CN117722485A - 一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置 - Google Patents
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Abstract
一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，它包含齿轮箱支架、上传感器、执行器、空气弹簧、下传感器、和金属橡胶隔振器；空气弹簧和金属橡胶隔振器的一端安装在齿轮箱支架上，空气弹簧和金属橡胶隔振器的另一端安装在行星齿轮箱接口上，齿轮箱支架与行星齿轮箱连接成一体，上传感器通过执行器连接在空气弹簧的上端，所述执行器接收外部控制系统的信号，以调节空气弹簧A的刚度，空气弹簧的下端固定有下传感器，下传感器支撑在基座凹槽内。本发明具有结构紧凑、性能稳定和安装方便的优点，可在齿轮箱与基架之间起到良好的隔振作用。
Description
技术领域
本发明涉及舰船振动机噪声控制领域，具体地涉及舰船行星齿轮减速器复合隔振装置。
背景技术
舰船在巡航过程中主要振动噪声包括机械振动噪声，水动力噪声与螺旋桨噪声。其中，机械振动噪声是舰船巡航时最主要的振动噪声来源，主要噪声来源于机械传动系统中的减速器齿轮箱。减速器齿轮箱的隔振方法主要包括内部隔振和外部隔振两种，由于后者的隔振效果显著，故常采用后者。舰船减速器齿轮箱与船体结构之间通过钢板结构焊接的支撑基座连接，吸声减振效果差，需要进行减振设计，减小齿轮箱振动噪声向船体传递振动。
传统的减振方法是在其他结构不变的情况下，在齿轮箱振动传递路径上加装柔性阻尼材料对振动进行被动隔振控制，齿轮箱传递振动幅值改善不明显，隔振效果差。
发明内容
本发明为克服现有技术，提供一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置。该装置利用阻尼隔振层和空气弹簧的组合安装方式，可实时监测装置隔振效果，动态调节空气弹簧刚度，稳定系统阻尼，实现了良好的隔振效果。
一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，它包含齿轮箱支架、上传感器、执行器、空气弹簧A、下传感器、空气弹簧B和金属橡胶隔振器；
空气弹簧B和金属橡胶隔振器的一端安装在齿轮箱支架上，空气弹簧B和金属橡胶隔振器的另一端安装在行星齿轮箱接口上，齿轮箱支架与行星齿轮箱连接成一体，上传感器通过执行器连接在空气弹簧A的上端，所述执行器接收外部控制系统的信号，以调节空气弹簧A的刚度，空气弹簧A的下端固定有下传感器，下传感器支撑在基座的凹槽内。
进一步地，所述上传感器用于实时测量齿轮箱支架激励产生的振动信息。
进一步地，所述下传感器用于实时测量经过空气弹簧A隔振后传递到基座上的激励。
进一步地，上传感器和下传感器测得的振动信息进入测量系统中转化为振动信号后传递给控制系统，经过判断后输出控制信号到执行器。
进一步地，空气弹簧B和金属橡胶隔振器的一端通过紧定螺钉安装在齿轮箱支架上。
进一步地，空气弹簧B与金属橡胶隔振器以组合布置的柔性减振方式缓冲行星齿轮箱的激励。
本发明相比现有技术的有益效果是：
一是优化了行星齿轮箱与支架间隔振装置的安装方式，实现周向限扭与承重隔振的功能；二是在齿轮箱支架与基座之间采用了刚度可调节的空气弹簧，实现主动隔振；
本发明装置具有结构紧凑、性能稳定和安装方便的特点，可在齿轮箱与基架之间起到良好的隔振作用。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
附图说明
图1为本发明舰船行星齿轮减速器复合隔振装置的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为舰船行星齿轮减速器复合隔振装置的载荷图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
图和图2展示了一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其包含齿轮箱支架1、上传感器2、执行器3、空气弹簧A4、下传感器5、空气弹簧B7和金属橡胶隔振器10；
空气弹簧B7和金属橡胶隔振器10的一端安装在齿轮箱支架1上，空气弹簧B7和金属橡胶隔振器1的另一端安装在行星齿轮箱8接口上，齿轮箱支架1与行星齿轮箱8连接成一体，上传感器2通过执行器3连接在空气弹簧A4的上端，所述执行器3接收外部控制系统的信号，以调节空气弹簧A4的刚度，空气弹簧A4的下端固定有下传感器5，下传感器5支撑在基座6的凹槽内。
本实施方式中在行星齿轮箱8与齿轮箱支架1之间利用阻尼隔振层和空气弹簧自身阻抗大幅降低齿轮箱传递振动幅值的特点优化隔振层的安装方式，并在齿轮箱支架1与基座6之间设置可调刚度空气弹簧子系统，通过上传感器2、下传感器5、测量系统、控制系统、执行器3实时监测装置的隔振效果，并根据监测结果动态调节空气弹簧A4的刚度，可使空气弹簧刚度稳定，实现更好的隔振效果。
行星齿轮箱8与齿轮箱支架1之间采用空气弹簧B7与金属橡胶隔振器10组合布置的柔性减振方式缓冲齿轮箱激励，消耗激励能量。齿轮箱支架1与基座6之间布置可调节刚度的空气弹簧A4，起到承重、监测隔振效果和主动隔振作用，进一步隔离行星齿轮箱8传递到基座6任意方向的振动，可达到良好的减振隔振效果。
当舰船行星减速器齿轮箱工作发生振动时，振动首先传递到齿轮箱支架1上，在此过程中，布置在齿轮箱支架1下端的金属橡胶隔振器10起到减振和承受齿轮箱重力载荷的作用，布置在齿轮箱支架1上端的空气弹簧B7具有一定刚度，起到减振和周向限扭的作用，而后齿轮箱支架1上的振动传递到基座6上，在此过程中，固定在空气弹簧A4顶部连接板上的上传感器2，实时测量齿轮箱支架1激励产生的振动信息，固定在空气弹簧A4底部连接板上的下传感器5，实时测量经过空气弹簧A4隔振后传递到基座6上的激励。
上下传感器测得的振动信息进入测量系统中转化为振动信号后传递给控制系统，控制系统判断装置隔振效果，经过计算与逻辑判断后输出控制信号到执行器3，执行器3实时调节安装定位在基座6与齿轮箱支架1之间的空气弹簧A4的刚度，实现主动隔振与承载的功能。
具体地，上传感器2、执行器3、空气弹簧A4和下传感器5构成子系统，齿轮箱支架1和基座6之间均布有四套子系统。均布在基座6与齿轮箱支架1之间，实现各个方向振动激励的充分监测与控制。径向上相邻两个金属橡胶隔振器10之间的夹角为45°。径向上相邻两个空气弹簧B7之间的夹角为45°。
具体地，行星齿轮箱8在轴向上布置有四套空气弹簧B7和四套金属橡胶隔振器10。实现各个方向振动激励的充分监测与控制。
图3展示了舰船行星齿轮减速器复合隔振装置的载荷图。布置在齿轮箱支架1上端的空气弹簧B7承受行星齿轮箱绕齿轮轴方向扭转载荷的作用(11点和12点)，金属橡胶隔振器承受齿轮箱重力载荷的作用(13点和14点)。图中：11点和12点表示闲置减速器扭转，受力方向为切向(如m1，m1′，m2，m2′)，13点和14点表示承受减速器重力，受力方向为径向(如p1和p2)，m代表扭矩，p代表力。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。
Claims (8)
1.一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：包含齿轮箱支架(1)、上传感器(2)、执行器(3)、空气弹簧A(4)、下传感器(5)、空气弹簧B(7)和金属橡胶隔振器(10)；
空气弹簧B(7)和金属橡胶隔振器(10)的一端安装在齿轮箱支架(1)上，空气弹簧B(7)和金属橡胶隔振器(10)的另一端安装在行星齿轮箱(8)接口上，齿轮箱支架(1)与行星齿轮箱(8)连接成一体，上传感器(2)通过执行器(3)连接在空气弹簧A(4)的上端，所述执行器(3)接收外部控制系统的信号，以调节空气弹簧A(4)的刚度，空气弹簧A(4)的下端固定有下传感器(5)，下传感器(5)支撑在基座(6)的凹槽内。
2.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：所述上传感器(2)用于实时测量齿轮箱支架(1)激励产生的振动信息。
3.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：所述下传感器(5)用于实时测量经过空气弹簧A(4)隔振后传递到基座(6)上的激励。
4.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：上传感器(2)和下传感器(5)测得的振动信息进入测量系统中转化为振动信号后传递给控制系统，经过判断后输出控制信号到执行器(3)。
5.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：空气弹簧B(7)和金属橡胶隔振器(10)的一端通过紧定螺钉(9)安装在齿轮箱支架(1)上。
6.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：空气弹簧B(7)与金属橡胶隔振器(10)以组合布置的柔性减振方式缓冲行星齿轮箱(8)的激励。
7.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：上传感器(2)、执行器(3)、空气弹簧A(4)和下传感器(5)构成子系统，齿轮箱支架(1)和基座(6)之间均布有四套子系统。
8.根据权利要求1所述一种舰船行星齿轮减速器复合隔振装置，其特征在于：行星齿轮箱(8)在轴向上布置有四套空气弹簧B(7)和四套金属橡胶隔振器(10)。
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