CN109630584A - 一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于阻尼减振技术领域，特别涉及一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，可以只包含一个层叠式调谐质量阻尼器，也可以包含多个层叠式调谐质量阻尼器。通过选择不同数量的上部质量块粗略调整减振机构的控制范围效果，通过旋拧螺母精细调整减振机构的控制范围效果。本发明结构简单并且紧凑，能够实现控制点位置的精确控制，可调整控制范围大、能实现两档调节并且便于记录和重复操作，减振效果和适应性良好。
Description
技术领域
本发明涉及阻尼减振技术领域，具体地涉及一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构。
背景技术
强烈振动对于生产活动、科学研究和日常生活都有非常严重的危害。在机械加工领域，加工过程中的强烈振动不仅会降低工件的加工质量和加工效率，而且会损害现场工人的身心健康。因此，工业中的减振技术得到许多工程师和力学家的研究与改善。减振技术的实施通常分为三类：抑制振源强度、隔振和消振。
如CN106271861A公开的消振装置和策略，通过设计动力吸振器吸收工件的振动以达到消振的目的。但是其在使用过程中，会出现难以准确调整质量块位置以及难以经验性的重复定位，所占面积较大，在实际使用时往往受到空间限制，适用性和可靠性不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种频率双档调节、调整效率高、便于记录，安装方式简便，占用空间小，具有广泛适用性的层叠式减振机构。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于：该减振机构包含一个或多个层叠式调谐质量阻尼器。
进一步的，所述层叠式调谐质量阻尼器包括基座、底层质量块、上层质量块、螺纹通丝、橡胶圈、垫片和螺母。
进一步的，所述基座是一个中间具有螺纹通孔的圆柱体金属块，所述基座的一个圆面的边缘均匀分布三个凸台，另一个圆面是平面。
进一步的，所述底部质量块是一个中间具有通孔的圆柱体金属块，所述底部质量块圆柱体上下两个圆面中间沿其中间的通孔圆周各有一个凹槽。
进一步的，所述上部质量块是一个中间具有通孔的圆柱体金属块，所述上部质量块圆柱体的一个圆面中间沿通孔圆周是凹槽结构，另一个圆面中间沿通孔圆周是凸台结构；所述上部质量块两边圆面中间的凹槽和凸台的直径与底部质量块两边圆面中间的凹槽直径保持一致。
进一步的，所述基座、底部质量块和上部质量块的外圆柱面直径保持一致，所述底部质量块和上部质量块的内通孔直径略大于螺纹通丝的外直径，螺纹通丝一端旋入基座中间的螺纹通孔中，另一端依次穿过橡胶圈、底部质量块、上部质量块、橡胶圈和垫片，最终在另一端与螺母螺纹孔配合连接。
进一步的，基座、底层质量块和上层质量块的大小尺寸需要根据使用对象进行确定。
进一步的，上层质量块的数量根据使用对象进行选择，上层质量块之间通过相互之间的凹槽和凸台过渡配合相互连接，螺纹通丝的长度根据上层质量块的数量进行确定。
进一步的，橡胶圈安装在垫片和上层质量块之间以及底层质量块和基座之间，共两处，橡胶圈的大小应略大于底层质量块和上层质量块的凹槽。橡胶圈的材料根据实际应用可选择丁腈橡胶、硅橡胶等。
进一步的，上层质量块和底层质量块的材料选择密度较大的钨合金，基座的材料为金属。
本发明的积极进步效果在于：
1.本发明结构简单并且紧凑，能够实现控制点位置的精确控制，可调整控制范围大。
2.本发明可以实现两档调节。通过调节上层质量块5的数量进行粗略的初次调整；通过调节螺纹通丝1一端的螺母2进行精细的最终调整。
本发明涉及一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，可以实现针对薄板、薄管和其他非规则薄壁零件等工件加工过程中振动的有效控制。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主视半剖示意图；
图2为本发明中基座的示意图；
图3为本发明中底部质量块的主视半剖示意图；
图4为本发明中上部质量块的主视半剖示意图；
图5为本发明在铣削薄板类工件的应用示意图；
图6为本发明应用在铣削薄板类工件的动力学模型；
图7为本发明在铣削薄壁曲面类工件的应用示意图；
图8为本发明应用在铣削薄壁曲面类工件的动力学模型；
其中：1-螺纹通丝，2-螺母，3-垫片，4-橡胶圈，5-上部质量块，6-底部质量块，7-基座，8-铣刀，9-薄板类工件，10-层叠式减振机构，11-薄壁曲面类工件。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图4所示，本发明提供了一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于：该减振机构可以只包含一个层叠式调谐质量阻尼器，也可以包含多个层叠式调谐质量阻尼器。
每个层叠式调谐质量阻尼器主要由基座7、底层质量块6、上层质量块5、螺纹通丝1、橡胶圈4、垫片3和螺母2组成。
基座7是一个中间具有螺纹通孔的圆柱体金属块，在其圆柱体的其中一个圆面的边缘处，均匀分布三个凸台，而另一个圆面保持是一个平面；底部质量块6是一个中间具有通孔的圆柱体金属块，在其圆柱体上下两个圆面中间沿通孔圆周各是一个凹槽；上部质量块5是一个中间具有通孔的圆柱体金属块，在其圆柱体的其中一个圆面中间沿通孔圆周是一个凹槽，而另一个圆面中间沿通孔圆周是一个凸台；基座7、底部质量块6和上部质量块5的外圆柱面直径须保持一致，上部质量块5两边圆面中间的凹槽和凸台的直径以及底部质量块6两边圆面中间的凹槽直径必须保持一致，底部质量块6和上部质量块5的内通孔直径略大于螺纹通丝1的外直径，螺纹通丝1一端旋入基座7中间的螺纹通孔中，另一端依次穿过橡胶圈4、底部质量块6、上部质量块5、橡胶圈4和垫片3，最终在另一端与螺母2螺纹孔配合连接。
进一步地，基座7、底层质量块6和上层质量块5的大小尺寸需要根据使用对象进行确定。
进一步地，上层质量块5的数量根据使用对象进行选择，上层质量块5之间通过相互之间的凹槽和凸台过渡配合相互连接，螺纹通丝1的长度根据上层质量块5的数量进行确定。
进一步地，橡胶圈4安装在垫片和上层质量块5之间以及底层质量块6和基座7之间，共两处，橡胶圈4的大小应略大于底层质量块6和上层质量块5的凹槽。橡胶圈4的材料根据实际应用可选择丁腈橡胶、硅橡胶等。通过旋转螺母，推动垫片挤压橡胶圈，从而可以调节控制橡胶圈的压缩量，进而调整橡胶圈与阻尼器系统的接触力，进而改变减振机构的控制范围。
进一步地，上层质量块5和底层质量块6的材料选择密度较大的钨合金或者钨铜合金，基座7的材料通常为金属，具体根据工件材料的软硬性质进行选择。
如图5所示，在铣削薄板类工件时，较大的铣削力作用在刚度较差的工件上，会使工件沿垂直刀具进给方向的刀具径向方向产生剧烈振动的现象，其动力学模型如图6所示。此时，将本发明的基座和螺纹通丝通过螺纹孔配合连接，进一步使用强力螺纹胶加强这一处的连接强度，然后用强力胶把基座粘贴在工件上靠近铣削位置而又不影响铣削加工的位置，粘贴位置可以选择在加工过程中振动最大的地方，也可以选择在工件的结构薄弱环节、刚度较差位置。依次将橡胶圈、底层质量块、上层质量块、橡胶圈和螺母穿过螺纹通丝，完成阻尼器的初步组装。通过采用不同数量的上层质量块，粗略调节阻尼器的适用频率；通过调整螺母拧入的角度，微调阻尼器的适用频率。上层质量块的数量、螺母拧入的深度和角度都可以很方便的记录下来，从而在批量生产中可以重复调节使用，调整和装拆都很方便。
如图7所示，在铣削薄壁曲面类工件时，较大的铣削力作用在刚度较差的工件上，会使工件沿刀具切削点的工件径向方向产生剧烈振动的现象，其动力学模型如图8所示。此时，将本发明的基座和螺纹通丝通过螺纹孔配合连接，进一步使用强力螺纹胶加强这一处的连接强度，然后用强力胶把基座粘贴在工件上靠近铣削位置而又不影响铣削加工的位置，粘贴位置可以选择在加工过程中振动最大的地方，也可以选择在工件的结构薄弱环节、刚度较差位置。依次将橡胶圈、底层质量块、上层质量块、橡胶圈和螺母穿过螺纹通丝，完成阻尼器的初步组装。通过采用不同数量的上层质量块，粗略调节阻尼器的适用频率；通过调整螺母拧入的角度，微调阻尼器的适用频率。上层质量块的数量、螺母拧入的深度和角度都可以很方便的记录下来，从而在批量生产中可以重复调节使用，调整和装拆都很方便。
最后应说明的是：以上所述减振机构虽然应用于铣削领域产品，但是对于其他领域的技术人员来说，仍然可以对该设计方法进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。反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。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于：所述减振机构包含一个或多个层叠式调谐质量阻尼器。
2.根据权利要求1所述的一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于，所述层叠式调谐质量阻尼器包括基座、底层质量块、上层质量块、螺纹通丝、橡胶圈、垫片和螺母。
3.根据权利要求2所述的一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于，所述基座是一个中间具有螺纹通孔的圆柱体金属块，所述基座的一个圆面的边缘均匀分布三个凸台，另一个圆面是平面。
4.根据权利要求2所述的一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于，所述底部质量块是一个中间具有通孔的圆柱体金属块，所述底部质量块圆柱体上下两个圆面中间沿其中间的通孔圆周各有一个凹槽。
5.根据权利要求2所述的一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于，所述上部质量块是一个中间具有通孔的圆柱体金属块，所述上部质量块圆柱体的一个圆面中间沿通孔圆周是凹槽结构，另一个圆面中间沿通孔圆周是凸台结构；所述上部质量块两边圆面中间的凹槽和凸台的直径与底部质量块两边圆面中间的凹槽直径保持一致。
6.根据权利要求2所述的一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于，所述基座、底部质量块和上部质量块的外圆柱面直径保持一致，所述底部质量块和上部质量块的内通孔直径略大于螺纹通丝的外直径，螺纹通丝一端旋入基座中间的螺纹通孔中，另一端依次穿过橡胶圈、底部质量块、上部质量块、橡胶圈和垫片，最终在另一端与螺母螺纹孔配合连接。
7.根据权利要求2所述的一种基于调谐质量阻尼器的层叠式减振机构，其特征在于：基座、底层质量块和上层质量块的大小尺寸需要根据使用对象进行确定。
8.根据权利要求5所述的基于调谐质量阻尼器的能够调节的层叠式减振机构，其特征在于：上层质量块的数量根据使用对象进行选择，上层质量块之间通过相互之间的凹槽和凸台过渡配合相互连接，螺纹通丝的长度根据上层质量块的数量进行确定。
9.根据权利要求2所述的基于调谐质量阻尼器的能够调节的层叠式减振机构，其特征在于：橡胶圈安装在垫片和上层质量块之间以及底层质量块和基座之间，共两处，橡胶圈的大小大于底层质量块和上层质量块的凹槽。
10.根据权利要求2所述的基于调谐质量阻尼器的能够调节的层叠式减振机构，其特征在于：上层质量块和底层质量块的材料选择密度较大的钨合金，基座的材料为金属。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20190701 Address after: 100039 No. 50 Yongding Road, Haidian District, Beijing Applicant after: Beijing Xinli Machinery Co.,Ltd. Address before: 100039 No. 50 Yongding Road, Haidian District, Beijing Applicant before: Beijing Xinli Machinery Co.,Ltd. Applicant before: Beijing University of Technology |
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| GR01 | Patent grant | ||
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