CN114893391A - 一种水泵用复合式减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水泵用复合式减振装置，其包括上端中间开有圆孔的圆柱减振结构件、下端对称设置的两个“入”字型减振结构件、减振弹簧和螺栓，圆柱减振结构件设于两个“入”字型减振结构件的头部之间且圆柱减振结构件顶端贴合水泵引脚底端，两个所述“入”字型减振结构件底部与安装底座相连，圆柱减振构件底部和两侧相对设置的“入”字型减振结构件内壁及安装底座构成容纳空间，减振弹簧沿竖直向设于容纳空间内，螺栓从上往下依次穿过水泵引脚、圆柱减振结构件的圆孔和减振弹簧并固定于安装底座。本发明减振效果明显，能解决电子水泵在高速运转和随机振动工况下因振动引起的结构断裂断裂问题，提高产品的运行稳定性，并延长使用寿命。

Description

一种水泵用复合式减振装置
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，具体说是一种水泵用复合式减振装置。
背景技术
现有电子水泵的固定连接方式为多为螺栓刚性连接，而电子水泵面临的振动工况及外部环境十分复杂，这种螺栓刚性连接的方式根本无法满足振动要求，尤其是大功率系列的电子水泵影响很大，特意针对螺栓刚性连接的400W某系列电子水泵进行随机振动仿真分析，其仿真结果表明应力最大值位于引脚连接部分，应力高达246.819MPa，已超过电子水泵该结构使用材料的屈服极限(170MPa)，断裂失效，且仿真与实际产品断裂失效位置非常契合，故可以得出400W某系列电子水泵的断裂失效方式就是螺栓刚性连接引起导致的电子水泵结构断裂失效，另外通过对市场上电子水泵产品的常用连接方式和减振机构进行深入调研，发现也存在部分产品采用刚性连接加圆形脚垫的方式进行减振，为进一步评估这种连接的可行性，针对同样的400W某系列电子水泵设计了圆形脚垫和螺栓刚性连接，即圆柱形刚性连接，并建立了CAE模型和进行了随机振动仿真分析，从应力角度出发，其仿真结果表明应力最大值仍然位于引脚连接部分，最大应力值为177.048MPa，对比螺栓刚性连接方式，应力虽然有一定减小，但应力仍然超过电子水泵该结构使用材料的屈服极限(170MPa)，也是断裂失效，故采用刚性连接和圆形脚垫减振的方式也不可行，风险非常大。
因此，急需提出一种行之有效的技术方案，既能解决大功率系列电子水泵因刚性连接引起的断裂失效问题，又能减小振动和尽快通过随机振动试验，并提高该系列产品的可靠性和寿命。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种减振效果明显，能解决电子水泵在高速运转和随机振动工况下因振动引起的断裂失效问题，提高产品运行稳定性并延长使用寿命的水泵用复合式减振装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水泵用复合式减振装置，所述复合式减振装置包括上端中间开有圆孔的圆柱减振结构件、下端对称设置的两个“入”字型减振结构件、减振弹簧和螺栓，所述圆柱减振结构件设于两个“入”字型减振结构件的头部之间且圆柱减振结构件顶端贴合与水泵固定相连的水泵引脚底端，两个所述“入”字型减振结构件底部与安装底座相连，所述圆柱减振构件底部和两侧相对设置的“入”字型减振结构件内壁及安装底座构成容纳空间，所述减振弹簧沿竖直向设于容纳空间内，所述螺栓从上往下依次穿过水泵引脚、圆柱减振结构件的圆孔和减振弹簧并固定于安装底座。
作为优选，每一所述“入”字型减振结构件的“入”字夹角为θ，0°＜θ＜90°。
作为优选，所述“入”字夹角θ范围为30°＜θ＜60°。
作为优选，所述圆柱减振结构件和“入”字型减振结构件均采用橡胶材质。
作为优选，所述水泵两侧均设有水泵引脚，且两侧的水泵引脚高度一致时，两侧的水泵引脚底端均设有复合式减振装置；
作为优选，所述水泵两侧均设有水泵引脚，且两侧的水泵引脚高度不一致时，所述水泵引脚矮的一侧底端设有复合式减振装置，所述水泵引脚高的一侧底端设有脚垫，所述脚垫的高度保证水泵处于水平线上。
作为优选，所述圆孔设于圆柱中央。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明主要由减振结构件和减振弹簧复合而成，一方面，对于该复合式减振装置的减振结构件，其上端设计成中间开有圆孔的圆柱减振结构件，通过螺栓穿过圆孔与电子水泵引脚连接，既能满足端面装配平面度要求，又能起到初次减小电子水泵上下向振动，同时，该减振结构件的下端设计发明成“入”字型的方式，当电子水泵处于复杂的随机振动工况下时，能将上下向的振动力分解成一个“入”字角度的两向分力，不仅能二次减小上下向振动，而且还能避免安装底座加载工况引起的振动传递到电子水泵上，进一步地，“入”字型减振结构件设计的夹角还能起到减小缓冲左右向振动的传递，进而减小左右向振动；另一方面，该复合式减振装置的减振弹簧通过装配在容纳空间内，也就是减振结构件的中间部分，不仅能起到三次减小电子水泵上下向振动作用，还能起到避免安装底座振动传递到电子水泵上，以及起到支撑和增强减振结构件的作用。
2、本发明通过减小振动能够解决电子水泵在高速运转和随机振动工况下因振动引起的结构断裂失效问题，同时能提高产品运行稳定性并延长使用寿命；
3、本发明结构简单，安装方便，且装配空间紧凑，占用空间小，生产成本低，适用性广泛。
附图说明
图1是本发明的装配示意图；
图2是本发明的减振结构件立体结构图；
图3是本发明装配的俯视图；
图4是图3中沿A-A的剖视图；
图5是本发明受力分解示意图。
具体实施方式
下面将结合图1-5详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种水泵用复合式减振装置，复合式减振装置包括上端中间开有圆孔的圆柱减振结构件3、下端对称设置的两个“入”字型减振结构件1、减振弹簧2和螺栓8，圆柱减振结构件和“入”字型减振结构件均采用橡胶材质，具有一定的弹性，在很小的外力作用下能够产生形变，且还能恢复原状，圆柱减振结构件设于两个“入”字型减振结构件的头部之间且圆柱减振结构件顶端贴合与水泵4固定相连的水泵引脚7底端，两个“入”字型减振结构件底部与安装底座6相连，圆柱减振构件底部和两侧相对设置的“入”字型减振结构件内壁及安装底座构成容纳空间，减振弹簧沿竖直向设于容纳空间内，螺栓从上往下依次穿过水泵引脚、圆柱减振结构件的圆孔和减振弹簧并固定于安装底座，圆孔设于圆柱中央，有利于将减振弹簧固定于减振结构件的中央位置，更好减振，所述水泵两侧均设有水泵引脚，且两侧的水泵引脚高度一致时，两侧的水泵引脚底端均设有复合式减振装置，水泵两侧均设有水泵引脚，且两侧的水泵引脚高度不一致时，水泵引脚矮的一侧底端设有复合式减振装置，水泵引脚高的一侧底端设有脚垫5，所述脚垫的高度保证水泵处于水平线上。
一方面，本发明上端设计成中间开有圆孔的圆柱减振结构件，通过螺栓穿过圆孔与电子水泵引脚连接，既能满足端面装配平面度要求，又能起到初次减小电子水泵上下向振动；另一方面，本发明中的减振弹簧通过装配在整个减振结构件的中间部分，不仅能起到进一步减小电子水泵上下向振动作用，还能起到避免安装底座振动传递到电子水泵上，以及起到支撑和增强减振结构件的作用。
进一步地，通过将下端的减振结构件设计发明成“入”字型的方式，具体如图5所示，当电子水泵处于复杂的随机振动工况下时，能将上下向的振动力分解成一个“入”字角度的两向分力，其中当电子水泵上下向振动力F作用在复合式减振装置上时，“入”字型减振结构件的设计能将上下向振动力F分解成两个分力F1和F2作用在减振结构和安装底座上，根据牛顿第三定律，即力的相互性，此时减振结构件固定在安装底座上会产生两个反向作用分力F1和F2，进而减小电子水泵上下向振动作用力，同时，减振弹簧也能产生一个反向作用力F0进一步地减小振动，因此通过有效利用复合式减振结构件的方式，不仅能充分降低电子水泵的振动，而且还能避免振动传递到电子水泵上，从受力角度分析来看，“入”字型减振结构件的“入”字夹角θ(即分力F1与F2间的夹角)可以允许的角度范围为0°＜θ＜90°，当夹角在30°＜θ＜60°区间时，“入”字型减振结构件受力最好，两侧减振结构能充分利用其减振性能，达到减振效果，当夹角为45°的时候，“入”字型减振结构件两侧受力最均匀。因此针对不同安装环境在允许的角度区间，可按需设计对应减振角度，以达到最优的减振效果。
进一步地，为验证本发明的减振结构件能否降低结构应力的有效性、可行性和适用性，同步进行随机振动仿真分析本发明的复合减振装置、刚性连接方式(背景技术方案)和圆柱刚性连接(背景技术中的调研方案)的应力对比情况，具体如下表1(不同方案下随机振动仿真结果对比)所示：
表1不同方案下随机振动仿真结果对比
Figure BDA0003637973840000041
Figure BDA0003637973840000051
同步对比三种仿真方案的应力情况，可以得出，本申请发明的复合减振结构装置应力最大值仅为81.646MPa，没有超过屈服极限(170MPa)，不会断裂失效，很安全，且对比背景技术中的方案，应力明显减小，由此可见，本发明申请的复合式减振装置不仅能在最大程度上降低电子水泵振动，而且结构简单，装配空间紧凑，占用空间小，开发投入成本也低，因此本发明的减振结构件对于降低结构应力具有有效性、可行性和实用性。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以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 (7)

1.一种水泵用复合式减振装置，其特征在于：所述复合式减振装置包括上端中间开有圆孔的圆柱减振结构件(3)、下端对称设置的两个“入”字型减振结构件(1)、减振弹簧(2)和螺栓(8)，所述圆柱减振结构件设于两个“入”字型减振结构件的头部之间且圆柱减振结构件顶端贴合与水泵(4)固定相连的水泵引脚(7)底端，两个所述“入”字型减振结构件底部与安装底座(6)相连，所述圆柱减振构件底部和两侧相对设置的“入”字型减振结构件内壁及安装底座构成容纳空间，所述减振弹簧沿竖直向设于容纳空间内，所述螺栓从上往下依次穿过水泵引脚、圆柱减振结构件的圆孔和减振弹簧并固定于安装底座。
2.根据权利要求1所述水泵用复合式减振装置，其特征在于：每一所述“入”字型减振结构件的“入”字夹角为θ，0°＜θ＜90°。
3.根据权利要求2所述水泵用复合式减振装置，其特征在于：所述“入”字夹角θ范围为30°＜θ＜60°。
4.根据权利要求1所述水泵用复合式减振装置，其特征在于：所述圆柱减振结构件和“入”字型减振结构件均采用橡胶材质。
5.根据权利要求1所述水泵用复合式减振装置，其特征在于：所述水泵两侧均设有水泵引脚，且两侧的水泵引脚高度一致时，两侧的水泵引脚底端均设有复合式减振装置。
6.根据权利要求1所述水泵用复合式减振装置，其特征在于：所述水泵两侧均设有水泵引脚，且两侧的水泵引脚高度不一致时，所述水泵引脚矮的一侧底端设有复合式减振装置，所述水泵引脚高的一侧底端设有脚垫(5)，所述脚垫的高度保证水泵处于水平线上。
7.根据权利要求1所述水泵用复合式减振装置，其特征在于：所述圆孔设于圆柱中央。
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