可调谐多层阻尼动力吸振器及其制作安装方法、减振方法技术

本发明专利技术公开了一种可调谐多层阻尼动力吸振器及其制作安装方法、减振方法。可调谐多层阻尼动力吸振器包括内圈适配环、基础橡胶层、内圈环形质量层、外圈环形质量层、外圈环形阻尼层和外圈固定环。将二个半圆箍组件对接安装在管路或轴系上，组成一个整体圆环，再将外圈固定环固定在整体圆环外圆周面上，采用上述的可调谐多层阻尼动力吸振器对管路或轴系进行减振。本发明专利技术解决了现有多层阻尼式动力吸振器技术面对轴系高强度振动工作环境、低硬度橡胶材料容易弯曲变形开裂、高硬度橡胶硫化成型后频率难以改变的难题，解决了现有橡胶硫化后固有频率不能实现宽频带及小范围微调的问题，能够在较小空间内实现低频和高频两种甚至多个频率的减振。

【技术实现步骤摘要】
可调谐多层阻尼动力吸振器及其制作安装方法、减振方法
本专利技术涉及轴系及管路减振

技术介绍
在船舶、重型机械及石油化工等行业中，大型复杂的管路系统因系统内外部激励，时常诱发目标管路结构及管内流体的耦合振动。如何有效抑制主机设备及介质的振动通过目标管路传递，是一个重要的技术课题，其涉及减振降噪诸多领域，目前已有的技术多以与动力吸振器相关的理论作为支撑。其中，管路设备因结构特殊（安装吸振器前后管路或轴系设备不允许破坏），所以，现有吸振器多以两个或多个拼接件组成，内周部分利用外圆卡箍或者工装支撑件与管路外径锁紧，其外周有效质量做为主要吸振元件。管路或轴系吸振器现有技术主要有以下三种：钢弹簧（弹簧片）质量块组合、橡胶质量块组合、主动式控制组合。其中，钢弹簧（弹簧片）质量块组合结构需要设计专用工装沿管路外圆对称分布，吸振频率通过调节弹簧预紧力及质量块重量微调，对空间要求大，调频范围小，难以兼顾沿轴系传播的弯曲、扭转控制；主动控制组合需要额外的能源，如液压或电磁等，结构复杂费用高，不适合工程化推广。现有典型的三向轴系动力吸振器存在的问题及缺点如下：1）现有技术所述的环形质量与橡胶元件硫化后，频率基本保持不变，仅外圆卡箍微调。由此将存在的问题或缺点为：对于橡胶硫化过程中，模态分析仿真较精确地只能通过改变橡胶材料本构模型C10、C01、D1数值来改变固有频率，利用橡胶材料常数与邵氏硬度HS经验关系确定橡胶材料硫化硬度。而这些数值是需要经过大量实验确定，不能轻易获得。2）现有技术所述的卡槽安装轴套固定面为单向卡箍，卡箍对中性不好。在轴系安装上没有对称分布，容易出现平衡失稳，橡胶元件在振动过程中压缩变形容易开裂，尤其是在橡胶材料偏软的的情况下。3）现有技术所述外圈环形质量设计为单层，没有考虑多层复合阻尼，最大限度的发挥橡胶材料的阻尼减振作用。而且外圈环形质量通过改变卡箍的质量微调，过于笼统，安装上实施起来困难。申请号为CN201610850664.6的专利技术专利申请公开了一种三向轴系动力吸振器及设计方法，三向轴系动力吸振器结构为安装轴套紧固在轴系表面，安装轴套外侧和环形质量内侧通过橡胶元件硫化连接；将环形质量、橡胶元件以及安装轴套都设计成两个半圆环，且环形质量和安装轴套上均设有卡槽，外卡箍卡在两个半圆环的环形质量的卡槽上，将两个半圆环的环形质量对接为一个圆环，内卡箍卡在两个半圆环的安装轴套的卡槽上，将两个半圆环的安装轴套对接为一个圆环。申请号为CN201220304558.5的技术公开了一种船舶系统管路的可调谐管路吸振装置，包括金属夹圈，在金属夹圈内设置中空吸振环，所述的中空吸振环由沿周向紧贴金属夹圈内壁的扇形吸振块拼接而成，所述的扇形吸振块包括有外弹性元件和内弹性元件，在内、外弹性元件之间安设有中间质量块，且外弹性元件、中间质量块和内弹性元件三者相联成一体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可调谐多层阻尼动力吸振器及其制作安装方法、减振方法，解决现有橡胶硫化后固有频率不能实现宽频带及小范围微调的问题，能够在较小空间内实现低频和高频两种甚至多个频率的减振，高效地在宽频范围内对目标轴系进行减振处理。本专利技术的技术方案是：一种可调谐多层阻尼动力吸振器，包括内圈适配环、基础橡胶层、内圈环形质量层、外圈环形质量层、外圈环形阻尼层和外圈固定环，基础橡胶层连接在内圈适配环外表面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层连接在基础橡胶层的外表面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层相间设置，且最外层为外圈环形质量层；基础橡胶层的前端面和后端面上均连接有内圈环形质量层；外圈固定环连接在最外层的外圈环形质量层外表面上。所述内圈适配环、基础橡胶层、内圈环形质量层、外圈环形质量层、外圈环形阻尼层和外圈固定环均为圆箍状或二端开口中间为空的圆柱状；基础橡胶层连接在内圈适配环的外圆周面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层连接在基础橡胶层的外圆周面上；外圈固定环连接在最外层的外圈环形质量层的外圆周面上。可调谐多层阻尼动力吸振器由二个半圆箍组件对接成一个整体圆环后通过外圈固定环箍紧固定而成；内圈适配环包括二个对接在一起的半圆箍内圈适配环，基础橡胶层包括二个对接在一起的半圆环基础橡胶层，内圈环形质量层包括二个对接在一起的半圆环内圈质量层，外圈环形质量层包括二个对接在一起的半圆环外圈质量层，外圈环形阻尼层包括二个对接在一起的半圆环外圈阻尼层；半圆箍组件包括半圆箍内圈适配环、半圆环基础橡胶层、半圆环内圈质量层、半圆环外圈质量层、半圆环外圈阻尼层；半圆环基础橡胶层连接在半圆箍内圈适配环外表面上，半圆环外圈质量层和半圆环外圈阻尼层连接在半圆环基础橡胶层的外表面上，半圆环外圈质量层和半圆环外圈阻尼层相间设置，且最内层和最外层均为半圆环外圈质量层；半圆环基础橡胶层的前端面和后端面上均连接有半圆环内圈质量层；外圈固定环连接在最外层的半圆环外圈质量层外表面上。内圈适配环与基础橡胶层分段硫化在一起；半圆箍内圈适配环上设有四个吊耳：吊耳一、吊耳二、吊耳三、吊耳四；吊耳上设有可供螺栓二穿过的腰孔，二个半圆箍内圈适配环对接后通过螺栓二和螺母二固定连接。基础橡胶层前端面和后端面均设有多个用于安放内圈环形质量层的环状橡胶层凹槽；基础橡胶层前端面的橡胶层凹槽和后端面的橡胶层凹槽对称分布；内圈环形质量层安装在橡胶层凹槽内；橡胶层凹槽底部设有轴向贯通的凹槽内安装孔；穿过凹槽内安装孔的螺栓一将对称安装在前端面和后端面橡胶层凹槽内的一对内圈环形质量层连接在基础橡胶层上。所有凹槽内安装孔分为多个凹槽安装孔单元，每个凹槽安装孔单元均包括位于同一半径上的多个凹槽内安装孔，该位于同一半径上的多个凹槽内安装孔分别一一对应位于同一端面的多个橡胶层凹槽底部；同一个橡胶层凹槽中的凹槽内安装孔沿圆周方向均匀分布，多个凹槽内安装孔单元沿圆周方向均匀排列；凹槽内安装孔表面硫化有金属环；内圈环形质量层有三对，从内至外依次包括：一对内圈环形质量层一、一对内圈环形质量层二、一对内圈环形质量层三；在外的内圈环形质量层的半径大于在内的内圈环形质量层的半径。外圈环形质量层有三层，从内至外依次包括外圈环形质量层一、外圈环形质量层二、外圈环形质量层三；外圈环形阻尼层有二层，从内至外依次包括外圈环形阻尼层一、外圈环形阻尼层二；最外层的外圈环形质量层的外围表面上设有安装凹槽；外圈固定环连接在安装凹槽内。可调谐多层阻尼动力吸振器安装在管路或者轴系上；外圈环形质量层、内圈适配环、内圈环形质量层、外圈固定环为金属材料，基础橡胶层、外圈环形阻尼层为橡胶材料，基础橡胶层的硬度大于外圈环形阻尼层；内圈环形质量层包括二个对接在一起的半圆环内圈质量层；半圆环内圈质量层可分成二段或者四段；内圈环形质量层的层数可以为一层或二层或三层以上，外圈环形质量层的层数可以为一层或二层或三层以上。一种可调谐多层阻尼动力吸振器的制作安装方法，包括如下步骤：第一步，分析没有安装吸振器时轴系的模态、振动频响特性；第二步，根据轴系的各阶模态频率、模态质量、参与因子、振型，以及振动频响和辐射噪声的能量分布频段，确定需要予以减振控制的阶次、频率及轴系减振安装部位，从而确定所需吸振器的固有频率、阻尼、质量、个数、安装位置和方向；第三步，在三维软件中建模分析，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调谐多层阻尼动力吸振器，包括内圈适配环，其特征是，还包括基础橡胶层、内圈环形质量层、外圈环形质量层、外圈环形阻尼层和外圈固定环，基础橡胶层连接在内圈适配环外表面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层连接在基础橡胶层的外表面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层相间设置，且最外层为外圈环形质量层；基础橡胶层的前端面和后端面上均连接有内圈环形质量层；外圈固定环连接在最外层的外圈环形质量层外表面上。

【技术特征摘要】
1.一种可调谐多层阻尼动力吸振器，包括内圈适配环，其特征是，还包括基础橡胶层、内圈环形质量层、外圈环形质量层、外圈环形阻尼层和外圈固定环，基础橡胶层连接在内圈适配环外表面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层连接在基础橡胶层的外表面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层相间设置，且最外层为外圈环形质量层；基础橡胶层的前端面和后端面上均连接有内圈环形质量层；外圈固定环连接在最外层的外圈环形质量层外表面上。2.根据权利要求1所述的可调谐多层阻尼动力吸振器，其特征是，所述内圈适配环、基础橡胶层、内圈环形质量层、外圈环形质量层、外圈环形阻尼层和外圈固定环均为圆箍状或二端开口中间为空的圆柱状；基础橡胶层连接在内圈适配环的外圆周面上，外圈环形质量层和外圈环形阻尼层连接在基础橡胶层的外圆周面上；外圈固定环连接在最外层的外圈环形质量层的外圆周面上。3.根据权利要求1所述的可调谐多层阻尼动力吸振器，其特征是，可调谐多层阻尼动力吸振器由二个半圆箍组件对接成一个整体圆环后通过外圈固定环箍紧固定而成；内圈适配环包括二个对接在一起的半圆箍内圈适配环，基础橡胶层包括二个对接在一起的半圆环基础橡胶层，内圈环形质量层包括二个对接在一起的半圆环内圈质量层，外圈环形质量层包括二个对接在一起的半圆环外圈质量层，外圈环形阻尼层包括二个对接在一起的半圆环外圈阻尼层；半圆箍组件包括半圆箍内圈适配环、半圆环基础橡胶层、半圆环内圈质量层、半圆环外圈质量层、半圆环外圈阻尼层；半圆环基础橡胶层连接在半圆箍内圈适配环外表面上，半圆环外圈质量层和半圆环外圈阻尼层连接在半圆环基础橡胶层的外表面上，半圆环外圈质量层和半圆环外圈阻尼层相间设置，且最内层和最外层均为半圆环外圈质量层；半圆环基础橡胶层的前端面和后端面上均连接有半圆环内圈质量层；外圈固定环连接在最外层的半圆环外圈质量层外表面上。4.根据权利要求3所述的可调谐多层阻尼动力吸振器，其特征是，内圈适配环与基础橡胶层分段硫化在一起；半圆箍内圈适配环上设有四个吊耳：吊耳一、吊耳二、吊耳三、吊耳四；吊耳上设有可供螺栓二穿过的腰孔，二个半圆箍内圈适配环对接后通过螺栓二和螺母二固定连接。5.根据权利要求1所述的可调谐多层阻尼动力吸振器，其特征是，基础橡胶层前端面和后端面均设有多个用于安放内圈环形质量层的环状橡胶层凹槽；基础橡胶层前端面的橡胶层凹槽和后端面的橡胶层凹槽对称分布；内圈环形质量层安装在橡胶层凹槽内；橡胶层凹槽底部设有轴向贯通的凹槽内安装孔；穿过凹槽内安装孔的螺栓一将对称安装在前端面和后端面橡胶层凹槽内的一对内圈环形质量层连接在基础橡胶层上。6.根据权利要求5所述的可调谐多层阻尼动力吸振器，其特征是，所有凹槽内安装孔分为多个凹槽安装孔单元，每个凹槽安装孔单元均包括位于同一半径上的多个凹槽内安装孔，该位于同一半径上的多个凹槽内安装孔分别一一对应位于同一端面的多个橡胶层凹槽底部；同一个橡胶层凹槽中的凹槽内安装孔沿圆周方向均匀分布，多个凹槽内安装孔单元沿圆周方向均匀排列；凹槽内安装孔表面硫化有金属环；内圈环形质量层有三对，从内至外依次包括：一对内...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小刚，涂奉臣，周海军，贺才春，王里达，周常荣，唐振国，张弯弓，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43