CN111237380A - 主动式可调刚度浮筏装置 - Google Patents

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吕伟领
闫佳佳
彭龙龙
谢昌成
王东华
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Abstract

本发明涉及一种主动式可调刚度浮筏装置，具有一个基座、一个安装设备使用平台的浮筏架，所述浮筏架套接在基座的上部平台上，所述浮筏架内部上下端面与基座的上部平台上下面之间分别对应装有两对电磁铁，所述浮筏架内部两侧面与基的上部平台左右端面之间分别对应装有一对电磁铁，且浮筏架上的电磁铁与基座的上部平台的电磁铁为不同极性的电磁铁；所述浮筏架内部上下端面和两侧面上，在靠近电磁铁处分别设置位置传感器，所述电磁铁和位置传感器分别连接电磁控制箱。本发明能够有效应衰减振动能源传递，从而实现设备减振降噪的目的。

Description

主动式可调刚度浮筏装置
技术领域
本发明涉及一种船用隔振系统，尤其是一种可调刚度的浮筏装置。
背景技术
目前较为成熟的隔振技术，主要通过振源控制、传递过程中振动控制以及对受振对象采取减振措施这三中手段控制振动噪声等级，常规的手段会利用弹性支撑使设备减低对外加激励起响应的能力。将设备振动源与安装之间的刚性连接改为弹性连接，通过衰减振动能源传递，从而实现减振降噪的目的。如专利公布号：CN202674155U，公开了一种船用机械设备弹性基础浮筏隔振系统，中间浮动筏体安装于机组隔振器与阀体隔振器之间,阀体隔振器安装于中间浮动筏体与弹性基础之间,机组隔振器位于整个隔振系统的最上层,弹性基础位于整个隔振系统的最下层。通过上下两层隔振器的隔振作用,同时利用筏体与机组振动时的相互耦合,可以实现船用机械设备对于振动控制的要求,中间浮动筏体肋板的孔槽与上下板之间的孔洞,可以大大增加船舶的承载能力,减少受力情况,对振动和噪声控制起了很大的控制作用。弹性基础上下板开设有孔洞,弹性基础在实体船上为船舶钢板。如专利公布号：CN103453068A，公开了一种调频式浮筏隔振装置，浮筏和所述基座之间、以及所述浮筏和所述机组安装平台之间都通过隔振器进行连接,所述隔振器为调频隔振器,隔振器同浮筏之间、隔振器同机组安装平台之间、以及隔振器和基座之间都为活动连接且为球面配合，能够对不同方向的振动都有效进行隔离且频率可调的调频式浮筏隔振装置,解决了现有的浮筏隔振装置不能够避免共振现象产生和仅能对上下方向的振动进行有效隔离的问题。
伴随21世纪电磁技术成熟发展，可实现非接触式电磁连接方式替换成熟的弹性连接方式。可预见伴随这中新型非接触式可调刚度浮筏装置的应用，将会对大大降低设备的振动及噪声等级。如专利公布号：CN108482630A，公开了一种应用于海洋平台的可调式浮筏隔振装置，发动机组上部分设置有第一永磁体,下部分设置有第二永磁体；潜艇舰体的上层固定板和下层固定板,上层固定板通过第一组连接件与第一电磁铁固定连接；上层固定板通过第二组连接件与第二电磁铁固定连接；第一永磁体和第二永磁体相对两端设置为同极；第一电磁体和第二电磁体相对两端设置为同极；对第一电磁体和第二电磁体进行通电,使发动机组悬浮固定在潜艇舰体预设位置；浮筏减振装置还包括：支撑固定件,支撑固定件穿过发动机组,防止发动机组振动时移位。该浮筏减振装置能够大幅度减少和吸收潜艇机械设备的振动,降低潜艇噪声。
上述现有技术存在主要问题：
(1)目前，最为先进的方式为空气隔振装置，但空气隔振装置对材料的要求比较严苛，一旦空气隔振装置漏气，将会大大弱化其隔振效果，天然存在可靠性差的缺陷。
(2)主要主流隔振装置跟振源依然存在一定的物理连接方式，振动能源依旧可以通过连接介质传递从而影响隔振效果。
(3)目前国内外尚无主动式可调刚度浮筏装置。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种主动式可调刚度浮筏装置，能够有效应衰减振动能源传递，从而实现设备减振降噪的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种主动式可调刚度浮筏装置，具有一个基座、一个安装设备使用平台的浮筏架，所述浮筏架套接在基座的上部平台上，所述浮筏架内部上下端面与基座的上部平台上下面之间分别对应装有两对电磁铁，所述浮筏架内部两侧面与基的上部平台左右端面之间分别对应装有一对电磁铁，且浮筏架上的电磁铁与基座的上部平台的电磁铁为不同极性的电磁铁；所述浮筏架内部上下端面和两侧面上，在靠近电磁铁处分别设置位置传感器，所述电磁铁和位置传感器分别连接电磁控制箱。
进一步，所述基座的上部平台与浮筏架内部上端面之间安装金属橡胶隔振器，当电磁铁不通电时浮筏架通过金属橡胶隔振器支撑，以及在电磁铁损坏时通过金属橡胶隔振器应急使用，可提高主动式可调刚度浮筏装置的整体使用安全性。
进一步，所述浮筏架上部通过螺丝固定连接端子，所述位置传感器通过螺纹接口形式安装在浮筏架上。
进一步，当设备运行时，所述电磁控制箱为多对电磁铁供电，产生电磁力托起浮筏架，使浮筏架悬空时可有效应衰减振动能源传递，从而实现设备减振降噪的目的。
进一步，所述电磁控制箱通过采集不同位置的位置传感器信号后，输出不同的电流给不同位置的电磁铁。
进一步，当浮筏装置在电磁力的作用下平衡浮筏架向下的力时，所述浮筏架悬浮在基座上方1cm处，可有效的衰减安装在浮筏装置上的设备振动能源传递，从而实现对基座进行减振降噪的目的。
本发明的有益效果是：
本发明相比传统浮筏装置具有以下优点：
1、传统浮筏装置主要连接方式通过弹性连接或刚型连接，本发明通过弹性连接与刚性连接两种方式相结合的形式，使用时只需给电磁体通电即可完成浮筏自动对中的功能，减少人为干涉对中带来的误差。
2、本发明采用“冗余”设计即在设备电磁装置损坏的情况下可自动切换至弹性连接工况保证机组不停机，由于采用外连接方式维修时只需跟换相应损坏的电磁装置，更换完成后通过电磁控制箱操作自动切换至电磁连接方式，上述设计使得本发明具备不停机维修功能且维修更换方便。
3、本发明通过电磁控制箱改变浮筏与基座的吸力或排斥力的大小，使得本发明在具备较大承重范围内的使用能力。
附图说明
图1为本发明的主动式可调刚度浮筏装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种主动式可调刚度浮筏装置，由基座1(由原材料一次性浇筑成型而成的)、浮筏架2(安装设备使用平台)、位置传感器3(一套装置6个传感器)、金属橡胶隔振器4(一套装置2个)、电磁铁5(一套装置6套电磁铁)、电磁控制箱组成。浮筏架2套接在基座1的上部平台上，浮筏架2内部上下端面与基座1的上部平台上下面之间分别对应装有两对电磁铁5，浮筏架2内部两侧面与基座1的上部平台左右端面之间分别对应装有一对电磁铁5，且浮筏架2上的电磁铁5与基座1的上部平台的电磁铁5为不同极性的电磁铁。浮筏架2内部上下端面和两侧面上，在靠近电磁铁5处分别设置位置传感器3。六套电磁铁5和六个位置传感器3分别连接电磁控制箱。
在浮筏架2上部通过螺丝固定连接端子6，位置传感器3螺纹接口形式安装在浮筏架2上，电磁铁5通过内六角形式分别固定在基座1与浮筏架2上。
主动式可调刚度浮筏装置工作时，电磁控制箱通过采集不同位置的位置传感器3，分别对不同位置的电磁铁5施加不同的电流，通过公式
Figure BDA0002387610800000041
可知，在B磁通量保持不变的情况下，改变Idl载流导线上的电流的大小，相对应的电磁力也在随着改变。当浮筏装置在电磁力的作用下平衡安装的浮筏架向下的力时，可实现浮筏装置悬浮在基座上方1cm处，由于浮筏在上下两端都安装不同极性电磁铁，在吸力与斥力共同作用下保证浮筏装置不会出现“跳舞”的现象，通过安装在左右两侧的同性极性电磁产生的斥力避免浮筏装置再使用时有“倾斜”的情况发生。当浮筏装置悬浮在基座1上方时，可有效的衰减安装在浮筏装置上的设备振动能源传递，从而实现对基座进行减振降噪的目的。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明在任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围。

Claims (6)

1.一种主动式可调刚度浮筏装置，具有一个基座、一个安装设备使用平台的浮筏架，其特征在于：所述浮筏架套接在基座的上部平台上，所述浮筏架内部上下端面与基座的上部平台上下面之间分别对应装有两对电磁铁，所述浮筏架内部两侧面与基的上部平台左右端面之间分别对应装有一对电磁铁，且浮筏架上的电磁铁与基座的上部平台的电磁铁为不同极性的电磁铁；所述浮筏架内部上下端面和两侧面上，在靠近电磁铁处分别设置位置传感器，所述电磁铁和位置传感器分别连接电磁控制箱。
2.根据权利要求1所述的主动式可调刚度浮筏装置，其特征在于：所述基座的上部平台与浮筏架内部上端面之间安装金属橡胶隔振器，当电磁铁不通电或电磁铁损坏时，所述浮筏架通过金属橡胶隔振器支撑，可提高主动式可调刚度浮筏装置的整体使用安全性。
3.根据权利要求1所述的主动式可调刚度浮筏装置，其特征在于：所述浮筏架上部通过螺丝固定连接端子，所述位置传感器通过螺纹接口形式安装在浮筏架上。
4.根据权利要求1所述的主动式可调刚度浮筏装置，其特征在于：当设备运行时，所述电磁控制箱为多对电磁铁供电，产生电磁力托起浮筏架，使浮筏架悬空时可有效应衰减振动能源传递，从而实现设备减振降噪的目的。
5.根据权利要求1所述的主动式可调刚度浮筏装置，其特征在于：所述电磁控制箱通过采集不同位置的位置传感器信号后，输出不同的电流给不同位置的电磁铁。
6.根据权利要求5所述的主动式可调刚度浮筏装置，其特征在于：当浮筏装置在电磁力的作用下平衡浮筏架向下的力时，所述浮筏架悬浮在基座上方1cm处，可有效的衰减安装在浮筏装置上的设备振动能源传递，从而实现对基座进行减振降噪的目的。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112664614A (zh) * 2020-12-25 2021-04-16 山东大学 一种双层浮筏减振装置及方法
CN112937758A (zh) * 2021-03-12 2021-06-11 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 减震单元、浮筏隔振装置和船
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CN115339609A (zh) * 2021-05-12 2022-11-15 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 一种动力设备主被动混合隔振装置及其控制方法

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