CN117755431B - 一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶声呐安装技术领域,公开了一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构及其安装方法,该方法通过安装导流罩;装配多个柔性连接装置;安装柔性连接装置;安装声呐换能器,将声呐换能器通过螺栓与导流罩内部和挡板上设置的柔性连接装置进行连接。本发明的方法可有效降低船体振动对声呐换能器正常工作的影响,提高声呐换能器的探测精度,效果明显,可靠性强,解决了现有固定安装方法的局限性。该结构在确保声呐换能器探测精度的同时,通过柔性连接装置的作用降低船体自振动对声呐换能器的干扰。该结构简单,效果可靠,可以达到良好的减振效果。
Description
技术领域
本发明涉及船舶声呐安装技术领域,具体为一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构及其安装方法。
背景技术
声呐是一种利用声波在水中传播和反射的特性,通过回声探测原理探测海底地貌和水下物体动态的装置,可以显示水下地貌形态和分布,随着海洋经济的发展以及国家海洋安全的需要,声呐的精度受到越来越多的重视。
现有的船舶声呐安装结构,需要先将声呐通过刚性连接固定安装在水箱中,水箱和水体之间通过刚性连接装置如螺栓等安装透声板从而方便声呐进行水下探测,但是在声呐工作过程中船体的振动会通过刚性连接全部传递到声呐上,对声呐的正常工作产生振动及噪声干扰,影响声呐的探测效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构及其安装方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,一方面本发明提供如下技术方案:
一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构安装方法,包括以下步骤:
S1:安装导流罩,在船体侧面开设安装孔,将导流罩贯穿安装孔进行固定连接,连接处密封设置;
S2:装配多个柔性连接装置,每个柔性连接装置装配时,均通过将弹簧块与固定架表面打磨光滑后,固定架一侧固定连接弹簧块,另一侧固定连接滑块,再将橡胶阻尼片固定安装在弹簧块靠近滑块的一端;
S3:安装柔性连接装置,将多个柔性连接装置设置有滑块的一端分别与导流罩内部和挡板表面的卡槽进行连接;
S4:安装声呐换能器,将声呐换能器与导流罩内部和挡板上设置的柔性连接装置进行连接,完成声呐换能器的安装。
进一步优选地,所述S2中,装配多个柔性连接装置时,在装配后的柔性连接装置上涂敷防腐涂料,防腐涂料为E-44环氧树脂。
进一步优选地,所述S3中,安装柔性连接装置时,每个相邻的所述柔性连接装置之间的空间角为90°。柔性连接装置共设置有6个,分别连接于声呐换能器的6个表面。可以实现声呐换能器在空间内各个方向上自由度的约束。
进一步优选地,所述S4中,安装声呐换能器时,所述声呐换能器与船体表面平行,且误差为±0.2mm。
进一步优选地,所述S4中,安装声呐换能器后,还需依次安装水管、排气管、挡板和进行密封及注水处理;
所述安装水管和排气管时,在挡板上开设与水管和排气管连接的安装孔,并将水管和排气管分别与其相对应的安装孔进行固定连接;
所述安装挡板时,将挡板固定安装在船体内部,挡板表面设置有柔性连接装置的一端朝向声呐换能器,且挡板表面设置有柔性连接装置的一端与声呐换能器固定连接,挡板、船体和导流罩之间形成注水腔;
所述进行密封及注水处理时,用密封胶堵住挡板和船体之间的空隙,并打开水管端部的阀门向注水腔内部注水,直至排气管管口阀门处有水溢出时,关闭水管和排气管端部的阀门,停止注水,完成安装。
另一方面,本发明还提供了一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构,包括船体,所述船体侧面通过安装孔连接有导流罩,所述船体内部还设置有挡板,所述导流罩与挡板之间中心处设置有声呐换能器,且所述声呐换能器与导流罩和挡板之间设置有多个柔性连接装置;
所述柔性连接装置包括弹簧块和固定架,所述固定架一侧固定连接有弹簧块,所述固定架另一侧通过滑块安装于卡槽内部,所述弹簧块靠近滑块的一侧通过橡胶阻尼片连接于挡板或导流罩,所述弹簧块另一端固定连接于声呐换能器。
进一步优选地,每个所述柔性连接装置上均设置有两组固定架,且两组所述固定架对称设置于弹簧块两侧。弹簧块采用合金钢顺磁性材料。固定架可以防止弹簧块发生径向形变的同时提高柔性连接装置的等效刚度,合金钢顺磁性材料可以减小弹簧块的重量,提高弹簧块的刚度,在实现柔性连接装置轻量化的同时,提高柔性连接装置的支撑性能,提高柔性连接装置的减振性能。
进一步优选地,所述挡板远离声呐换能器的一侧还设置有水管和排气管。
进一步优选地,所述水管和排气管的轴线与船体相互垂直,且所述水管和排气管的端部均设置有阀门。通过水管向注水腔内注水使水体浸没声呐换能器及柔性连接装置,通过水体的阻尼作用损耗船体振动能量,进一步降低船体振动对声呐换能器的影响。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明的方法可有效降低船体振动对声呐换能器正常工作的影响,提高声呐换能器的探测精度,效果明显,可靠性强,解决了现有固定安装方法的局限性。该结构在确保声呐换能器探测精度的同时,通过柔性连接装置和海水的阻尼作用降低船体自振动对声呐换能器的干扰。该结构简单,效果可靠,可以达到良好的减振效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的柔性连接装置安装示意图;
图3为本发明的滑块安装示意图;
图4为本发明的挡板安装示意图;
图5为本发明的声呐换能器振动效果对比图;
图中:1、导流罩;2、柔性连接装置;3、声呐换能器;4、挡板;5、船体;6、橡胶阻尼片;7、水管;8、排气管;21、弹簧块;22、固定架;23、滑块;24、卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-图5,本发明提供一种技术方案:
一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构安装方法,包括以下步骤:
S1:安装导流罩1,在船体5侧面开设安装孔,将导流罩1贯穿安装孔并进行焊接,焊接处涂敷密封胶;
S2:装配多个柔性连接装置2,每个柔性连接装置2装配时,均通过将弹簧块21与固定架22表面打磨光滑后,固定架22一侧通过螺栓连接弹簧块21,另一侧通过焊接连接滑块23,再将橡胶阻尼片6打孔后胶粘在弹簧块21靠近滑块23的一端;
S3:安装柔性连接装置2,将多个柔性连接装置2设置有滑块23的一端分别与导流罩1内部和挡板4表面的卡槽24进行连接;
S4:安装声呐换能器3,将声呐换能器3通过螺栓与导流罩1内部和挡板4上设置的柔性连接装置2进行连接,完成声呐换能器3的安装。
本发明中,S2中,装配多个柔性连接装置2时,在装配后的柔性连接装置2上涂敷防腐涂料,防腐涂料为E-44环氧树脂。E-44环氧树脂具有良好的化学性能和机械性能,抗水性和抗溶剂性强的优点,在柔性连接装置2上涂敷E-44环氧树脂,减小柔性连接装置2的锈蚀,影响减振效果对声呐探测效果产生影响的可能性,同时能够提高柔性连接装置2的使用寿命。
本发明中,S3中,安装柔性连接装置2时,每个相邻的柔性连接装置2之间的空间角为90°。柔性连接装置2共设置有6个,分别连接于声呐换能器3的6个表面。可以实现声呐换能器3在空间内各个方向上自由度的约束。
本发明中,S4中,安装声呐换能器3时,声呐换能器3与船体5表面平行,且误差为±0.2mm。
本发明中,S4中,安装声呐换能器3后,还需依次安装水管7、排气管8、挡板4和进行密封及注水处理;
安装水管7和排气管8时,在挡板4上开设与水管7和排气管8连接的安装孔,并将水管7和排气管8分别与其相对应的安装孔进行焊接;
安装挡板4时,将挡板4通过螺栓安装在船体5内部,挡板4表面设置有柔性连接装置2的一端朝向声呐换能器3,且挡板4表面设置有柔性连接装置2的一端与声呐换能器3通过螺栓连接,挡板4、船体5和导流罩1之间形成注水腔;
进行密封及注水处理时,用密封胶堵住挡板4和船体5之间的空隙,并打开水管7端部的阀门向注水腔内部注水,直至排气管8管口阀门处有水溢出时,关闭水管7和排气管8端部的阀门,停止注水,完成安装。通过水管7向注水腔内注水使水体浸没声呐换能器3及柔性连接装置2,通过水体的阻尼作用损耗船体5振动能量,进一步降低船体5振动对声呐换能器3的影响。
一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构,包括船体5,船体5侧面通过安装孔连接有导流罩1,导流罩1整体呈U型结构,且U型结构的闭口端呈弧形结构,船体5内部还设置有挡板4,导流罩1与挡板4之间中心处设置有声呐换能器3,且声呐换能器3与导流罩1和挡板4之间设置有多个柔性连接装置2;
柔性连接装置2包括弹簧块21和固定架22,固定架22一侧通过螺栓连接有弹簧块21,固定架22另一侧通过滑块23安装于卡槽24内部,弹簧块21靠近滑块23的一侧通过橡胶阻尼片6连接于挡板4或导流罩1,弹簧块21另一端通过螺栓连接于声呐换能器3。橡胶阻尼片6厚度为2mm,橡胶阻尼片6厚度在2mm时,能够在不占用过大注水腔空间的同时起到很好的减振吸声效果。
本发明中,每个柔性连接装置2上均设置有两组固定架22,且两组固定架22对称设置于弹簧块21两侧。弹簧块21采用合金钢顺磁性材料。固定架22可以防止弹簧块21发生径向形变的同时提高柔性连接装置2的等效刚度,合金钢顺磁性材料可以减小弹簧块21的重量,提高弹簧块21的刚度,在实现柔性连接装置2轻量化的同时,提高柔性连接装置2的支撑性能,提高柔性连接装置2的减振性能。
本发明中,挡板4远离声呐换能器3的一侧还设置有水管7和排气管8。水管7和排气管8的轴线与船体5相互垂直,且水管7和排气管8的端部均设置有阀门。通过水管7向注水腔内注水使水体浸没声呐换能器3及柔性连接装置2,使水体损耗船体5振动能量,进一步降低船体5振动对声呐换能器3的影响。
实施例1
安装导流罩1,在船体5侧面开设安装孔,将导流罩1贯穿安装孔并进行焊接,焊接处涂敷密封胶。导流罩1整体呈U型结构,且U型结构的闭口端呈弧形结构。导流罩1中心位置与声呐换能器3重心位置的连线和船体5平行。
装配多个柔性连接装置2,每个柔性连接装置2装配时,均通过将弹簧块21与固定架22表面打磨光滑后,固定架22一侧通过螺栓连接弹簧块21,另一侧通过焊接连接滑块23,再将橡胶阻尼片6打孔后胶粘在弹簧块21靠近滑块23的一端。装配多个柔性连接装置2时,在装配后的柔性连接装置2上涂敷防腐涂料,防腐涂料为E-44环氧树脂。E-44环氧树脂具有良好的化学性能和机械性能,抗水性和抗溶剂性强的优点,在柔性连接装置2上涂敷E-44环氧树脂,减小柔性连接装置2的锈蚀,影响减振效果对声呐探测效果产生影响的可能性,同时能够提高柔性连接装置2的使用寿命。每个柔性连接装置2上均设置有两组固定架22,且两组固定架22对称设置于弹簧块21两侧。弹簧块21采用合金钢顺磁性材料。固定架22可以防止弹簧块21发生径向形变的同时提高柔性连接装置2的等效刚度,合金钢顺磁性材料可以减小弹簧块21的重量,提高弹簧块21的刚度,在实现柔性连接装置2轻量化的同时,提高柔性连接装置2的支撑性能,提高柔性连接装置2的减振性能。
安装柔性连接装置2,将多个柔性连接装置2设置有滑块23的一端分别与导流罩1内部和挡板4表面的卡槽24进行连接。安装柔性连接装置2时,每个相邻的柔性连接装置2之间的空间角为90°。柔性连接装置2共设置有6个,分别连接于声呐换能器3的6个表面。可以实现声呐换能器3在空间内各个方向上自由度的约束。
安装声呐换能器3,将声呐换能器3通过螺栓与导流罩1内部设置的柔性连接装置2进行连接,安装声呐换能器3时,声呐换能器3与船体5表面平行,且误差为±0.2mm。
安装水管7和排气管8,在挡板4上开设与水管7和排气管8连接的安装孔,并将水管7和排气管8分别与其相对应的安装孔进行焊接。
安装挡板4,将挡板4通过螺栓安装在船体5内部,挡板4表面设置有柔性连接装置2的一端朝向声呐换能器3,且挡板4表面设置有柔性连接装置2的一端与声呐换能器3通过螺栓连接,挡板4、船体5和导流罩1之间形成注水腔;
密封及注水,用密封胶堵住挡板4和船体5之间的空隙,并打开水管7端部的阀门向注水腔内部注水,直至排气管8管口阀门处有水溢出时,关闭水管7和排气管8端部的阀门,停止注水,完成安装。通过水管7向注水腔内注水使水体浸没声呐换能器3及柔性连接装置2,使水体损耗船体5振动能量,进一步降低船体5振动对声呐换能器3的影响。
本实施例中,对导流罩1施加大小为1N简谐激励,声呐换能器3表面振动加速度级曲线见图5实线;图5虚线为将声呐换能器3刚性安装在挡板4内壁,其余工况保持不变的情况下声呐换能器3表面振动加速度级曲线;对比可得,相较于刚性安装方式,柔性安装方式在峰值处响应降低了24dB,且在宽频范围内有效抑制了声呐换能器3的表面振动。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:安装导流罩(1),在船体(5)侧面开设安装孔,将导流罩(1)贯穿安装孔进行固定连接,连接处密封设置;
S2:装配多个柔性连接装置(2),每个柔性连接装置(2)装配时,均通过将弹簧块(21)与固定架(22)表面打磨光滑后,固定架(22)一侧固定连接弹簧块(21),另一侧固定连接滑块(23),再将橡胶阻尼片(6)固定安装在弹簧块(21)靠近滑块(23)的一端;
S3:安装柔性连接装置(2),将多个柔性连接装置(2)设置有滑块(23)的一端分别与导流罩(1)内部和挡板(4)表面的卡槽(24)进行连接,每个相邻的所述柔性连接装置(2)之间的空间角为90°;
S4:安装声呐换能器(3),将声呐换能器(3)与导流罩(1)内部和挡板(4)上设置的柔性连接装置(2)进行连接,完成声呐换能器(3)的安装;
安装声呐换能器(3)后,还需依次安装水管(7)、排气管(8)、挡板(4)和进行密封及注水处理;
所述安装水管(7)和排气管(8)时,在挡板(4)上开设与水管(7)和排气管(8)连接的安装孔,并将水管(7)和排气管(8)分别与其相对应的安装孔进行固定连接;
安装挡板(4)时,将挡板(4)固定安装在船体(5)内部,挡板(4)表面设置有柔性连接装置(2)的一端朝向声呐换能器(3),且挡板(4)表面设置有柔性连接装置(2)的一端与声呐换能器(3)固定连接,挡板(4)、船体(5)和导流罩(1)之间形成注水腔;
所述进行密封及注水处理时,用密封胶堵住挡板(4)和船体(5)之间的空隙,并打开水管(7)端部的阀门向注水腔内部注水,直至排气管(8)管口阀门处有水溢出时,通过水管(7)向注水腔内注水使水体浸没声呐换能器(3)及柔性连接装置(2),关闭水管(7)和排气管(8)端部的阀门,停止注水,完成安装。
2.根据权利要求1所述的一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构安装方法,其特征在于:所述S2中,装配多个柔性连接装置(2)时,在装配后的柔性连接装置(2)上涂敷防腐涂料,防腐涂料为E-44环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构安装方法,其特征在于:所述S4中,安装声呐换能器(3)时,所述声呐换能器(3)与船体(5)表面平行,且误差为±0.2mm。
4.一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构,包括船体(5),其特征在于:所述船体(5)侧面通过安装孔连接有导流罩(1),所述船体(5)内部还设置有挡板(4),所述导流罩(1)与挡板(4)之间中心处设置有声呐换能器(3),且所述声呐换能器(3)与导流罩(1)和挡板(4)之间设置有多个柔性连接装置(2);
所述柔性连接装置(2)包括弹簧块(21)和固定架(22),所述固定架(22)一侧固定连接有弹簧块(21),所述固定架(22)另一侧通过滑块(23)安装于卡槽(24)内部,所述弹簧块(21)靠近滑块(23)的一侧通过橡胶阻尼片(6)连接于挡板(4)或导流罩(1),所述弹簧块(21)另一端固定连接于声呐换能器(3)。
5.根据权利要求4所述的一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构,其特征在于:每个所述柔性连接装置(2)上均设置有两组固定架(22),且两组所述固定架(22)对称设置于弹簧块(21)两侧。
6.根据权利要求4所述的一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构,其特征在于:所述挡板(4)远离声呐换能器(3)的一侧还设置有水管(7)和排气管(8)。
7.根据权利要求6所述的一种用于船舶声呐的柔性安装减振结构,其特征在于:所述水管(7)和排气管(8)的轴线与船体(5)相互垂直,且所述水管(7)和排气管(8)的端部均设置有阀门。
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