CN107345553B - 一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置 - Google Patents

一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置，属于振动噪声控制技术领域。该装置包括上下固定连接在一起的双向冲击机构和万向节机构，万向节机构由固定部分和转动部分组成；双向冲击机构的上方连接被隔振设备，双向冲击机构中与被隔振设备连接的部件在弹性元件的作用下保持在初始位置，利用弹性元件缓冲水平方向的冲击力；双向冲击机构的下方与万向节机构的转动部分固定连接，万向节机构的转动部分具有两个正交方向的转动自由度，万向节机构的固定部分与主动隔振器的动子固定连接。本发明能够保护在双向横向冲击和双向摇摆情况下的主动隔振器，防止主动隔振器受损失效。

Description

一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置
技术领域
本发明属于振动噪声控制技术领域，具体涉及一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置。
背景技术
主动隔振技术是解决机组设备低频振动隔离问题的有效技术手段。主动隔振器放置在被隔离的机组设备与基座之间，通过主动隔振器产生作用力，抵消机组激励力的影响，实现高效的振动隔离。主动隔振器由动子和定子组成，动子与被隔离的机组设备连接，定子与基座连接，当主动隔振器工作时，动子相对定子会沿隔振器轴向作往复运动。为保证动子的轴向运动，动子和定子之间通常布置有导轨机构。然而，对于船舶上的机组设备而言，受到海浪摇摆或冲击影响时，机组设备会出现大幅度摇摆或发生冲击位移，如果主动隔振器动子直接连接在设备上，则在摇摆冲击情况下，动子导轨会受到非常大的横向作用力，容易导致导轨损坏，使主动隔振器失效。为此，需要设计一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆机构，保护主动隔振器不受冲击和摇摆的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置，能够保护在双向横向冲击和双向摇摆情况下的主动隔振器，防止主动隔振器受损失效。
一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置，该装置包括上下固定连接在一起的双向冲击机构和万向节机构，万向节机构由固定部分和转动部分组成；所述双向冲击机构的上方连接被隔振设备，双向冲击机构中与被隔振设备连接的部件在弹性元件的作用下保持在初始位置，利用弹性元件缓冲水平方向的冲击力；双向冲击机构的下方与万向节机构的转动部分固定连接，所述万向节机构的转动部分具有两个正交方向的转动自由度，万向节机构的固定部分与主动隔振器的动子固定连接。
进一步地，所述双向冲击机构包括顶板A、底板A、侧板A、滑块和螺旋弹簧，所述滑块为与被隔振设备连接的部件，弹性元件为螺旋弹簧；所述顶板A、底板A和侧板A固定连接后组成容纳滑块的腔体，顶板A上加工有过孔，所述滑块的上表面设有与被隔振设备连接的螺纹套筒，所述滑块通过螺旋弹簧连接在腔体的中心，弹簧的两端分别与滑块的侧面和侧板A固定连接，滑块的上下表面与顶板A和底板A为滑动配合，所述滑块上的螺纹套筒穿过顶板A的过孔，两者之间的间隙为滑块在水平冲击力下的移动范围。
进一步地，所述滑块上、下两表面均有安装槽，用于嵌入滚珠，并在安装槽两侧设有螺纹孔，连接挡板，防止滚珠滑出安装槽。
进一步地，所述螺旋弹簧通过调整挂钩与侧板实现连接，调整挂钩上加工有螺纹，侧板上加工有与调整挂钩配合的螺纹孔，便于调整螺旋弹簧预紧力的大小。
进一步地，所述万向节机构的转动部分包括顶板B、长轴、短轴和轴承，固定部分包括底板B和侧板B；所述长轴和短轴交叉固定连接后形成十字轴，所述短轴通过轴承与固定部分的侧板B活动连接，所述长轴通过轴承与顶板B的侧板侧面活动连接。
有益效果：
1、本发明通过将双向冲击机构和万向节机构结合在一起实现了抗击水平两个方向的冲击和摇摆运动，能避免主动隔振器动子因被控设备的冲击和摇摆运动而与定子卡死，从而保证主动隔振器能够正常工作。
2、本发明的双向冲击机构中的弹簧预应力可调，因此可以调节其抗冲击性能。本发明无需外部电源，具有可靠性好的特点，可使本发明有效应用于主动隔振器的抗冲击摇摆工况。
3、本发明的双向冲击机构中滑块正反两面使用了滚珠与顶板和底板进行接触配合，减小了滑块在运动时的摩擦力，使得机构的运动更加顺畅。
4、本发明的结构设计合理，安装工艺简单，便于维修和保养。
附图说明
图1 为本发明整体结构示意图；
图2 为本发明双向防冲击机构和万向节机构的连接示意图；
图3为本发明双向防冲击机构的结构爆炸图；
图4为本发明万向节机构的结构爆炸图；
图5 为本发明工作过程侧视图；
图6 为本发明双向防冲击机构工作过程俯视图；
图中：1.双向防冲击机构、2.万向节机构、3.动子、4.定子、5.基座、1-1.顶板A、1-2.滑块、1-3.滑块弹簧挂钩、1-4.螺旋弹簧、1-5.调整挂钩、1-6.侧板A、1-7.底板A、2-1.顶板B、2-2.长轴、2-3 短轴、2-4.转动轴承、2-5.端盖、2-6.侧板B、2-7.底板B、1A.与万向节连接的螺纹孔、1B.连接被隔振设备的螺纹套筒、1C.安装调整挂钩的螺纹孔、1D.封住滚珠的挡板螺纹孔 1-2S 滚珠槽、2A.与双向防冲击机构连接的通孔、2B.与主动隔振器连接的螺纹孔、2C-G.长轴通孔、2C-M.短轴顶部通孔、2D.短轴侧面通孔、2E-M.长轴两侧端面的螺纹孔、2H-M.短轴两侧端面的螺纹孔、2E-G.端盖上的螺纹孔、2F.万向节顶板两侧的通孔、2G.万向节侧板的侧面通孔。
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。
如附图1所示，本发明提供了一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置，该装置包括双向防冲击机构1和万向节机构2。如附图2所示，双向防冲击机构1与万向节机构2通过4个螺钉连接。
如附图2所示，所述的双向冲击机构1是一个方形结构，由顶板A1-1、滑块1-2、滑块弹簧挂钩1-3、螺旋弹簧1-4、调整挂钩1-5、侧板A1-6和底板A1-7组成。其中，顶板A1-1是一个中间开孔的方形结构，四个侧面各有两个螺纹孔；该滑块1-2为一个中部有凸台的方形结构，凸台中部有螺纹孔1B，上下表面均有槽1-2S，在槽1-2S的两端各有4个连接挡板的螺纹孔1D，滑块四个侧面中部各有1个螺纹孔；该滑块弹簧挂钩1-3是一个一端有螺纹、一端有挂钩的圆柱形结构；该螺旋弹簧1-4是两端有挂钩的拉簧；该调整挂钩1-5为一端有螺纹、一端有挂钩的圆柱型结构；侧板A1-6是一个方形结构，中部有一个圆柱凸台，凸台中部有螺纹孔1C，凸台两边各有一个槽，侧板A1-6下边缘有3个通孔；双向防冲击机构底板A1-7是一个方形结构，四个角落各有一个螺纹孔1A，四个侧边各有3个螺纹孔。
底板A1-7有4个螺纹孔1A，通过4个螺钉与万向节机构2连接；滑块中心的螺纹孔1B与被隔离设备连接；四个侧板A1-6通过底板A1-7侧面的螺纹孔分别与底板A1-7连接；滑块1-2上、下两表面面均有槽1-2S，用于嵌入滚珠，并在槽两侧设有螺纹孔1D，连接挡板，防止滚珠滑出槽1-2S；滑块1-2四个侧面的中部有螺纹孔，与滑块弹簧挂钩1-3连接；滑块1-2下表面通过滚珠与底板A1-7接触；顶板A1-1与滑块1-2上表面滚珠接触，侧面有螺纹孔，螺纹孔与侧板A1-6的凹槽对应，调整顶板A1-1对滑块1-2的压紧程度，保证滑块1-2能无间隙自由地在顶板A1-1和底板A1-7之间滑动，完成调整后通过螺钉将顶板A1-1位置锁定；4个螺旋弹簧1-4一端分别钩在滑块弹簧挂钩1-3上，另一端钩在调整挂钩1-5上；调整挂钩1-5轴上有螺纹，与侧板A1-6中部的螺纹孔1C配合，通过改变调整挂钩1-5拧入螺纹孔1C的深度，调整螺旋弹簧1-4的预紧力，完成调整后用螺母锁紧调整挂钩1-5。
如附图4所示，万向节机构2是一个立方体结构，由顶板B2-1、长轴2-2、短轴2-3、转动轴承2-4、端盖2-5、侧板B2-6和底板B2-7组成。顶板B2-1是一个凹字形结构，顶部四角各有1个通孔2A，两个侧面各有一个凹槽，槽中心有1个通孔2F，槽四角各有1个螺纹孔；该长轴2-2是一个圆柱体结构，两端有阶梯，中部有螺纹孔2C-G，两端面各有1个螺纹孔2E-M；该短轴2-3是一个中间为立方体、两侧为圆柱体的结构，中间立方体顶部有个小通孔2C-M，侧面有个大通孔2D，圆柱体两端有阶梯，而且两侧端面中心各有1个螺纹孔2H-M；该转动轴承2-4是一个带方形座的轴承，为市购件，方形座四角有4个通孔；该端盖2-5是一个盖子形状的结构，其内径与长轴2-2和短轴2-3端部外径相同，中心有1个通孔2E-G；侧板B2-6为一个边缘倒圆角的矩形结构，侧面有凹槽，下边缘有三个通孔，凹槽中心有个通孔2G，凹槽四角有4个螺纹孔；底板B2-7为一个方形结构，两个侧边各有3个均布的螺纹孔，底面有两个通孔2B。
其中，底板B2-7有两个通孔2B与主动隔振器的动子连接；长轴2-2穿过顶板B2-1侧面的通孔2F，以及短轴2-3侧面通孔2D，通过长轴2-2顶部的螺纹孔2C-G和短轴2-3顶部通孔2C-M连接长轴2-2和短轴2-3；侧板B2-6下边缘的3个通孔与底板B2-7侧面的3个螺纹孔配合，连接侧板B2-6和底板B2-7，而短轴2-3两端分别穿过侧板B2-6的侧面通孔2G。4个转动轴承2-4中部分别穿过长轴2-2和短轴2-3，并通过四角附近的4个通孔与顶板B2-1、侧板B2-6侧面凹槽内的4个螺纹孔配合连接；4个端盖2-5分别套在长轴2-2、短轴2-3两端，端盖中心有通孔2E-G，与长轴2-2和短轴2-3两端面中心螺纹孔2E-M和2H-M配合连接。
其中，该装置通过万向节底板2-7的两个通孔2B与主动隔振器的动子连接，通过双向防冲击机构1的滑块1-2凸台的中部螺纹孔1B与被隔离设备连接；
本发明的工作过程为：首先将本发明的万向节的底板2-1与主动隔振器的动子3连接，主动隔振器的定子4与地基5固定连接，然后将滑块1-2凸台中部的螺纹孔1B与被隔离设备连接。本发明具有双向平动和两个正交方向转动自由度。如附图5所示，当被隔离设备受到摇摆影响发生转动时，本发明的万向节机构2会跟随被隔离设备转动，从而保证主动隔振器动子与定子的运动方向依然为图示的竖直方向，保护主动隔振器动子和定子间的导轨。图6为去除顶板1-1之后的本发明俯视图，滑块1-2可以沿X和Y两个正交方向平动，当被隔离设备受到来自X和Y方向冲击作用，连接被隔离设备的滑块1-2跟随被隔离设备滑动，而滑块四周的螺旋弹簧1-4则会起到缓冲冲击力的作用。其中，滑块1-2上的滚珠降低了滑块1-2滑动的摩擦力，而通过旋钮调整挂钩1-5，可以改变螺旋弹簧1-4的长度，从而改变滑块1-2受到的弹簧预紧力，从而调整其抗冲击性能。当冲击结束后，在螺旋弹簧1-4回复力的作用下，滑块1-2则会回到初始位置。
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 (3)

1.一种用于主动隔振器的抗冲击摇摆装置，该装置包括上下固定连接在一起的双向冲击机构和万向节机构，万向节机构由固定部分和转动部分组成；所述双向冲击机构的上方连接被隔振设备，双向冲击机构中与被隔振设备连接的部件在弹性元件的作用下保持在初始位置，利用弹性元件缓冲水平方向的冲击力；双向冲击机构的下方与万向节机构的转动部分固定连接，所述万向节机构的转动部分具有两个正交方向的转动自由度，万向节机构的固定部分与主动隔振器的动子固定连接；
所述双向冲击机构包括顶板A、底板A、侧板A、滑块和螺旋弹簧弹性元件，所述滑块为与被隔振设备连接的部件；所述顶板A、底板A和侧板A固定连接后组成容纳滑块的腔体，顶板A上加工有过孔，所述滑块的上表面设有与被隔振设备连接的螺纹套筒，所述滑块通过螺旋弹簧弹性元件连接在腔体的中心，弹簧弹性元件的两端分别与滑块的侧面和侧板A固定连接，滑块的上下表面与顶板A和底板A为滑动配合，所述滑块上的螺纹套筒穿过顶板A的过孔，两者之间的间隙为滑块在水平冲击力下的移动范围；所述双向冲击机构的上方连接被隔振设备，双向冲击机构中与被隔振设备连接的部件在弹性元件的作用下保持在初始位置，利用弹性元件缓冲水平方向的冲击力；
所述万向节机构的转动部分包括顶板B、长轴、短轴和轴承，固定部分包括底板B和侧板B；所述长轴和短轴交叉固定连接后形成十字轴，所述短轴通过轴承与固定部分的侧板B活动连接，所述长轴通过轴承与顶板B的侧面板活动连接。
2.如权利要求1所述的抗冲击摇摆装置，其特征在于，所述滑块上、下两表面均有安装槽，用于嵌入滚珠，并在安装槽两侧设有螺纹孔，连接挡板，防止滚珠滑出安装槽。
3.如权利要求2所述的抗冲击摇摆装置，其特征在于，所述螺旋弹簧通过调整挂钩与侧板A实现连接，调整挂钩上加工有螺纹，侧板A上加工有与调整挂钩配合的螺纹孔，便于调整螺旋弹簧预紧力的大小。
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