CN114278701B - 一种适用于变频载荷的宽频带减振平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于减振隔振技术领域，具体涉及一种适用于变频载荷的宽频带减振平台，包括：载荷安装台，用于安装负载；油箱底座，包括基体和储油箱，所述储油箱悬设于所述基体中；隔振组件，所述隔振组件设于所述载荷安装台、所述基体之间，适于将所述载荷安装台安装于所述基体上；减振组件，所述减振组件包括吊装阻尼器，所述吊装阻尼器的上端悬挂于所述载荷安装台上，下端浸没于所述储油箱的油液中。上述结构通过结合系统隔振和阻尼耗能减振，可在较大的带宽内降低变频负载运行中带来的振动，进而达到良好的减振效果，减少负载振动对地面或与减振平台相连的其他器械带来的冲击振动。

Description

一种适用于变频载荷的宽频带减振平台

技术领域

本发明属于减振隔振技术领域，具体涉及一种适用于变频载荷的宽频带减振平台。

背景技术

现如今，在大型电机、内燃机等动力机械的工作过程中易产生循环的冲击振动和噪声，其对设备寿命、系统稳定性以及操作人员的身心健康均有较大危害。另一方面，对一些精密器械来说，也需要隔绝从外界输入的振动，来保证工作的稳定性和可靠性。

减振平台是用来抑制这些有害振动的一种行之有效的方法，其通过隔振或增加阻尼的方式，对振源的振动能量隔离或耗散，实现抑制振动的目的，以增强系统稳定性，提高设备寿命，改善操作人员的工作环境。然而目前的减振平台的抑振带宽窄，对由大型电机、内燃机等交变载荷带来的变频振动的抑制效果有限，且在设计时隔振、减振单元独立于平台之外，无法充分利用平台自身特性，使平台的设计冗杂，且隔振、减振单元成为系统内的薄弱环节，降低了系统的稳定性。

鉴于上述问题，如何设计一个结构紧凑、性能可靠的适用于变频负载的宽频带减振平台成为亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于变频载荷的宽频带减振平台，以解决现有技术中减振平台的抑振带宽窄导致的减振效果有限的问题。

本发明提供了一种适用于变频载荷的宽频带减振平台，包括：载荷安装台，用于安装负载；油箱底座，包括基体和储油箱，所述储油箱悬设于所述基体中；隔振组件，所述隔振组件设于所述载荷安装台、所述基体之间，适于将所述载荷安装台安装于所述基体上；减振组件，所述减振组件包括吊装阻尼器，所述吊装阻尼器的上端悬挂于所述载荷安装台上，下端浸没于所述储油箱的油液中。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述储油箱的底部设有铁磁阻尼环；所述减振组件还包括固接于所述吊装阻尼器下端的电涡流阻尼磁铁组，所述电涡流阻尼磁铁组浸没于所述铁磁阻尼环内的油液中。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述吊装阻尼器包括承重杆以及与所述承重杆连接的集中质量块；所述承重杆悬吊于所述载荷安装台上；所述集中质量块上套装有所述电涡流阻尼磁铁组。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述载荷安装台上设有插装孔，所述基体上设有与所述插装孔适配的插装柱；所述隔振组件套装于所述插装柱上，并插装于所述插装孔中。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述隔振组件包括隔振阻尼套和隔振连接器；所述隔振阻尼套包括对应连接的第一隔板和第一隔套，所述第一隔套与所述插装孔适配插装，所述第一隔板上设有贯穿所述第一隔套的第一套孔；所述隔振连接器包括对应连接的第二隔板和第二隔套，所述第二隔套与所述第一套孔适配插装，所述第二隔板上设有延伸至所述第二隔套的第二套孔，所述第二套孔与所述插装柱适配。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述隔振阻尼套为采用橡胶或尼龙制成的一体成型结构。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述载荷安装台的下表面设有连接柱和第一定位凸台，所述连接柱中设有所述插装孔；所述第一定位凸台适于悬挂所述减振组件。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述载荷安装台的上表面设有适于载荷定位安装的第二定位凸台和固定孔；所述第二定位凸台设于所述载荷安装台的中心；所述固定孔为多个，并均匀分布于所述第二定位凸台的外周。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述基体包括承重架和承重柱；所述承重架由多个承重板首尾依次连接而成，且所述承重架上设有所述插装柱；所述承重柱的一端与所述承重架连接，另一端与所述储油箱连接，适于将所述储油箱悬置于所述承重架内。

如上所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，进一步优选为，所述承重板上设有减重孔，所述载荷安装台的下表面设有适于与所述承重板端面连接的分散柱，所述分散柱与所述减重孔位置对应。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

本发明提供的一种适用于变频载荷的宽频带减振平台通过结构特征设置隔振组件和减振组件，通过结合系统隔振原理和阻尼耗能减振原理，可在较大的带宽内降低变频负载运行中带来的振动，进而达到良好的减振效果，减少负载振动对地面或与减振平台相连的其他器械带来的冲击振动。

本发明中通过在吊装阻尼器末端集中质量块外套设电涡流阻尼磁铁组，并将集中质量块和电涡流阻尼磁铁组悬空于储油箱内铁磁阻尼环中，使其浸没于油液中，进而利用集中质量块与油液的粘滞阻尼作用以及电涡流阻尼磁铁组与铁磁阻尼环的电涡流阻尼作用快速消耗振动能量，从而减小传导至减振平台的振动，保证减振平台的稳定性。

本发明通过结合减振平台的承载力学特性，优化力学布局，在关键部位设置隔振组件，从而最大限度的在传导过程中对振动能量进行耗散，最大限度的抑制经过平台的振动。

本发明所采用的阻尼及隔振结构均融入减振平台自身结构中，利用减振平台自身的储油功能和受力特性增加系统的阻尼、分散振动能量，无需额外增加阻尼器等装置，结构更加紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明中适用于变频载荷的宽频带减振平台的立体结构图；

图2为图1的结构爆炸视图；

图3、图4为图2中油箱底座的结构示意图；

图5、图6为图2中载荷安装台的结构示意图。

图7、图8为图2中隔振阻尼套的结构示意图；

图9、图10为图2中隔振连接器的结构示意图；

图11为图2中吊装阻尼器的结构示意图；

图12为图2中电涡流磁铁组的结构示意图。

附图标记说明：

1-油箱底座；2-载荷安装台；3-隔振阻尼套，4-隔振连接器；5-吊装阻尼器；6-电涡流阻尼磁铁组；

11-承重架，12-储油箱，13-插装柱，14-承重柱，15-减重孔，16-铁磁阻尼环，17-第二安装孔；

21-连接柱，22-插装孔，23-第一定位凸台，24-分散柱，25-固定孔，26-第二定位凸台；

31-第一隔板，32-第一隔套，33-第一套孔；

41-第二隔板，42-第二隔套，43-第二套孔，44-第一安装孔；

51-集中质量块，52-承重杆，53-安装环；

61-电涡流阻尼磁铁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解所述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1-12描述本发明一些实施例的宽频带减振平台。

如图1-2所示，本实施例中适用于变频载荷的宽频带减振平台主要包括六个部分，其分别是载荷安装台2、吊装阻尼器5、电涡流阻尼磁铁组6、隔振阻尼套3、隔振连接器4和油箱底座1，其中吊装阻尼器5、电涡流阻尼磁铁组6构成减振组件，隔振阻尼套3和隔振连接器4构成隔振组件。载荷安装台2与油箱底座1通过隔振组件安装，并通过减振组件实现减振。

如3-4图所示，油箱底座1采用阻尼合金(如灰铸铁等)制成，主要包括基体和储油箱12，其中基体又包括承重架11和承重柱14。具体的，承重架11呈长方体状，并由多个承重板首尾依次连接而成，且承重架11上端面为安装配合面，安装配合面上设有多个插装柱13和多个第二安装孔16；承重柱14为多个，且一端与承重架11的上部连接，另一端与储油箱12的底部连接，适于将储油箱12悬置于承重架11内。储油箱12内盛放有负载运行所需的油液(如燃油、机油、液压油等)。储油箱12内底面还设有由铁磁材料制成的铁磁阻尼环16，且铁磁阻尼环16的高度低于储油箱12的盛油高度，从而使其铁磁阻尼环16浸没于油液中。每个承重板上均设有多个用于减重的减重孔15。

如图5-6所示，载荷安装台2呈板状，并采用阻尼合金材料(如灰铸铁等)制成，其上表面用于安装负载，下表面用于与油箱底座1和减振组件连接。具体的，下表面设有连接柱21、第一定位凸台23和分散柱24。连接柱21设于载荷安装台2下表面的外周沿，且连接柱21的底面设有用于与油缸底座上的插装柱13适配连接的插装孔22；第一定位凸台23为多个，并位于连接柱21的内侧，适于悬挂减振组件；分散柱24为多个，并分布于相邻两连接柱21之间，适于与承重架11的安装配合面接触连接，且接触连接时，分散柱24与减重孔15的位置对应。分散柱24适于分散载荷安装台2及其负载的质量及运行带来的振动，而分散柱24与减重孔15的对应设置能够使承重板中的主要承重结构与分散柱24错落排布，进而在振动传递时使基体中来自于的载荷力与振动被分散开来，进一步减小传导至地面或宽频减振平台相连的其他器械的冲击振动。

进一步的，为了与负载固定连接，载荷安装台2的上表面设有适于载荷定位安装的第二定位凸台26和固定孔25，第二定位凸台26设于载荷安装台2的中心；固定孔25为多个，并均匀分布于第二安装凸台的外周；载荷安装台2适于通过第二定位凸台26定位负载后由固定孔25将负载固定于上表面上。该种安装方式可以适用于不同尺寸的负载安装需求，且第二定位凸台26可以帮助进行更好的负载安装布局，方便后续油、电灯线路的规划，减少因负载布局混乱带来的受力不均引起的振动。

负载安装台与油箱底座1通过隔振组件连接，具体的，隔振组件由图7、图8所示的隔振阻尼套3与图9、图10所示的隔振连接器4共同组成。其中隔振阻尼套3采用阻尼材料(如橡胶、尼龙等)制成，隔振连接器4采用质软的低刚度金属(如铝)制成。具体的，隔振阻尼套3包括对应连接的第一隔板31和第一隔套32，第一隔套32与插装孔22适配插装，第一隔板31上设有贯穿第一隔套32的第一套孔33；隔振连接器4包括对应连接的第二隔板41和第二隔套42，第二隔套42与第一套孔33适配插装，第二隔板41上设有延伸至第二隔套42的第二套孔43，第二套孔43与插装柱13适配。第一隔板31与载荷安装台2上的连接柱21的端面形状基本相同，第二隔板41与第一隔板31的形状基本相同，且基体上设有与第二隔板41适配的配合面。此外，第二隔板41上还设有第一安装孔44，基体上设有对应的第二安装孔16，适于对应连接隔振连接器4和基体。

负载安装台与油箱底座1通过隔振阻尼套3和隔振连接器4实现插装孔22和插装柱13的适配连接，一方面，通过伸入的插装柱13增加了连接位置处各部分结构的接触刚度，改善其动态特性，另一方面，则通过对隔振阻尼套3和隔振连接器4的形状设置使其能够包覆载荷安装台2与基体连接位置处的水平安装面和竖直安装面，进而对不同方向的振动均具有良好的隔离效果；同时隔振阻尼套3和隔振连接器4的成型材料也可以进一步提高减振效果，进而能够有效提升振动抑制效率和隔振带宽。

此外，载荷安装台2和油箱底座1采用阻尼材料加工而成，阻尼合金材料能够在增加结构强度的同时增加系统阻尼，从而消耗部分振动能量，实现初步减振。

如图11所示的吊装阻尼器5和图12所示的电涡流阻尼磁铁组6共同构成本实施例中的减振组件。具体的，吊装阻尼器5主要包括安装环53、承重杆52和集中质量块51，承重杆52的数量为多个，且每个承重杆52的一端均与集中质量块51连接，另一端则各设有一个安装环53，每个安装环53均与一个位于载荷安装台2下表面的第一定位凸台23固连，从而将吊装阻尼器5吊装于载荷安装台2上。承重杆52用于支撑连接，其材料采用软质金属(如弹簧钢等)，且其属于长悬臂柔性构件，一方面可以在振动时使由质量块和电涡流阻尼磁铁组6组成的质量阻尼单元产生更大的位移，另一方面也可以在振动传导过程中通过形变消耗掉部分振动能量，进一步增强减振效果。集中质量块51采用密度较大的金属材料(如钨等)制成，本实施例中用于质量集中，从而有效的收集传导过来的振动能量。电涡流阻尼磁铁组6由多个电涡流阻尼磁铁61组成，多个电涡流阻尼磁铁61均套装于集中质量块51上以组成质量阻尼单元，质量阻尼单元悬空浸没在储油箱12的铁磁阻尼环16中，且不与铁磁阻尼环16内表面接触。

工作时，质量阻尼单元在承重杆52的位移放大作用下与铁磁阻尼环16发生相对运动，从而产生电涡流阻尼和粘滞阻尼，快速消耗振动能量，减小振动。特别需要提出，电涡流阻尼磁铁61的数量不应受图12所示数量限制，其应根据负载大小进行调节。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，包括：

载荷安装台，用于安装负载；

油箱底座，包括基体和储油箱，所述储油箱悬设于所述基体中；

隔振组件，所述隔振组件设于所述载荷安装台、所述基体之间，适于将所述载荷安装台安装于所述基体上；

减振组件，所述减振组件包括吊装阻尼器，所述吊装阻尼器的上端悬挂于所述载荷安装台上，下端浸没于所述储油箱的油液中。

2.根据权利要求1所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述储油箱的底部设有铁磁阻尼环；所述减振组件还包括固接于所述吊装阻尼器下端的电涡流阻尼磁铁组，所述电涡流阻尼磁铁组浸没于所述铁磁阻尼环内的油液中。

3.根据权利要求2所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述吊装阻尼器包括承重杆以及与所述承重杆连接的集中质量块；所述承重杆悬吊于所述载荷安装台上；所述集中质量块上套装有所述电涡流阻尼磁铁组。

4.根据权利要求1所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述载荷安装台上设有插装孔，所述基体上设有与所述插装孔适配的插装柱；所述隔振组件套装于所述插装柱上，并插装于所述插装孔中。

5.根据权利要求4所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述隔振组件包括隔振阻尼套和隔振连接器；所述隔振阻尼套包括对应连接的第一隔板和第一隔套，所述第一隔套与所述插装孔适配插装，所述第一隔板上设有贯穿所述第一隔套的第一套孔；所述隔振连接器包括对应连接的第二隔板和第二隔套，所述第二隔套与所述第一套孔适配插装，所述第二隔板上设有延伸至所述第二隔套的第二套孔，所述第二套孔与所述插装柱适配。

6.根据权利要求5所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述隔振阻尼套为采用橡胶或尼龙制成的一体成型结构。

7.根据权利要求4所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述载荷安装台的下表面设有连接柱和第一定位凸台，所述连接柱中设有所述插装孔；所述第一定位凸台适于悬挂所述减振组件。

8.根据权利要求1所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述载荷安装台的上表面设有适于载荷定位安装的第二定位凸台和固定孔；所述第二定位凸台设于所述载荷安装台的中心；所述固定孔为多个，并均匀分布于所述第二定位凸台的外周。

9.根据权利要求4所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述基体包括承重架和承重柱；所述承重架由多个承重板首尾依次连接而成，且所述承重架上设有所述插装柱；所述承重柱的一端与所述承重架连接，另一端与所述储油箱连接，适于将所述储油箱悬置于所述承重架内。

10.根据权利要求9所述的适用于变频载荷的宽频带减振平台，其特征在于，所述承重板上设有减重孔，所述载荷安装台的下表面设有适于与所述承重板端面连接的分散柱，所述分散柱与所述减重孔位置对应。

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