一种自适应调频式动力吸振器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自适应调频式动力吸振器，属于振动噪声控制技术领域。吸振器包括步进电机、转盘、连杆、导杆、调整质量块、固定质量块、步进电机控制系统、弹性元件、接线端子、上下底板、接线端子、直线轴承、销轴、螺母及外壳。由转盘、连杆、导杆及嵌入外壳的直线轴承组成连杆系统，步进电机通过步进电机控制系统控制电机的转向及步长，驱动转盘转动，转盘转动带动连杆系统工作使导杆在直线轴承轴向上运动，实现调节导杆的长度即改变了吸振器的刚度单元，达到调频的目的。本实用新型专利技术可自主跟踪被控对象转速变化自动调节吸振器的频率，确保被控设备在变工况或转速漂移时的吸振效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种自适应调频式动力吸振器，属于振动噪声控制
。吸振器包括步进电机、转盘、连杆、导杆、调整质量块、固定质量块、步进电机控制系统、弹性元件、接线端子、上下底板、接线端子、直线轴承、销轴、螺母及外壳。由转盘、连杆、导杆及嵌入外壳的直线轴承组成连杆系统，步进电机通过步进电机控制系统控制电机的转向及步长，驱动转盘转动，转盘转动带动连杆系统工作使导杆在直线轴承轴向上运动，实现调节导杆的长度即改变了吸振器的刚度单元，达到调频的目的。本技术可自主跟踪被控对象转速变化自动调节吸振器的频率，确保被控设备在变工况或转速漂移时的吸振效果。【专利说明】一种自适应调频式动力吸振器
本技术涉及一种动力吸振器，属于振动噪声控制
。
技术介绍
目前减振降噪受到广泛的关注及重视，为降低旋转设备的振动噪声采取了很多减振措施，取得了一定的控制效果，但从实测数据发现还存在强线谱，而动力吸振器是降低或消除线谱的有效手段，故其受到国内外广泛的研究，也得到广泛的应用。 动力吸振器要取得最佳的吸振效果，需要满足吸振器的自身设计频率与被控强线谱频率完全吻合，当吸振器的自身设计频率与被控线谱频率偏离时吸振效果将大打折扣。实际工程应用中，会出现弹性元件的刚度及吸振器的质量与设计值出现偏差，常规办法为通过调整吸振器的质量来实现调节吸振器的设计频率，需要对质量块进行二次加工，增加设计周期及设计成本。同时旋转设备在正常工作时转速会出现小范围的波动，导致吸振器的设计频率与激励频率偏离，影响吸振效果。 目前，国内所设计的吸振器为实现吸振器的设计频率可调而设计了半主动式吸振器。有设计师通过调节吸振器内的电磁刚度来改变吸振器的设计频率，但是它会带来电磁干扰性问题及需要提供大电源设备，附属设备复杂同时电磁刚度容易出现非线性，控制较为困难。不满足调频结构简单及可靠性要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种自适应调频式动力吸振器，可自主跟踪被控对象转速变化自动调节吸振器的频率，确保被控设备在变工况或转速漂移时的吸振效果。 一种自适应调频式动力吸振器，包括步进电机、连杆组件、调整质量块、固定质量块、螺母、步进电机控制系统、弹性元件、接线端子、上面板、下底板、直线轴承I1、直线轴承II1、连杆销轴、转盘销轴、销轴螺母和外壳，其中，所述连杆组件包括转盘、连杆、导杆和嵌入外壳的直线轴承I; 其整体连接关系为:上面板和下底板将外壳的上下两个开口端封闭形成一个密闭空腔，步进电机固定在下底板的中心位置上且位于密闭空腔内，步进电机控制系统通过弹性元件固定在下底板上，弹性元件可降低设备振动对步进电机控制系统的振动，确保控制系统可靠工作，接线端子固定连接在外壳上，步进电机控制系统通过接线与接线端子和步进电机连接；转盘与步进电机的输出轴固定连接，连杆的一端与转盘活动连接，调整质量块、固定质量块及导杆通过两个螺母固定后组成一个整体，导杆穿过嵌入到外壳的直线轴承内，导杆能够在直线轴承I内轴向运动，导杆穿过直线轴承I的一端与连杆的另一端活动连接。 进一步的，所述导杆为圆柱状结构，保证动力吸振器沿导杆径向任意方向均具有一致的刚度。 进一步的，由导杆及调整质量块和固定质量块组成的悬臂式动力吸振器数量与安装位置根据减振需求自由组合。 进一步的，所述转盘为圆盘或杆式结构； 进一步的，所述连杆的一端通过直线轴承II1、转盘销轴和销轴螺母与转盘活动连接； 进一步的，所述导杆穿过直线轴承I的一端通过直线轴承I1、连杆销轴和销轴螺母与连杆的另一端活动连接。 工作原理:所述步进电机控制系统包含步进电机驱动模块、转速采集模块及单片机控制模块；外界设备转速通过接线端子与转速采集模块连接，转速采集模块采集到安装设备的转速后，为单片机控制模块提供输入信号，单片机控制模块解析出设备的运转频率后结合导杆不同有效长度对应的吸振频率，计算出步进电机的工作方向及步长，输出给步进电机驱动模块驱动步进电机工作。步进电机通过步进电机控制系统控制步进电机的转向及步长，步进电机驱动转盘转动，转盘转动带动连杆系统工作使导杆在直线轴承轴向上运动，实现调节导杆的长度即改变了吸振器系统的刚度单元，达到自适应调频的目的。 调频原理:依据径向简化频率方程/(ml:) (E为材料弹性模量，I为导杆截面惯性矩，m为质量块质量，L为质量块质心距离导杆固定端的距离)知，想要改变吸振器的频率主要可以通过调整质量m及导杆径向有效长度L。当材料已选定时，参数E不变；导杆不变时，参数I不变；当初始调整质量块确定后，整体质量已定，质量m不变；通过连杆系统调节导杆的有效距离L，从而改变频率。 自适应原理:单片机控制模块解析设备实时转速得到吸振器的频率，单片机控制模块查询出导杆有效长度对应不同吸振频率，得出步进电机的工作方向及步长，输出给步进电机驱动模块驱动步进电机工作，来驱动连杆系统动作改变导杆有效长度实现吸振器调频，达到能够实时跟踪设备转速变化来自适应调整吸振器频率的目的。 有益效果: 1、本技术中的吸振器质量单元由导杆上的集中质量、调整质量块和固定质量块组成的整体质量M。调整质量块可以根据所设计的吸振器频率初始改变调整质量块的重量；同时在导杆外端攻有螺纹，通过双螺母将固定质量块、调整质量块与导杆固定，既具有防松功能又使得动力吸振器拆装方便。 2、本技术中的连杆组件主要是通过连杆原理来改变导杆的有效长度，即改变吸振器导杆的刚度实现调频。其中，直线轴承确保销轴运转顺畅，减少摩擦；导杆通过转盘销轴、销轴螺母及直线轴承将导杆与连杆连接，其中直线轴承确保销轴运转顺畅，减少摩擦；导杆安装在嵌入外壳上的直线轴承上，保证导杆的轴向运动；转盘与步进电机输出轴固定，步进电机工作驱动连杆系统动作，实现调节导杆的长度来改变吸振频率的功能。 3、本技术在外壳上嵌入了 4个直线轴承，直线轴承处即为吸振器的支点，由支点到整体质量块的距离为有效导杆长度L。同时可根据吸振器的安装空间及质量比任意组合导杆及整体质量M系统，布置灵活、通用程度高。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的自适应调频式动力吸振器主剖视图； 图2为本技术的自适应调频式动力吸振器结构俯视示意图； 图3为调频式动力吸振器连杆系统原理示意图； 其中1-步进电机2-下底板3-弹性元件4-步进电机控制系统5-接线端子6-调整质量块7-固定质量块8-螺母9-导杆10-直线轴承I 11-连杆12-销轴螺母13-转盘14-外壳15-上面板16-直线轴承II 17-连杆销轴18-直线轴承III 19-转盘销轴。 【具体实施方式】 下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。 如附图1所示，包括步进电机1、连杆组件、调整质量块6、固定质量块7、螺母8、步进电机控制系统4、弹性元件3、接线端子5、上面板15、下底板2、直线轴承II 16、直线轴承III 18、连杆销轴17、转盘销轴19、销轴螺母12和外壳14，其中，所述连杆组件包括转盘13、连杆11、导杆9和嵌入外壳的直线轴承I 10 ； 其整体连接关系为:上面板15和下底板2将外壳14的上下两个开口端封闭形成一个密闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应调频式动力吸振器，其特征是，步进电机(1)、连杆组件、调整质量块(6)、固定质量块(7)、螺母(8)、步进电机控制系统(4)、弹性元件(3)、接线端子(5)、上面板(15)、下底板(2)、直线轴承Ⅱ(16)、直线轴承Ⅲ(18)、连杆销轴(17)、转盘销轴(19)、销轴螺母(12)和外壳(14)，其中，所述连杆组件包括转盘(13)、连杆(11)、导杆(9)和嵌入外壳(14)的直线轴承Ⅰ(10)；其整体连接关系为：上面板(15)和下底板(2)将外壳(14)的上下两个开口端封闭形成一个密闭空腔，步进电机(1)固定在下底板(2)的中心位置上且位于密闭空腔内，步进电机控制系统(4)通过弹性元件(3)固定在下底板(2)上，接线端子(5)固定连接在外壳(14)上，步进电机控制系统(4)通过接线与接线端子(5)和步进电机(1)连接；转盘(13)与步进电机(1)的输出轴固定连接，连杆(11)的一端与转盘(13)活动连接，调整质量块(6)、固定质量块(7)及导杆(9)通过两个螺母(8)固定后组成一个整体，导杆(9)穿过嵌入到外壳(14)的直线轴承(10)内，导杆(9)能够在直线轴承Ⅰ(10)内轴向运动，导杆(9)穿过直线轴承Ⅰ(10)的一端与连杆(11)的另一端活动连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘记心，李强，张针粒，余永丰，谭海涛，周刘彬，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42