CN110939679A - 一种半主动隔振系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隔振领域,具体地说是一种半主动隔振系统,包括上层承载板、弹簧导轨、基础板、橡胶隔振器、中间承载板及磁流变阻尼器,其中中间承载板位于上层承载板与基础板之间,所述橡胶隔振器安装于中间承载板与基础板之间;所述上层承载板通过磁流变阻尼器及弹簧导轨安装在中间承载板上,该弹簧导轨与所述磁流变阻尼器并联安装,所述上层承载板上安装需要隔振的设备。本发明可以适应复杂环境下的复杂多频振动,结构简单,隔振频带宽,承载能力强,控制精确,适用更加复杂的振动隔离环境。
Description
技术领域
本发明属于隔振领域,具体地说是一种半主动隔振系统。
背景技术
随着噪声监测技术的发展,通过隔振的方式提高舰艇船舶(尤其是潜艇)的隐身性显得日益重要。国内外研发了很多用于舰艇船舶的隔振系统,但均不能较好地解决宽频振动;这制约了舰艇船舶隐身性的发展,大大限制了由近海防御向远海探索的步伐。
发明内容
为了解决现有隔振系统无法降低宽频振动而制约舰艇船舶隐身性发展的问题,本发明的目的在于提供一种半主动隔振系统。该半主动隔振系统具有隔振宽频带、振幅大的特点,相比于现有的被动隔振系统,该半主动隔振系统能够适应更加复杂的振动环境。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明包括上层承载板、弹簧导轨、基础板、橡胶隔振器、中间承载板及磁流变阻尼器,其中中间承载板位于上层承载板与基础板之间,所述橡胶隔振器安装于中间承载板与基础板之间;所述上层承载板通过磁流变阻尼器及弹簧导轨安装在中间承载板上,该弹簧导轨与所述磁流变阻尼器并联安装,所述上层承载板上安装需要隔振的设备。
其中:所述上层承载板上安装有用于检测需要隔振设备振动的传感器,该传感器与控制系统相连;所述控制系统与磁流变阻尼器连接,该控制系统通过改变所述磁流变阻尼器的阻尼系数而适应多频振动。
所述弹簧导轨包括导向轴、弹簧及直线轴承,该导向轴的一端与所述上层承载板相连,所述直线轴承安装于中间承载板上,该导向轴的另一端与直线轴承滑动连接、构成直线副;所述弹簧套设于导向轴及直线轴承上,该弹簧的两端分别与所述上层承载板和中间承载板抵接。
所述上层承载板的下表面安装有定位装置,该定位装置的下表面及所述直线轴承上分别固接有垫圈,两个垫圈相互平行,所述弹簧的两端分别抵接于两个垫圈上。
所述定位装置包括定位盘及紧定螺栓,该定位盘固接于所述上层承载板的下表面,所述导向轴的一端插入定位盘内,并通过紧定螺栓与所述定位盘固定。
所述中间承载板上对应导向轴的位置开有供导向轴穿过的通孔。
所述磁流变阻尼器包括流变缸及流变杆,该流变缸的一端及流变杆的一端分别设有连接环,所述流变杆的一端位于流变缸内部,并与该流变缸滑动连接;所述流变缸内充有磁流变液体。
所述上层承载板的下表面及中间承载板的上表面均安装有吊耳,所述流变杆一端的连接环与上层承载板上的吊耳通过销轴铰接,所述流变缸一端的连接环与中间承载板上的吊耳通过销轴铰接。
所述磁流变阻尼器与控制系统连接,该控制系统通过改变输入电压来调节所述磁流变阻尼器的阻尼系数,进而适应不同频率的激振源。
所述中间承载板的下表面及基础板的上表面分别开设有定位槽,所述橡胶隔振器通过螺栓安装在定位槽中;所述上层承载板上开有安装孔,用于安装需要隔振的设备;所述基础板上开有安装孔,用于固定整个半主动隔振系统。
本发明的优点与积极效果为:
1.本发明结构简单,隔振频带宽,承载能力强,控制精确,适用更加复杂的振动隔离环境。
2.本发明采用并联连接的方式,大大提高系统整体刚度,提高系统可靠性。
3.本发明打破被动隔振的局限性,使隔振系统发展方向更加宽广。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明弹簧导轨的结构示意图;
图3为本发明磁流变阻尼器的结构示意图;
图4为本发明弹簧导轨与上层承载板及中间承载板连接的结构示意图;
图5为本发明磁流变阻尼器与上层承载板及中间承载板连接的结构示意图;
其中:1为上层承载板,2为吊耳,3为定位装置,4为导向轴,5为弹簧,6为直线轴承,7为垫圈,8为基础板,9为橡胶隔振器,10为螺栓,11为中间承载板,12为销轴,13为流变缸,14为流变杆,15为连接环,16为紧定螺栓,17为定位盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示,本发明包括上层承载板1、弹簧导轨、基础板8、橡胶隔振器9、中间承载板11、磁流变阻尼器及控制系统,其中中间承载板11位于上层承载板1与基础板8之间,橡胶隔振器9通过螺栓安装于中间承载板11与基础板8之间;上层承载板1通过磁流变阻尼器及弹簧导轨安装在中间承载板11上,上层承载板1上安装有用于检测需要隔振设备振动的传感器,控制系统与磁流变阻尼器连接,控制系统通过改变磁流变阻尼器的阻尼系数从而改变系统属性,使半主动隔振系统可以适应复杂环境下的复杂多频振动。弹簧导轨与磁流变阻尼器并联安装,本实施例的弹簧导轨为四个,磁流变阻尼器的左右两侧各设置两个,每侧的两个弹簧导轨前后设置,四组弹簧导轨分别与上层承载板1及中间承载板11采用螺栓10连接,以保证半主动隔振系统具有足够的连接可靠性,同时便于拆装;上层承载板1上安装需要隔振的设备。
如图1、图2及图4所示,本实施例的弹簧导轨包括定位装置3、导向轴4、弹簧5、直线轴承6及垫圈7,该上层承载板1的下表面安装有定位装置3,定位装置3的下表面及直线轴承6上分别焊接有垫圈7,两个垫圈7相互平行;导向轴4的一端与上层承载板1上安装的定位装置3相连,直线轴承6安装于中间承载板11上,该导向轴4的另一端与直线轴承6滑动连接、构成直线副;弹簧5套设于导向轴4及直线轴承6上,弹簧5的两端分别抵接于上下两个垫圈7上,以保证弹簧5在两个平行面内运动。本实施例的定位装置3包括定位盘17及紧定螺栓16,该定位盘17通过螺栓10固接于上层承载板1的下表面,导向轴4的一端插入定位盘17内,并通过紧定螺栓16从径向插入、与定位盘17固定。本实施例的中间承载板11上对应导向轴4的位置开有供导向轴4穿过的通孔,可以实现导向轴4在很大范围内上下滑动。
如图1、图3及图5所示,磁流变阻尼器包括流变缸13及流变杆14,该流变缸13的一端及流变杆14的一端分别设有连接环15,流变杆14的一端位于流变缸13内部,并与该流变缸13滑动连接;流变缸13内充满磁流变液体。控制系统通过改变输入电压来调节所述磁流变阻尼器的阻尼系数,从而改变磁流变阻尼器的滑动属性,进而适应不同频率的激振源。上层承载板1的下表面及中间承载板11的上表面均安装有吊耳2,吊耳2上开有通孔,使用螺栓10将吊耳2固定在上层承载板1以及中间承载板11上。流变杆14一端的连接环15与上层承载板1上的吊耳2通过销轴12铰接,流变缸13一端的连接环与中间承载板11上的吊耳2通过销轴12铰接,保证连接强度的同时可以提供所需的角度倾斜。
本实施例的中间承载板11的下表面及基础板8的上表面分别开设有定位槽,橡胶隔振器9通过螺栓10安装在定位槽中;上层承载板1上开有安装孔,用于安装需要隔振的设备;上层承载板1可以根据振源设备改变尺寸。基础板8上开有安装孔,用于固定整个半主动隔振系统,实现系统的稳定。
本发明的橡胶隔振器9为市购产品,购置于上海松夏减震器有限公司,型号为JN-130。
本发明的工作原理为:
本发明通过磁流变阻尼器、弹簧导轨及橡胶隔振器9来将振动产生的动能转换为热能,通过中间承载板11将振动产生的动能转换为机械能,从而隔离传递到基础板8的振动能量,达到隔振的目的。
振源安装在上层承载板1上,产生的振动通过上层承载板1传递到磁流变阻尼器以及弹簧导轨上,弹簧导轨和磁流变阻尼器会产生同频振动,由于弹簧5以及磁流变阻尼器是具有刚度的耗能元件,在产生的振动的同时会抑制振源的振幅,同时会吸收一部分振动能量,将振动能量转换为热能。振动能量在经过弹簧导轨及磁流变阻尼器元件后向下传递。
振动同样会使中间承载板11产生同频的振动,由于中间承载板11的质量较大,中间承载板11的振动会将振源的振动能量转换为中间承载板11的机械能,从而耗散一部分振动能量,进一步减少振动向下传递。振动进一步传递到橡胶隔振器9上,橡胶隔振器9具有刚度低、阻尼大的特点,这种元件会吸收大量的能量,从而进一步减少振动传递。
现实工况下,振源的振动并不是规律的振动,受环境影响较大。当振源的振动发生突变时,所述控制系统会根据反馈的检测信号按照预先设置的算法发出指令,改变所述磁流变阻尼器的阻尼系数,从而改变了隔振系统的整体属性,以适应突变后的振动,达到适应复杂隔振环境的目的。
Claims (10)
1.一种半主动隔振系统,其特征在于:包括上层承载板(1)、弹簧导轨、基础板(8)、橡胶隔振器(9)、中间承载板(11)及磁流变阻尼器,其中中间承载板(11)位于上层承载板(1)与基础板(8)之间,所述橡胶隔振器(9)安装于中间承载板(11)与基础板(8)之间;所述上层承载板(1)通过磁流变阻尼器及弹簧导轨安装在中间承载板(11)上,该弹簧导轨与所述磁流变阻尼器并联安装,所述上层承载板(1)上安装需要隔振的设备。
2.根据权利要求1所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述上层承载板(1)上安装有用于检测需要隔振设备振动的传感器,该传感器与控制系统相连;所述控制系统与磁流变阻尼器连接,该控制系统通过改变所述磁流变阻尼器的阻尼系数而适应多频振动。
3.根据权利要求1所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述弹簧导轨包括导向轴(4)、弹簧(5)及直线轴承(6),该导向轴(4)的一端与所述上层承载板(1)相连,所述直线轴承(6)安装于中间承载板(11)上,该导向轴(4)的另一端与直线轴承(6)滑动连接、构成直线副;所述弹簧(5)套设于导向轴(4)及直线轴承(6)上,该弹簧(5)的两端分别与所述上层承载板(1)和中间承载板(11)抵接。
4.根据权利要求3所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述上层承载板(1)的下表面安装有定位装置(3),该定位装置(3)的下表面及所述直线轴承(6)上分别固接有垫圈(7),两个垫圈(7)相互平行,所述弹簧(5)的两端分别抵接于两个垫圈(7)上。
5.根据权利要求4所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述定位装置(3)包括定位盘(17)及紧定螺栓(16),该定位盘(17)固接于所述上层承载板(1)的下表面,所述导向轴(4)的一端插入定位盘(17)内,并通过紧定螺栓(16)与所述定位盘(17)固定。
6.根据权利要求3所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述中间承载板(11)上对应导向轴(4)的位置开有供导向轴(4)穿过的通孔。
7.根据权利要求1所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述磁流变阻尼器包括流变缸(13)及流变杆(14),该流变缸(13)的一端及流变杆(14)的一端分别设有连接环(15),所述流变杆(14)的一端位于流变缸(13)内部,并与该流变缸(13)滑动连接;所述流变缸(13)内充有磁流变液体。
8.根据权利要求7所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述上层承载板(1)的下表面及中间承载板(11)的上表面均安装有吊耳(2),所述流变杆(14)一端的连接环(15)与上层承载板(1)上的吊耳(2)通过销轴(12)铰接,所述流变缸(13)一端的连接环与中间承载板(11)上的吊耳(2)通过销轴(12)铰接。
9.根据权利要求7所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述磁流变阻尼器与控制系统连接,该控制系统通过改变输入电压来调节所述磁流变阻尼器的阻尼系数,进而适应不同频率的激振源。
10.根据权利要求1所述的半主动隔振系统,其特征在于:所述中间承载板(11)的下表面及基础板(8)的上表面分别开设有定位槽,所述橡胶隔振器(9)通过螺栓(10)安装在定位槽中;所述上层承载板(1)上开有安装孔,用于安装需要隔振的设备;所述基础板(8)上开有安装孔,用于固定整个半主动隔振系统。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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