CN214465766U

CN214465766U - 一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统

Info

Publication number: CN214465766U
Application number: CN202120308881.9U
Authority: CN
Inventors: 肖望强; 章立豪
Original assignee: Xiamen Zhenwei Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Zhenwei Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2031-02-03

Abstract

本实用新型提供了一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，涉及隔振减振技术领域，包括：基座、中间质量体和安装架；基座设置在外部隔振面上；中间质量体通过隔振器以支撑配置在基座上；安装架通过隔振器以支撑配置在中间质量体上，外部设备设置于安装架上并能够自上而下传递振动源；其中，基座、中间质量体及安装架之间以竖向层叠的方式依次间隔配置，每一层隔振器均能够提供弹力支撑，使中间质量体通过各隔振器以横置于基座和安装架之间，限制振动源直接传递至基座/隔振面；还包括减振器，多个减振器至少配置在基座、中间质量体和安装架的其中一方或多方。在基座、中间质量体或安装架上的其中一方或多方配置有减振器，减振器能够将设备传递的低频振动转化为高频的粒子运动，增强了减隔振效果。

Description

一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统

技术领域

本实用新型涉及隔振减振技术领域，具体而言，涉及一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统。

背景技术

现阶段，外部设备如泵类，机床，或电机等动力装置，在工作运行过程中，极其容易与隔振面(地面或其他承载放置面)发生振动传递，导致共振或其他有损设备、影响外部环境的问题。因此，随之而来的是，通过在外部设备和隔振面之间配置有隔振结构以隔离振动源，减小外部设备的振动所带来的影响。然而，目前的隔振结构设计较为单一，结构简单且隔振效果不佳，难以将振动源以多方式进行振动消除或隔离，无法避免外部设备的振动影响。

实用新型内容

本实用新型公开了一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，旨在改善现有隔振单一、难以有效进行隔振和减振等问题。

本实用新型采用了如下方案：

本申请提供了一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，包括：基座、中间质量体和安装架；所述基座设置在外部隔振面上；所述中间质量体通过隔振器以支撑配置在所述基座上；所述安装架通过隔振器以支撑配置在所述中间质量体上，外部设备设置于所述安装架上并能够自上而下传递振动源；其中，所述基座、中间质量体及安装架之间以竖向层叠的方式依次间隔配置，每一层隔振器均能够提供弹力支撑，使所述中间质量体通过各隔振器以横置于所述基座和安装架之间，限制振动源直接传递至基座/隔振面；还包括减振器，多个所述减振器至少配置在所述基座、中间质量体和安装架的其中一方或多方。

作为进一步改进，所述减振器构造为粒子阻尼器，其内部充有阻尼颗粒，以将所述振动源所提供的振动转化为颗粒间碰撞摩擦的能量消耗。

作为进一步改进，所述粒子阻尼器可配置在所述安装架在弹性模态前6阶的位置和/或所述中间质量体在弹性模态前6阶的位置和/或所述基座在弹性模态前6阶的位置，以将粒子阻尼器布设在振动传递的主路径上。

作为进一步改进，粒子阻尼器在任意一方上的布设，都是以并排方式设置在端面位置和/或侧面位置，并且大致沿外部设备的中垂线方向对称设置。

作为进一步改进，所述安装架、中间质量体及基座均构造为大致沿中垂线居中配置；并且，所述中间质量体的体积远大于安装架的体积。

作为进一步改进，所述阻尼颗粒的粒子数密度ρ为0.15-0.95g/cm³，所述阻尼颗粒的粒径d为0.1-10mm，且各颗粒的粒径采用不同级配。

作为进一步改进，所述阻尼颗粒采用恢复系数e为0.15-0.88的金属、合金或非金属材料。

作为进一步改进，所述粒子阻尼器的壳体材料为金属或非金属，所述壳体的外形构造为为圆柱、多边形棱柱、多变形棱锥、圆台、法兰状、卡箍状或不规则形状，且壳体的壁厚为0.015-18mm。

作为进一步改进，所述粒子阻尼器的总质量为n，所述基座及中间质量体及安装架的总质量为m，其中，n＝k(n+m)；k定义为常数，且k的范围在0.1％-50％之间。

作为进一步改进，所述阻尼颗粒的填充率为10％-95％；且多个阻尼颗粒以包袋填充的方式配置在所述粒子阻尼器内。

通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：

本申请的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，用于提升外部设备与隔振面的隔振和减振效果，减小设备振动带来的影响。其中，竖向层叠间隔布设的基座、中间质量体及安装架以形成各个独立且相互配合的隔振结构，经由层层的隔振以避免振动直接传递给隔振面，极大的减弱了振动的传递。并且，每一层隔振器均能够提供弹力支撑，使中间质量体通过各隔振器以横置于基座和安装架之间，限制振动源直接传递至基座/隔振面，进一步起到隔离振动源的作用。尤为重要的是，在基座、中间质量体或安装架上的其中一方或多方配置有减振器，减振器能够将设备传递的低频振动转化为高频的粒子运动，提高了整体振动频率，增大了隔振器的上部激励频率，可配合隔振器的隔振效果并同时吸收振动能量，进一步增强了减隔振效果。且振动器可随意配置在隔振结构上，方便安装放置且减振效果佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构简图；

图2是本实用新型实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，隐藏减振器；

图3是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器设于安装架的上表面位置；

图4是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器安装在安装架的侧面位置；

图5是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器在中间质量体的上表面位置；

图6是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器设于中间质量体的侧面位置；

图7是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器在中间质量体的下表面位置；

图8是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器设于基座的上表面位置；

图9是本实用新型一实施例的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统的结构示意图，其中，粒子阻尼器设于基座的侧壁位置。

图标：1-基座；2-中间质量体；3-安装架；4-隔振器；5-粒子阻尼器；51-阻尼颗粒；A-外部设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1和图2，本实施例提供了一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，用于提升外部设备A与隔振面的隔振和减振效果，减小设备振动带来的影响。其包括：基座1、中间质量体2和安装架3。基座1设置在外部隔振面上。中间质量体2通过隔振器4以支撑配置在基座1上。安装架3通过隔振器4以支撑配置在中间质量体2上，外部设备A设置于安装架3上并能够自上而下传递振动源。其中，基座1、中间质量体2及安装架3之间以竖向层叠的方式依次间隔配置，每一层隔振器4均能够提供弹力支撑，使中间质量体2通过各隔振器4以横置于基座1和安装架3之间，限制振动源直接传递至基座1/隔振面。还包括减振器，多个减振器至少配置在基座1、中间质量体2和安装架3的其中一方或多方。

本实施例中，竖向层叠间隔布设的基座1、中间质量体2及安装架3以形成各个独立且相互配合的隔振结构，经由层层的隔振以避免振动直接传递给隔振面，极大的减弱了振动的传递。并且，每一层隔振器4均能够提供弹力支撑，使中间质量体2通过各隔振器4以横置于基座1和安装架3之间，限制振动源直接传递至基座1/隔振面，进一步起到隔离振动源的作用。

尤为重要的是，在基座1、中间质量体2或安装架3上的其中一方或多方配置有减振器，减振器能够将设备传递的低频振动转化为高频的粒子运动，提高了整体振动频率，增大了隔振器4的上部激励频率，可配合隔振器4的隔振效果并同时吸收振动能量，进一步增强了减隔振效果。且振动器可随意配置在隔振结构上，方便安装放置且减振效果佳。

在其中一种实施方式中，减振器构造为粒子阻尼器5，其内部充有阻尼颗粒51，以将振动源所提供的振动转化为颗粒间碰撞摩擦的能量消耗。经由粒子阻尼器5内部的阻尼粒子，其能够将设备传递的低频振动转化为高频的粒子运动，提高了粒子阻尼器5和隔振器4组成系统的整体振动频率，增大了隔振器4的上部激励频率，可有效提高隔振器4的隔振效果。同时粒子阻尼器5的阻尼粒子通过碰撞摩擦能够吸收振动能量，进一步增强了减振、隔振效果。

在优选的实施例中，粒子阻尼器5可配置在安装架3在弹性模态前6阶的位置和/或中间质量体2在弹性模态前6阶的位置和/或基座1在弹性模态前6阶的位置，以将粒子阻尼器5布设在振动传递的主路径上。其中，具体地，粒子阻尼器5在任意一方上的布设，都是以并排方式设置在端面位置和/或侧面位置，并且大致沿外部设备A的中垂线方向对称设置。从而将粒子阻尼器5规则排布，并配置在振动传递的主路径位置，极大提升了本系统的减振效果。

结合图3至图9，以下进一步对粒子阻尼器5的具体配置进行阐述：

针对于粒子阻尼器5在安装架3上的配置。请参阅图3，粒子阻尼器5设于安装架3的上表面位置，并使粒子阻尼器5对称分布在安装架3的两侧，每侧具有n(n≥2)个粒子阻尼器5。其中，粒子阻尼器5位于隔振器4的上方，从而使得隔振器4受到的振动激励频率变高，隔振效率提高。且优选地，安装架3的体积小于中间质量体2的体积，其刚度大于中间质量体2的刚度，使置于安装架3上的粒子阻尼器5的耗能效果更小。请参阅图4，粒子阻尼器5安装在安装架3的侧面位置并大致对称布设，以避免了粒子阻尼器5在安装架3上的过度堆积，位于侧向的粒子阻尼器5能够在安装架3沿各个方向上振动时上起到良好的减振效果，且在同等减振效果下其所需的粒子阻尼器5的数量更少。

针对于粒子阻尼器5在中间质量体2上的配置。请参阅图5和图7，粒子阻尼器5对称分布在中间质量体2端面的两侧，每侧有n个粒子阻尼器5(n≥2)。在其中一优选的情况下，粒子阻尼器5在中间质量体2的上表面位置(如图5)，此时，粒子阻尼器5位于上层隔振器4和下层隔振器4之间，隔振器4受到的振动激励频率高，隔振效率提高。并且，中间质量体2是通过上下层的隔振器4以弹力支撑在基座1和安装架3之间，使得中间质量体2构造为相对弹性横置，从而配置在中间质量体2上的粒子阻尼器5对振动有更好的耗能减振效果。在其中另一优选的情况下，粒子阻尼器5在中间质量体2的下表面位置(如图7)，其粒子阻尼器5更靠近于下层隔振器4配置，使得粒子减振器能够在靠下一侧与下层隔振器4相配合，以在振动源传递至基座1之前，减弱或隔离该振动。请参阅图6，粒子阻尼器5设于中间质量体2的侧面位置并大致对称布设，竖向配置使得粒子阻尼器5内部的阻尼颗粒51堆积层数变多，粒子堆积以增大粒子之间的碰撞耗能，且能够在多方向上对传递的振动进行减振、耗损。

针对于粒子阻尼器5在基座1上的配置。请参阅图8，粒子阻尼器5设于基座1的上表面位置并大致对称布设，使得基座1上表面对振动隔振效果更佳，且大致横向的粒子阻尼器5有利于阻尼颗粒51在水平方向上的碰撞摩擦耗能。请参阅图9，粒子阻尼器5设于基座1的侧壁上，粒子阻尼器5在所有隔振器4的下方对隔振器4的隔振效率并没提升或其他影响，且设备的振动源经过多层隔振及减振，再传递至基座1时该振动已经相对较小，配置在纵向的阻尼颗粒51碰撞耗能起到一定程度的减振功效。

为了确保本申请的减振、隔振系统能够始终处于动态平衡，在一种实施例中，外部设备A大致居中配置在安装架3上。并且，中间质量体2、基座1均构造为大致沿外部设备A的中垂线居中配置。其中，中间质量体2的体积远大于安装架3的体积，以使中间质量体2可以配置一个或多个安装架和振动设备。中间质量体的结构结构优选为板式、梁架式、板架式或桁架式。特别的，减振器呈立柱状，并大致沿中垂线对称布设，以承托稳固中间质量体2/安装架3。从而使得安装架3、中间质量体2及基座1均沿中垂线对称设置，保证了隔振结构的平稳性及高效性。隔振器优选为硬质橡胶或弹簧等元件，采用硬性支撑的隔振方式能够在隔振面处于不稳定状态时(如船舶在海上行驶船体的晃动)或设备振动较大时隔振系统产生较大线位移时，以避免隔振效率降低。通过本申请的减隔振系统能够在隔振结构和减振结构的配合下起到最佳的减振、隔振效果。在其他实施方式中，隔振器4亦可以是用于连接及支撑的弹性元件，可实现减少和消除由设备传递到隔振面的振动力和由隔振面传递到设备的振动，起到双向隔振防护的功能，在此不再赘述。

在一种实施例中，阻尼颗粒51的粒子数密度ρ为0.15-0.95g/cm³，阻尼颗粒51的粒径d为0.1-10mm，且各颗粒的粒径采用不同级配。其中，级配是集料各级粒径颗粒的分配情况,可通过筛析试验确定。采用不同级配以提升粒子阻尼器5的阻尼减振效果，使阻尼减振更为多样。较佳地，阻尼颗粒51采用恢复系数e为0.15-0.88的金属、合金或非金属材料。优选地，粒子阻尼器5的壳体材料为金属或非金属，壳体的外形构造为为圆柱、多边形棱柱、多变形棱锥、圆台、法兰状、卡箍状或不规则形状，且壳体的壁厚为0.015-18mm，从而满足阻尼颗粒51在壳体中的容置及碰撞配合等需求。

在一种实施例中，其中，粒子阻尼器5的总质量为n，基座1及中间质量体2及安装架3的总质量为m，其中，n＝k(n+m)。k定义为常数，且k的范围在0.1％-50％之间。以使粒子阻尼器5和隔振结构之间的质量比能够达到一优选值，两者之间相互配合以实现减振、隔振的最佳效率。

需要提到的是，阻尼颗粒51的填充率为10％-95％。且多个阻尼颗粒51以包袋填充的方式配置在粒子阻尼器5内。阻尼颗粒51以包袋填充的方式，填充在减振器内，使得阻尼颗粒51之间更为聚集化，进一步提升了颗粒之间的碰撞耗能。其中，经由包覆件用以将预设数量的阻尼颗粒51材料组装形成阻尼包袋，将多个阻尼包袋堆积放置于各粒子阻尼器5中，以使阻尼颗粒51更为聚集。并且，包覆件的材料优选为塑料、橡胶、乳胶、铝箔、尼龙等柔性材质，以及阻尼包袋在粒子阻尼器5中的填充率为10％-95％。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，包括：

基座，设置在外部隔振面上；

中间质量体，其通过隔振器以支撑配置在所述基座上；

安装架，其通过隔振器以支撑配置在所述中间质量体上，外部设备设置于所述安装架上并能够自上而下传递振动源；其中，

所述基座、中间质量体及安装架之间以竖向层叠的方式依次间隔配置，每一层隔振器均能够提供弹力支撑，使所述中间质量体通过各隔振器以横置于所述基座和安装架之间，限制振动源直接传递至基座/隔振面；

还包括减振器，多个所述减振器至少配置在所述基座、中间质量体和安装架的其中一方或多方。

2.根据权利要求1所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述减振器构造为粒子阻尼器，其内部充有阻尼颗粒，以将所述振动源所提供的振动转化为颗粒间碰撞摩擦的能量消耗。

3.根据权利要求2所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述粒子阻尼器可配置在所述安装架在弹性模态前6阶的位置和/或所述中间质量体在弹性模态前6阶的位置和/或所述基座在弹性模态前6阶的位置，以将粒子阻尼器布设在振动传递的主路径上。

4.根据权利要求3所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，粒子阻尼器在任意一方上的布设，都是以并排方式设置在端面位置和/或侧面位置，并且大致沿外部设备的中垂线方向对称设置。

5.根据权利要求4所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述安装架、中间质量体及基座均构造为大致沿中垂线居中配置；并且，所述中间质量体的体积远大于安装架的体积。

6.根据权利要求2所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述阻尼颗粒的粒子数密度ρ为0.15-0.95g/cm³，所述阻尼颗粒的粒径d为0.1-10mm，且各颗粒的粒径采用不同级配。

7.根据权利要求6所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述阻尼颗粒采用恢复系数e为0.15-0.88的金属、合金或非金属材料。

8.根据权利要求7所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述粒子阻尼器的壳体材料为金属或非金属，所述壳体的外形构造为圆柱、多边形棱柱、多变形棱锥、圆台、法兰状、卡箍状或不规则形状，且壳体的壁厚为0.015-18mm。

9.根据权利要求2所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述粒子阻尼器的总质量为n，所述基座及中间质量体及安装架的总质量为m，其中，

n＝k(n+m)；k定义为常数，且k的范围在0.1％-50％之间。

10.根据权利要求2所述的粒子阻尼和隔振器结合使用的新型减隔振系统，其特征在于，所述阻尼颗粒的填充率为10％-95％；且多个阻尼颗粒以包袋填充的方式配置在所述粒子阻尼器内。