CN108916301A - 一种电磁式主动控制吸振器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁式主动控制吸振器，包括安装底盘、定子组件和动子组件,安装底盘上等间隔均匀交替分布固定连接永磁铁支撑杆导向杆；定子组件包括永磁铁支撑架和永磁铁；动子组件包括上端盖、下端盖和链接瓦以及固定安装在上端盖和下端盖上的电磁铁，上端盖上设有中心孔和等间隔均匀分布在中心孔周围的圆柱导向孔，下端盖上设有中心孔和等间隔均匀交替分布在中心孔四周的圆柱导向孔和圆柱支撑孔，上下端盖分别套装在导向杆上通过连接杆连接成一个整体作为动子组件。本发明可以通过改变电磁铁与永磁铁之间的激励力，使吸振器的吸振频率始终等于外部激励的频率，可根据工况改变电磁激励力的方向，改变等效电磁刚度，使吸振器达到最佳的吸振效果。

Description

一种电磁式主动控制吸振器
技术领域
本发明涉及电磁吸振器技术领域，特别涉及一种电磁式主动控制吸振器。
背景技术
机械设备工作时，常常会产生难以消除的低频机械振动，不仅影响工作人员的身体健康，而且还严重影响舰艇的隐身性能。机械振动具有不可避免性，当振动与支撑设备的振动频率相同时，可引起系统共振，严重时会对系统造成严重破坏。由于低频振动不可避免，如何消除设备的低频振动，是目前该领域工作人员所面临的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有极强的环境适应能力，可在不同场合有效的工作电磁式主动控制吸振器。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电磁式主动控制吸振器，包括安装底盘、定子组件和动子组件,
所述安装底盘上等间隔均匀交替分布固定连接4根永磁铁支撑杆和4根导向杆；
所述定子组件包括永磁铁支撑架和永磁铁，所述永磁铁通过永磁铁支撑架固定安装在所述永磁铁支撑杆上；
所述动子组件包括上端盖、下端盖和链接瓦以及分别固定安装在上端盖和下端盖上的电磁铁，所述上端盖包括上端盖底板和固定连接在上端盖底板上的花形圆柱孔，所述上端盖的花形圆柱孔包括中心孔和等间隔均匀分布在中心孔周围的圆柱导向孔，所述下端盖包括下端盖底板和固定连接在下端盖底板上的花形圆柱筒，所述下端盖的花形圆柱筒包括中心孔和等间隔均匀交替分布在中心孔四周的圆柱导向孔和圆柱支撑孔，所述上端盖底板和下端盖底板上均均匀设有若干个连接孔，
进一步，所述下端盖的圆柱导向孔和圆柱支撑孔分别套装在所述永磁铁支撑杆和导向杆上，所述上端盖的圆柱导向孔也套装在所述导向杆上，所述导向杆和上下端盖的导向孔之间设有压缩弹簧，压缩弹簧套装在所述导向杆上，链接瓦安装在上端盖和下端盖之间，连接杆分别穿过所述上端盖和下端盖上的连接孔并使用螺母加以紧固将所述上端盖和下端盖连接成一个整体。
进一步，所述永磁铁支撑杆末端开有支撑槽和垂直于所述支撑槽的固定通孔，所述永磁铁支撑架包含两个半圆支撑架，所述半圆支撑架有三条等间隔的翼板，中间翼板的宽度为两侧翼板宽度的两倍，所述翼板上设有翼板通孔，所述永磁铁支撑架的直径等于永磁铁的安装直径。
进一步，所述电磁铁包括电磁铁芯、电磁线圈及电磁线圈底座，所述电磁铁芯是圆柱形的纯铁铁芯，所述电磁线圈由铜线缠绕而成，所述电磁线圈底座是带有外螺纹及安装旋钮的圆柱体底座。
进一步，所述上端盖和下端盖的中心孔内均设有内螺纹，所述电磁线圈底座上设有外螺纹，所述电磁铁分别与所述上端盖和下端盖螺纹连接。
进一步，所述圆柱导向孔末端设有链接瓦槽，所述链接瓦为两端均有装配用的突出段的连接固定件，所述链接瓦的两端分别安装于所述上端盖和下端盖的链接瓦槽中。
进一步，所述圆柱支撑孔内侧设有凹槽，所述凹槽的宽度大于半圆支撑架上中间支撑杆的宽度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明吸振器大多采用了组合式连接，避免了复杂的安装技术，装拆方便。
2.本发明吸振器中电磁铁采用了灵活的螺纹固定方式，可根据工作环境的不同调节电磁铁与永磁铁之间的距离。
3.本发明型吸振器中两个电磁铁之间的距离是由链接瓦确定的，可根据工况的要求选择不同长度的链接瓦。
4.本发明型吸振器中动子的运动方向是由4根环形对称的导向杆确定的，在工况恶劣尤其是基座发生倾斜时，吸振器依旧可以稳定工作。
5.本发明吸振器中两个电磁铁以永磁铁为中心对称分布，当外部激励的频率等于吸振器的频率时，电磁铁不仅可以不供电，微弱的电磁力还可以作为阻尼，进而使得吸振器达到最佳的吸振效果。
6.本发明型吸振器采用的是环形包裹电磁铁的设计，在相同的工作条件下，增强了电磁铁产生的磁场强度。
7.本发明吸振器整个动子的质量之和，将作为吸振器中质量块的质量，提高了材料的利用率和使用率。
8.本发明吸振器可以通过改变电磁铁与永磁铁之间的激励力，使吸振器的频率始终等于外部激励的频率，进而使吸振器在保持最佳的工作状态。
9.本发明吸振器中电磁铁和永磁铁之间的电磁激励力，可根据工况的需求，改变电磁激励力的方向，相应的改变等效电磁刚度，进而使吸振器达到最佳的吸振效果。
附图说明
图1为本发明整体结构剖视图；
图2为本发明安装底盘示意图；
图3为本发明上端盖示意图；
图4为本发明下端盖示意图；
图5为本发明爆炸示意图；
其中，1-安装底盘、2-永磁铁支撑杆、2.1-支撑槽、2.2-固定通孔、3-导向杆、4-永磁铁支撑架、5-永磁铁、6-上端盖、7-下端盖、8-链接瓦、9-电磁铁、10-中心孔、11-圆柱导向孔、11.1-链接瓦槽、12-圆柱支撑孔、12.1-凹槽、13-连接孔、14-压缩弹簧、15-连接杆、16-螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明为一种电磁式主动控制吸振器，包括安装底盘1、定子组件和动子组件，如图2所示，安装底盘1上等间隔均匀交替分布固定连接4根永磁铁支撑杆2和4根导向杆3；
所述定子组件包括永磁铁支撑架4和永磁铁5，所述永磁铁5通过永磁铁支撑架4固定安装在所述永磁铁支撑杆2上；
所述动子组件包括上端盖6、下端盖7和链接瓦8以及分别固定安装在上端盖6和下端盖7上的电磁铁9。如图3所示，上端盖6包括上端盖底板和固定连接在上端盖底板上的花形圆柱孔，所述上端盖的花形圆柱孔包括中心孔10和等间隔均匀分布在中心孔10周围的圆柱导向孔11。如图4所示，下端盖包括下端盖底板和固定连接在下端盖底板上的花形圆柱筒，所述下端盖的花形圆柱筒包括中心孔10和等间隔均匀交替分布在中心孔10四周的圆柱导向孔11和圆柱支撑孔12，所述上端盖底板和下端盖底板上均均匀设有若干个连接孔13；
如图1和图5所示，所述下端盖7的圆柱导向孔11和圆柱支撑孔12分别套装在所述永磁铁支撑杆2和导向杆3上，所述上端盖6的圆柱导向孔11也套装在所述导向杆3上，上述导向杆使上安装端盖6和下安装端盖7始终保持同心，所述导向杆3和上下端盖的导向孔11之间设有压缩弹簧14，压缩弹簧14套装在所述导向杆3上，链接瓦8安装在上端盖6和下端盖7之间，连接杆15分别穿过上端盖6和下端盖7上的连接孔13并使用螺母16加以紧固将所述上端盖6和下端盖7连接成一个整体。
本实施例中，所述永磁铁支撑杆2末端开有支撑槽2.1和垂直于所述支撑槽2.1的固定通孔2.2，所述永磁铁支撑架4包含两个半圆支撑架，所述半圆支撑架有三条等间隔的翼板，中间翼板的宽度为两侧翼板宽度的两倍，所述翼板上设有翼板通孔，所述永磁铁支撑架4的直径等于永磁铁5的安装直径。
本实施例中，所述电磁铁9包括电磁铁芯、电磁线圈及电磁线圈底座，所述电磁铁芯是圆柱形的纯铁铁芯，所述电磁线圈由铜线缠绕而成，所述电磁线圈底座是带有外螺纹及安装旋钮的圆柱体底座。
本实施例中，所述上下端盖的中心孔10内均设有内螺纹，所述电磁线圈底座上设有外螺纹，所述电磁铁9分别与所述上端盖6和下端盖7螺纹连接。
本实施例中，所述圆柱导向孔11末端设有链接瓦槽11.1，所述链接瓦8为两端均有装配用的突出段的连接固定件，所述链接瓦8的两端分别安装于所述上下端盖圆柱导向孔11的链接瓦槽11.1中。
本实施例中，所述圆柱支撑孔12内侧设有凹槽12.1，所述凹槽12.1的宽度大于半圆支撑架上中间支撑杆的宽度。
在上述实施例中，所述圆柱支撑孔12与中心孔10等高，下端盖7的顶部与永磁铁支撑杆2的上下两端都留有足够的间隙，以便吸振器上下震动，链接瓦8的上下两端分别与圆柱导向孔11末端的链接瓦槽11.1相互配合，进而确定上端盖6和下端盖7的安装间距，压缩弹簧14下端与安装底盘1相接触，终止于上端盖6的底板，压缩弹簧14起到支撑起吸振器质量块的作用；永磁铁支撑架4将永磁铁5固定在永磁铁支撑杆2上时，将永磁铁5固定在两个半圆支撑架之间，然后将半圆支撑架的翼板放入所述支撑槽2.1中，用圆柱销穿过翼板通孔和垂直于所述支撑槽2.1的固定通孔2.2将两个半圆支撑架锁紧并固定在永磁铁支撑杆2上，使永磁铁作为吸振器的定子组件。
在上述实施例中，上下端盖通过连接杆15连接成一个整体作为吸振器的质量块，提高了材料的利用率和使用率。
当主系统(吸振对象)以一定的频率振动时，电磁吸振器的安装底盘和弹簧会将振动传递到动子组件上，上下端盖和两组电磁铁将会以永磁铁为参照面，沿着导向杆的方向上下运动，此时其中一个电磁铁的受力会逐渐减小，另一个电磁铁的受力则会逐渐增大；当主系统(吸振对象)以一定的频率振动时，电磁铁会根据外部提供电流的大小，产生相应强度的磁场，并与永磁铁之间产生吸引力或排斥力。
根据外部输入电流的不同，电磁铁与永磁铁之间会产生不同的电磁力，电磁力在整个吸振器系统中，可等效为电磁刚度。在吸振器中新产生的电磁刚度与压缩弹簧之间是并联的关系，会改变吸振器系统中的总体刚度。由于吸振器中动子的质量保持不变，则吸振器的固有频率会随着吸振器总刚度的变化而变化,进而使吸振器的吸振频率等于外部的激励频率，此时吸振器与主系统之间就会产生反共振现象，即主系统的振动都会经过吸振器的安装底盘和弹簧传递到吸振器的动子中，此时主系统不再发生振动。当主系统的振动频率发生变化时，吸振器的外部电流也应随之变化，电磁铁产生的磁场强度和等效磁刚度也跟随着变化，进而使主系统的吸振频率始终等于外部激励频率,此时就会产生反共振效果，吸振器达到最佳的工作状态。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种电磁式主动控制吸振器，包括安装底盘(1)、定子组件和动子组件,其特征在于:
所述安装底盘(1)上等间隔均匀交替分布固定连接4根永磁铁支撑杆(2)和4根导向杆(3)；
所述定子组件包括永磁铁支撑架(4)和永磁铁(5)，所述永磁铁(5)通过永磁铁支撑架(4)固定安装在所述永磁铁支撑杆(2)上；
所述动子组件包括上端盖(6)、下端盖(7)和链接瓦(8)以及分别固定安装在上端盖(6)和下端盖(7)上的电磁铁(9)，所述上端盖(6)包括上端盖底板和固定连接在上端盖底板上的花形圆柱孔，所述上端盖的花形圆柱孔包括中心孔(10)和等间隔均匀分布在中心孔(10)周围的圆柱导向孔(11)，所述下端盖包括下端盖底板和固定连接在下端盖底板上的花形圆柱筒，所述下端盖的花形圆柱筒包括中心孔(10)和等间隔均匀交替分布在中心孔(10)四周的圆柱导向孔(11)和圆柱支撑孔(12)，所述上端盖底板和下端盖底板上均均匀设有若干个连接孔(13)；
所述下端盖(7)的圆柱导向孔(11)和圆柱支撑孔(12)分别套装在所述永磁铁支撑杆(2)和导向杆(3)上，所述上端盖(6)的圆柱导向孔(11)也套装在所述导向杆(3)上，所述导向杆(3)和上下端盖的导向孔(11)之间设有压缩弹簧(14)，压缩弹簧(14)套装在所述导向杆(3)上，链接瓦(8)安装在上端盖(6)和下端盖(7)之间，连接杆(15)分别穿过上端盖(6)和下端盖(7)上的连接孔(13)并使用螺母(16)加以紧固将所述上端盖(6)和下端盖(7)连接成一个整体。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式主动控制吸振器，其特征在于：所述永磁铁支撑杆(2)末端开有支撑槽(2.1)和垂直于所述支撑槽(2.1)的固定通孔(2.2)，所述永磁铁支撑架(4)包含两个半圆支撑架，所述半圆支撑架有三条等间隔的翼板，中间翼板的宽度为两侧翼板宽度的两倍，所述翼板上设有翼板通孔，所述永磁铁支撑架(4)的直径等于永磁铁(5)的安装直径。
3.根据权利要求1所述的一种电磁式主动控制吸振器，其特征在于：所述电磁铁(9)包括电磁铁芯、电磁线圈及电磁线圈底座，所述电磁铁芯是圆柱形的纯铁铁芯，所述电磁线圈由铜线缠绕而成，所述电磁线圈底座是带有外螺纹及安装旋钮的圆柱体底座。
4.根据权利要求1所述的一种电磁式主动控制吸振器，其特征在于：所述上下端盖的中心孔(10)内均设有内螺纹，所述电磁线圈底座上设有外螺纹，所述电磁铁(9)分别与所述上端盖和下端盖螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种电磁式主动控制吸振器，其特征在于：所述圆柱导向孔(11)末端设有链接瓦槽(11.1)，所述链接瓦(8)为两端均有装配用的突出段的连接固定件，所述链接瓦(8)的两端分别安装于所述上下端盖圆柱导向孔(11)的链接瓦槽(11.1)中。
6.根据权利要求1所述的一种电磁式主动控制吸振器，其特征在于：所述圆柱支撑孔(12)内侧设有凹槽(12.1)，所述凹槽(12.1)的宽度大于半圆支撑架上中间支撑杆的宽度。
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