CN108612801B - 一种仿植物叶脉结构的隔振基座 - Google Patents

一种仿植物叶脉结构的隔振基座 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种仿植物叶脉结构的隔振基座，涉及减振结构设计领域，该隔振基座包括：基座面板和至少两个叶脉结构支撑板，每个叶脉结构支撑板从叶脉根部开始逐级分叉形成N级叶脉分叉结构至叶脉端部，叶脉结构支撑板总截面积从叶脉根部至叶脉端部随着分叉增加，至少两个叶脉结构支撑板的叶脉根部分别固定在基座面板的底部、叶脉端部分别用于连接基座安装面上的加强筋，每个叶脉结构支撑板相对于基座面板倾斜设置，至少两个叶脉结构支撑板形成锥形支撑结构支撑基座面板，该隔振基座利用了双子叶植物的叶脉交错、分叉的特点，提高了隔振基座的输入阻抗，并可以抑制弯曲波的传递，从而实现良好的隔振效果。

Description

一种仿植物叶脉结构的隔振基座
技术领域
本发明涉及减振结构设计领域，尤其是一种仿植物叶脉结构的隔振基座。
背景技术
在船体结构或其他的主体结构上安装机械设备时一般借助于中间的安装构件——基座，机械设备在运行时会产生振动，其中大部分会由基座直接传递到主体结构成为结构噪声，因此要求基座有较好的隔振性能。
基座的隔振性能与基座的阻抗特性以及与隔振系统的匹配关系有关，对于刚性基座，提高基座的输入阻抗和传递阻抗可以带来良好的隔振效果，目前对于刚性基座一般采用阻振质量、异性接头等技术来提高减振效果，但这会导致基座的重量大、结构复杂、空间利用率低。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种仿植物叶脉结构的隔振基座，该隔振基座采用的叶脉结构支撑板形成为叶脉层级分叉结构，可以提高隔振基座的输入阻抗，并可以抑制弯曲波的传递，从而实现良好的隔振效果。
本发明的技术方案如下：
一种仿植物叶脉结构的隔振基座，该隔振基座包括：基座面板和至少两个叶脉结构支撑板，每个叶脉结构支撑板从叶脉根部开始逐级分叉形成N级叶脉分叉结构至叶脉端部，叶脉结构支撑板总截面积从叶脉根部至叶脉端部随着分叉增加，N为正整数；至少两个叶脉结构支撑板的叶脉根部分别固定在基座面板的底部、叶脉端部分别用于连接基座安装面上的加强筋，每个叶脉结构支撑板相对于基座面板倾斜设置，至少两个叶脉结构支撑板形成锥形支撑结构支撑基座面板。
其进一步的技术方案为，叶脉结构支撑板包括三级分叉结构，从叶脉结构支撑板的叶脉根部至叶脉端部依次分叉形成第一级叶脉、第二级叶脉和第三级叶脉，第一级叶脉的分叉角为60°～85°，第二级叶脉的分叉角为65°～90°，叶脉的分叉角是叶脉结构支撑板竖直向下设置时叶脉与水平面之间的锐角。
其进一步的技术方案为，第一级叶脉的高度占叶脉结构支撑板总高度的10％～25％，第二级叶脉的高度占叶脉结构支撑板总高度的35％～70％，第三级叶脉的高度占叶脉结构支撑板总高度的15％～40％。
其进一步的技术方案为，叶脉结构支撑板的叶脉端部的形状与基座安装面的形状相匹配，且叶脉结构支撑板与基座安装面的安装角不小于70°，安装角是叶脉结构支撑板与和叶脉结构支撑板相连的加强筋的切面之间的锐角。
其进一步的技术方案为，基座面板的厚度不小于40mm。
本发明的有益技术效果是：
本申请公开了一种仿植物叶脉结构的隔振基座，该隔振基座中采用多个叶脉结构支撑板支撑基座面板，叶脉结构支撑板内部形成叶脉层级分叉结构，其利用了双子叶植物的叶脉交错、分叉的特点，提高了隔振基座的输入阻抗，并可以抑制弯曲波的传递，从而实现良好的隔振效果。同时该隔振基座结构简单可靠、稳定性高，相对于传统规格的隔振基座重量明显降低。
附图说明
图1是本申请公开的仿植物叶脉结构的隔振基座的结构示意图。
图2是本申请的隔振基座中的叶脉结构支撑板的一种分叉结构示意图。
图3是基座安装面的一种结构示意图。
图4是叶脉结构支撑板在平面结构的基座安装面上的安装示意图。
图5是叶脉结构支撑板在壳体结构的基座安装面的轴向上的安装示意图。
图6是叶脉结构支撑板在壳体结构的基座安装面的径向上的安装示意图。
图7是本申请中的隔振基座的一种应用场景图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本申请公开了一种仿植物叶脉结构的隔振基座，该隔振基座用于将机械设备安装到主体结构上，请参考图1，该隔振基座包括：基座面板10和至少两个叶脉结构支撑板20，待安装的机械设备安装在基座面板10上，通常有如下几种方式：
1、待安装的机械设备直接安装在基座面板10上，则基座面板10的尺寸与待安装的机械设备相匹配；
2、待安装的机械设备的每一个机脚分别通过螺栓安装在一个隔振基座的基座面板10上，则基座面板10的尺寸与待安装的机械设备的机脚尺寸相匹配；
3、待安装的机械设备的每一个机脚分别通过螺栓安装在一个隔振基座的基座面板10上，且机脚与基座面板10之间还通过螺栓安装有隔振器，则基座面板10的尺寸与隔振器的尺寸相匹配。
基座面板10的形状和尺寸可以根据实际情况配置，本申请不作限定，图1仅以基座面板10呈立方体结构为例，同时为了保证基座面板10的强度，基座面板10的厚度不小于40mm。
叶脉结构支撑板20用于支撑基座面板10，叶脉结构支撑板20从叶脉根部开始分叉形成N级叶脉分叉结构至叶脉端部，N为正整数。出于结构稳定性和成本考虑，叶脉结构支撑板20通常分叉2-3次，在本申请中，以叶脉结构支撑板20包括比较常用的三级分叉结构为例，请参考图2示出的叶脉结构支撑板20的一种分叉结构示意图及其对应的分叉示意图，每个叶脉结构支撑板从叶脉根部至叶脉端部依次分叉形成第一级叶脉、第二级叶脉和第三级叶脉，第一级叶脉有两个叶脉，第二级叶脉也有两个叶脉，第三级叶脉有六个叶脉，每个叶脉经过分叉后形成下一级叶脉。需要说明的是，本申请中一个叶脉分叉后形成一个或多个下一级叶脉，比如图2中，一个第一级叶脉分叉后形成一个第二级叶脉，一个第二级叶脉分叉后形成三个第三级叶脉。在本申请中，比较典型的，第一级叶脉α的分叉角为60°～85°，第一级叶脉的高度H1占叶脉结构支撑板总高度的10％～25％；第二级叶脉的分叉角β为65°～90°，第二级叶脉的高度H2占叶脉结构支撑板总高度的35％～70％；第三级叶脉的分叉角没有特殊要求，第三级叶脉的高度H3占叶脉结构支撑板总高度的15％～40％。其中，叶脉的分叉角是叶脉结构支撑板竖直向下设置时叶脉与水平面之间的锐角，叶脉的高度指的是叶脉结构支撑板竖直向下时该叶脉的两个端点之间的垂直距离。如图2可见，由于叶脉结构支撑板采用叶脉分叉结构，因此叶脉结构支撑板总截面积从叶脉根部至叶脉端部随着分叉逐渐增加。叶脉结构支撑板20可以由钢板一体成型也可以焊接成型，当叶脉结构支撑板20内部分叉其余级数时，其结构都是与三级分叉结构类似的，本领域技术人员可以进一步推广。
该隔振基座中包括的叶脉结构支撑板20的个数可以根据需要选择，图1以包括三个叶脉结构支撑板20为例。各个叶脉结构支撑板20内部叶脉分叉结构的级数可以相同或不同，比如有的叶脉结构支撑板20包括3级分叉结构，而有的叶脉结构支撑板20包括4级分叉结构；即便是在叶脉分叉结构的级数相同的情况下，叶脉结构支撑板20的具体分叉方式也可以相同或不同，也即在叶脉结构支撑板20包括3级分叉结构时，其结构也不一定如图2所示，而是可以按照其他方式进行分叉；即使结构如图2所示，其各个叶脉的分叉角和高度也不需要完全相同，可以根据实际情况配置。
该隔振基座中的各个叶脉结构支撑板20的叶脉根部分别固定在基座面板10的底部，每个叶脉结构支撑板20相对于基座面板10倾斜设置，从而形成锥形支撑结构支撑基座面板10。
该隔振基座中的各个叶脉结构支撑板20的叶脉端部用于连接基座安装面30，特别的，请参考图3，基座安装面30的底部设置有加强筋31，各个叶脉结构支撑板20的叶脉端部连接基座安装面30上的加强筋31。基座安装面30除了如图3所示是平面结构之外，也可以是壳体结构或其他结构，则叶脉结构支撑板20的叶脉端部的形状与基座安装面的形状相匹配。将各个叶脉结构支撑板20装配到基座安装面30上时，叶脉结构支撑板20的叶脉端部与基座安装面的安装角不小于70°，这里的安装角指的是叶脉结构支撑板20与和该叶脉结构支撑板相连的加强筋的切面之间的锐角。如图4所示，当基座安装面30为平面结构时，该安装角γ即为叶脉结构支撑板20与基座安装面30之间的夹角。当基座安装面30为壳体结构时，隔振基座中的部分叶脉结构支撑板20设置在圆柱壳的轴向，如图5所示，则该安装角γ即为叶脉结构支撑板20与所相连的加强筋31的切面之间的夹角；部分叶脉结构支撑板20设置在圆柱壳的径向，如图6所示，则该安装角γ即为叶脉结构支撑板20与所相连的环向加强筋31的切面之间的夹角。
以基座安装面30为平面结构为例，通过本申请公开的隔振基座将待安装的机械设备40安装到基座安装面30上的装配示意图请参考图7。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种仿植物叶脉结构的隔振基座，所述隔振基座包括基座面板，其特征在于，所述隔振基座还包括：至少两个叶脉结构支撑板，每个所述叶脉结构支撑板内部从叶脉根部开始逐级分叉形成N级叶脉分叉结构至叶脉端部，所述叶脉结构支撑板总截面积从所述叶脉根部至所述叶脉端部随着分叉增加，N为正整数；所述至少两个叶脉结构支撑板的叶脉根部分别固定在所述基座面板的底部、叶脉端部分别用于连接基座安装面上的加强筋，每个所述叶脉结构支撑板相对于所述基座面板倾斜设置，所述至少两个叶脉结构支撑板形成锥形支撑结构支撑所述基座面板。
2.根据权利要求1所述的隔振基座，其特征在于，所述叶脉结构支撑板包括三级分叉结构，从所述叶脉结构支撑板的叶脉根部至叶脉端部依次分叉形成第一级叶脉、第二级叶脉和第三级叶脉，所述第一级叶脉的分叉角为60°～85°，所述第二级叶脉的分叉角为65°～90°，叶脉的分叉角是所述叶脉结构支撑板竖直向下设置时所述叶脉与水平面之间的锐角。
3.根据权利要求2所述的隔振基座，其特征在于，所述第一级叶脉的高度占所述叶脉结构支撑板总高度的10％～25％，所述第二级叶脉的高度占所述叶脉结构支撑板总高度的35％～70％，所述第三级叶脉的高度占所述叶脉结构支撑板总高度的15％～40％。
4.根据权利要求1所述的隔振基座，其特征在于，所述叶脉结构支撑板的叶脉端部的形状与所述基座安装面的形状相匹配，且所述叶脉结构支撑板与所述基座安装面的安装角不小于70°，所述安装角是所述叶脉结构支撑板与和所述叶脉结构支撑板相连的加强筋的切面之间的锐角。
5.根据权利要求1所述的隔振基座，其特征在于，所述基座面板的厚度不小于40mm。
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