孔，所述螺纹孔的个数为两个或两个以上；
上夹环1和下夹环3对接后形成弧面结构并套装在橡胶垫2的外圆周面；两个转接块7分别位于上夹环1和下夹环3的连接板中间；安装螺栓4、垫圈5及螺母8依次将每端的上夹环1的连接板、转接块7和下夹环3的连接板固定连接，其中，安装螺栓4穿过转接块7的中心通孔，转接块7分别与上夹环1和下夹环3的连接处固定有调整垫块6；
参见附图3，所述吸振组件包括：悬臂杆9、双面齿放松垫圈10、圆螺母11、内六角沉头螺钉12、质量元件端块13及质量元件中间块14；
所述悬臂杆9设有外螺纹；
所述质量元件端块13为带有阶梯型轴向通孔的圆柱；
所述质量元件中间块14为带有轴向螺纹孔的圆柱；
质量元件中间块14与悬臂杆9通过螺纹连接，质量元件中间块14在悬臂杆9上的具体位置根据吸振频率和质量元件的重量确定；质量元件中间块14的两端通过双面齿放松垫圈10和圆螺母11对质量元件中间块14进行轴向限位；两个质量元件端块13分别穿过悬臂杆9后通过内六角沉头螺钉12固定在质量元件中间块14的两个端面；
其连接关系如下：四个吸振组件分别通过悬臂杆9固定在卡箍组件的转接块7的螺纹孔中，并通过螺母对悬臂杆9进行固定；其中，每个转接块7上设有两个吸振组件。
工作原理：首先，根据管路外径，来设计上夹环1、橡胶垫2、下夹环3；根据管路需要吸振的频率、调频范围及吸振效果，计算吸振元件的刚度和质量，依此来设计质量元件两端块13、质量元件中间块14、悬臂杆9；
其次，根据管路需要吸振的位置，将管路吸振卡箍连接在管路上；
再次，根据管路需要吸振方向，调整转接块方向，从而调整吸振组件的方向；
然后，微调调整安装在管路中吸振卡箍频率，使其和管路需要吸振的频率一致；
最后，固定相应位置螺栓、螺母，将管路吸振卡箍固定在管路上。
本发明的吸振原理如下：本发明利用动力吸振原理，调整动力吸振器的固有频率和主振动系统激励频率一致时，会显著抑制主振动系统激励频率的振动。依据主振动系统上加入一个无阻尼动力吸振器的力学模型，主振动系统位移如下式：(其中，M、K为主振动系统的质量和弹簧刚度，m、k为动力吸振器的质量和弹簧刚度，X1为主振动系统的位移，F1sinωt为主振动系统上的激励力)，当动力吸振器的频率等于主振动系统激励频率ω时，分子为0，即主振动系统位移为0。显然，对于特定的激励力频率，动力吸振器具有很好的抑制效果。
调频原理如下：依据摆杆式动力吸振器径向简化频率方程(E为材料弹性模量，I为导杆截面惯性矩，m为质量块质量，L为质量块质心距离导杆固定端的距离)，材料已选定时，参数E不变；导杆不变时，参数I不变；通过改变调频质量块个数改变质量m，调节质量块与导杆固定端的距离L，从而改变频率，由于导杆螺纹的螺距很小，参数L可以很小的步长调节，进而实现径向精确调频。
实施例2：
参见附图6，在实施例1的基础上，将卡箍组件的上夹环1和下夹环3两端的连接板固定在安装在支架上。
实施例3：
在实施例1或2的基础上，可将吸振组件设计成两种频率，从而可以使管路吸振卡箍具有同时消减两根线谱的功能。
实施例4：
在实施例1或2的基础上，在转接块上安装更多的吸振块，提高吸振效果。
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)

1.一种方向可调的管路吸振卡箍，其特征在于，包括：卡箍组件和吸振组件；
所述卡箍组件包括：上夹环(1)、橡胶垫(2)、下夹环(3)、调整垫块(6)及转接块(7)；
所述上夹环(1)和下夹环(3)的两端均设有连接板；
所述转接块(7)上设有中心通孔及与中心通孔垂直贯通的螺纹孔，所述螺纹孔的个数为两个或两个以上；
上夹环(1)和下夹环(3)对接后套装在橡胶垫(2)的外圆周面；两个转接块(7)分别位于上夹环(1)和下夹环(3)的连接板中间；每个转接块(7)的两端分别与上夹环(1)的连接板、下夹环(3)的连接板连接；
所述吸振组件包括：悬臂杆(9)、质量元件端块(13)及质量元件中间块(14)；
所述悬臂杆(9)设有外螺纹；
所述质量元件端块(13)为带有阶梯型轴向通孔的圆柱；
所述质量元件中间块(14)为带有轴向螺纹孔的圆柱；
质量元件中间块(14)与悬臂杆(9)通过螺纹连接，质量元件中间块(14)的两端通过螺母进行轴向限位；两个质量元件端块(13)分别穿过悬臂杆(9)后通过螺钉固定在质量元件中间块(14)的两个端面；
其连接关系如下：一个以上吸振组件分别通过悬臂杆(9)固定在卡箍组件的每个转接块(7)的螺纹孔中，并通过螺母对悬臂杆(9)进行固定。
2.如权利要求1所述的一种方向可调的管路吸振卡箍，其特征在于，所述上夹环(1)和下夹环(3)均为半圆环，对接后形成弧面结构；所述橡胶垫(2)为圆环。
3.如权利要求1所述的一种方向可调的管路吸振卡箍，其特征在于，上夹环(1)的连接板、转接块(7)和下夹环(3)的连接板通过螺栓螺母连接；其中，螺栓穿过转接块(7)的中心通孔。
4.如权利要求1所述的一种方向可调的管路吸振卡箍，其特征在于，转接块(7)分别与上夹环(1)和下夹环(3)的连接处固定有调整垫块(6)。
5.如权利要求1所述的一种方向可调的管路吸振卡箍，其特征在于，所述质量元件中间块(14)在悬臂杆(9)上的具体位置根据吸振频率和质量元件的重量确定。
6.如权利要求1所述的一种方向可调的管路吸振卡箍，其特征在于，每个转接块(7)上设有相同个数的吸振组件。
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