CN206608495U - 一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置，包括一减振臂、两个重力臂和三个减振弹簧；减振臂用铁基阻尼合金做成，减振臂呈L型，其垂直边连接在振动源之上，两个重力臂的上端部分别活动连接在减振臂的水平边上，第一减振弹簧水平连接在两个重力臂之间，第二减振弹簧水平连接在第二重力臂和减振臂的垂直边之间，第三减振弹簧水平连接在第一重力臂和减振臂的垂直边之间，三个减振弹簧均用锰基阻尼合金做成；由于采用了由铁基阻尼合金做成的L型减振臂、以及三个由锰基阻尼合金做成的减振弹簧，利用减振臂受迫变形引发的内部磁畴壁运动产生一级减振，结合三个减振弹簧受迫变形引发的内部孪晶界面滑动产生二级减振，有效地衰减了工业振动。

Description

一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置

技术领域

本实用新型涉及阻尼合金减振装置领域，尤其涉及的是一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置。

背景技术

伴随工业技术的快速发展，由发动机和气动设备等原因引起的振动和噪声问题越来越突出。振幅小于400微米的工业振动会激发机械结构和电子控制仪器系统众多的共振峰，使机械结构出现疲劳失效和动态失稳，并降低电子控制仪器的精度，甚至于发生故障。以往的统计数据表明，工业领域中约有三分之一的事故或者故障与振动有关。由此可见，必须从减振降噪问题的根本出发，寻找有效的解决办法来降低振动的危害。

目前国际上并没有针对阻尼合金设计的有效阻尼装置。而现有技术中对阻尼合金的使用都是做成简单的结构件，例如垫片，套环，轴承等。还没有报道过对阻尼合金进行有效的结构设计，做成多级减振结构的阻尼装置来进行振动的有效衰减。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置，可有效衰减工业振动。

本实用新型的技术方案如下：一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置，包括：一减振臂、一第一重力臂、一第二重力臂、一第一减振弹簧、第二减振弹簧和第三减振弹簧；所述减振臂采用铁基阻尼合金做成，减振臂呈L型结构，其垂直边连接在振动源之上，第一重力臂和第二重力臂的上端部分别活动连接在减振臂的水平边上，第一减振弹簧水平连接在第一重力臂和第二重力臂之间，第二减振弹簧水平连接在第二重力臂和减振臂的垂直边之间，第三减振弹簧水平连接在第一重力臂和减振臂的垂直边之间，所述第一减振弹簧、第二减振弹簧和第三减振弹簧均采用锰基阻尼合金做成。

所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其中：所述振动源与减振臂之间通过紧固件方式相连接。

所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其中：所述第一重力臂的上端部铰链连接在减振臂水平边的端部。

所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其中：所述第二重力臂的上端部铰链连接在减振臂水平边的中部。

所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其中：所述第一重力臂和第二重力臂均采用铸铁条制成。

所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其中：所述振动源为一基座，用于通过螺栓与铁路的路基、或者输油管的管道、或者海洋石油平台的铁架的振动部位相连接。

本实用新型所提供的一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置，由于采用了由铁基阻尼合金做成的L型减振臂、以及三个由锰基阻尼合金做成的减振弹簧，利用减振臂受迫变形引发的内部磁畴壁运动产生一级减振，结合三个减振弹簧受迫变形引发的内部孪晶界面滑动产生二级减振，有效地衰减了工业振动。

附图说明

图1是本实用新型带弹簧的二级阻尼合金减振装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。

阻尼合金是一种具有高阻尼性能的金属材料，由于其具有金属材料的力学性能，包括优良的弹性性能（屈服强度280MPa，断裂强度360MPa）和塑形性能（延伸率35%），因而可以作为结构件的材料使用；同时，又具有高阻尼的特性，阻尼系数SDC可以达到40%以上。

但是，在各种重要振动问题突出的场合，能有效的使用阻尼合金并得到令人满意的效果，需要结合使用的具体环境和材料本身的性能来进行结构优化设计，例如，铁轨、输油管道、海洋石油平台等场合。因而，阻尼合金的高效使用在国际上和国内目前仍然是一项研究中的课题。

如图1所示，图1是本实用新型带弹簧的二级阻尼合金减振装置的结构示意图，该带弹簧的二级阻尼合金减振装置包括一减振臂320、一第一重力臂330、一第二重力臂340、一第一减振弹簧350、第二减振弹簧360和一第三减振弹簧370；所述减振臂320采用铁基阻尼合金板做成，减振臂320呈L型结构，其垂直边321的下端部连接在振动源110之上，第一重力臂330和第二重力臂340的上端部分别活动连接在减振臂320的水平边322上，第一减振弹簧350水平连接在第一重力臂330和第二重力臂340之间，第二减振弹簧360水平连接在第二重力臂340和减振臂320的垂直边321之间，第三减振弹簧370水平连接在第一重力臂330和减振臂320的垂直边321之间，所述第一减振弹簧350、第二减振弹簧360和第三减振弹簧370均采用锰基阻尼合金线状物(或丝状物)做成。

所述振动源110可以是一基座，通过螺栓与铁路的路基、或者输油管的管道、或者海洋石油平台的铁架的振动幅度较大部位相连接。

当所述振动源110的振动传递到减振臂320之后，由于第一重力臂330和第二重力臂340两部分具有较大的重量，限制了减振臂320的振动，导致减振臂320发生受迫变形，也就是说，由第一重力臂330和第二重力臂340构成的重力系统对与其连接的减振臂320的振动产生了抑制，进而在减振臂320内部形成阻尼减振条件，而减振臂320又是采用铁基阻尼合金做成的，其垂直边321和水平边322受迫变形产生内应力，导致其内部磁畴壁开始运动，是对减振臂320进行的一级振动衰减的机制。这些受迫变形会在减振臂320内部将部分振动的机械能转换为热能，经过一级振动衰减之后，所述振动源110的振动能量会降低30-40%。

所谓磁畴，是指铁磁体材料在自发磁化的过程中为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域，各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁(magnetic domain wall)。

当所述振动源110的振动经过减振臂320衰减后，通过与减振臂320活动连接的第一重力臂330和第二重力臂340的振动传递到三个减振弹簧(350、360和370)上时，由于三个减振弹簧(350、360和370)都不属于刚性结构件，其自身是可以在外力的作用下产生变形的，再加上这三个减振弹簧(350、360和370)又都是采用锰基阻尼合金做成的，其在外力导致的变形条件下，内部孪晶界面开始滑动，是对这三个减振弹簧(350、360和370)进行的二级振动衰减的机制。这些受迫变形会在三个减振弹簧(350、360和370)内部将部分振动的机械能转换为热能。经过二级振动衰减之后，可将振动能量再降低40-60%。

所谓孪晶，是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面（即特定取向关系）构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为"孪晶"，两个晶体之间的接触界面叫做孪晶界面。

经过上述两级减振之后，可以将振幅小于400微米的工业振动的能量衰减掉85%以上。所述第一重力臂330和第二重力臂340均可优先采用铸铁块制成，以利用第一重力臂330和第二重力臂340自身的重量和摆动进行振动和振幅的进一步衰减。

在本实用新型带弹簧的二级阻尼合金减振装置的优选实施方式中，具体的，图示中所述减振臂320的长度与厚度之比控制在10-20之间，宽度随着设计的减振体系进行相应改变，所述第一重力臂330和第二重力臂340的长度与厚度之比也控制在10-20之间，宽度也随着设计的减振体系进行相应改变，以及三个减振弹簧(350、360和370)的线径均控制在1-4mm之间，而且其表面部分要进行镀锌或镀铬处理，以避免活性较大的锰基阻尼合金在长时间使用期间被环境所腐蚀，这些具体数值的选择要结合具体应用场合进行确定，以达到最佳减振效果的优化目的。

较好的是，所述振动源110与减振臂320之间通过紧固件方式相连接，所述第一重力臂330的上端部与减振臂320水平边322的端部之间通过铰链方式相连接，所述第二重力臂340的上端部与减振臂320水平边322的中部之间也通过铰链方式相连接。这样的连接结构更加简单，适应性强，生产成本低，便于工业化大生产和实际应用。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其特征在于，包括：一减振臂、一第一重力臂、一第二重力臂、一第一减振弹簧、第二减振弹簧和一第三减振弹簧；所述减振臂采用铁基阻尼合金做成，减振臂呈L型结构，其垂直边的下端部连接在振动源之上，第一重力臂和第二重力臂的上端部分别活动连接在减振臂的水平边上，第一减振弹簧水平连接在第一重力臂和第二重力臂之间，第二减振弹簧水平连接在第二重力臂和减振臂的垂直边之间，第三减振弹簧水平连接在第一重力臂和减振臂的垂直边之间，所述第一减振弹簧、第二减振弹簧和第三减振弹簧均采用锰基阻尼合金做成。

2.根据权利要求1所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其特征在于：所述振动源与减振臂之间通过紧固件方式相连接。

3.根据权利要求1所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其特征在于：所述第一重力臂的上端部铰链连接在减振臂水平边的端部。

4.根据权利要求1所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其特征在于：所述第二重力臂的上端部铰链连接在减振臂水平边的中部。

5.根据权利要求1所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其特征在于：所述第一重力臂和第二重力臂均采用铸铁条制成。

6.根据权利要求1所述的带弹簧的二级阻尼合金减振装置，其特征在于：所述振动源为一基座，用于通过螺栓与铁路的路基、或者输油管的管道、或者海洋石油平台的铁架的振动部位相连接。