鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，具體為鋼絲繩短切成彎扭纖維絲壓制后燒結(jié)成金屬多孔材料制作為機(jī)械結(jié)構(gòu)零件直接實(shí)現(xiàn)多孔剛性減振的應(yīng)用；根據(jù)使用條件的不同該鋼絲繩短切成彎扭纖維絲壓制后燒結(jié)成金屬多孔材料的孔隙率可調(diào)，孔隙率范圍主要介于20％～75％，損耗因子介于0.01～0.06之間，將燒結(jié)彎扭纖維絲金屬多孔材料加工成零件應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性減振彎扭纖維絲多孔材料孔隙率介于20％～50％，損耗因子介于0.01～0.04之間。本發(fā)明的金屬多孔材料能夠直接加工成承載結(jié)構(gòu)零件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)多孔輕質(zhì)剛性減振。
【專利說(shuō)明】
鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及金屬多孔材料應(yīng)用于減振領(lǐng)域，尤其是指一種鋼絲繩短切成彎扭纖維 絲的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 以金屬纖維絲作為原材料的金屬纖維絲多孔材料具有許多優(yōu)點(diǎn)。規(guī)?；a(chǎn)纖維 絲已具備成熟的技術(shù)，包括鎢材和鋯材在內(nèi)大部分金屬均可以制成絲/纖維，具有高強(qiáng)和少 缺陷的基體材料可以很容易從絲材中獲得，比如，不銹鋼絲、碳鋼絲、鋁合金絲、銅纖維、鐵 鉻鋁纖維及鈦纖維。易獲得的金屬絲不僅降低了金屬纖維絲多孔材料生產(chǎn)成本，而且其容 易控制形成制備金屬纖維絲多孔材料所需各種形態(tài)。從制造、性能及應(yīng)用方面來(lái)看，金屬纖 維絲多孔材料是一類具有巨大研究和應(yīng)用潛力的結(jié)構(gòu)功能體。
[0003] 結(jié)構(gòu)功能一體化金屬纖維絲多孔材料，不同的制備工藝，千變?nèi)f化的骨架材料，使 其具有千姿百態(tài)的結(jié)構(gòu)特性和獨(dú)特性能，特別是以低成本、少缺陷、高強(qiáng)度、易獲得的鋼絲 為基體的多孔材料，具有巨大的研究開(kāi)發(fā)潛力。金屬纖維絲多孔材料雖可具備高的強(qiáng)度，能 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能的一體化，但目前較少將其作為承載結(jié)構(gòu)使用，依然像蜂窩及泡沫等多孔介 質(zhì)一樣，作為芯體制成夾芯結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輕量化減振、抗沖擊及吸能應(yīng)用，而芯體與上下面板 之間的結(jié)合增加了工藝成本。
[0004] 本發(fā)明借鑒纏繞多孔材料和三維編織多孔材料中絲骨架的扭曲及相互纏繞結(jié)構(gòu)， 和隨機(jī)型纖維絲多孔材料直接壓制燒結(jié)成形工藝，著力于制備出原材料易得并可量產(chǎn)、制 備工藝相對(duì)容易、強(qiáng)度高的彎扭金屬纖維絲多孔材料，可直接加工成承載結(jié)構(gòu)零件使用，并 能直接實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)輕質(zhì)剛性減振的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多孔輕質(zhì)剛性結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)減 振，實(shí)現(xiàn)低成本多孔輕質(zhì)剛性減振，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng) 用，能夠直接加工成承載結(jié)構(gòu)零件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)多孔輕質(zhì)剛性減振。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：
[0007] 鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，具體為鋼絲繩短切成彎扭纖維絲壓制后燒結(jié)成 金屬多孔材料制作為機(jī)械結(jié)構(gòu)零件直接實(shí)現(xiàn)多孔剛性減振的應(yīng)用;根據(jù)使用條件的不同該 鋼絲繩短切成彎扭纖維絲壓制后燒結(jié)成金屬多孔材料的孔隙率可調(diào)，孔隙率范圍主要介于 20%~75%，損耗因子介于0.01~0.06之間，將燒結(jié)彎扭纖維絲金屬多孔材料加工成零件 應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性減振彎扭纖維絲多孔材料孔隙率介于20%~50%，損耗因子介于 0.01~0.04之間。
[0008] 所述金屬多孔材料的制備，包括以下步驟：
[0009] 1)短切鋼絲繩獲得彎扭纖維絲；
[0010] 2)在特定模具中采用靜壓方法冷壓壓制預(yù)成形彎扭纖維絲多孔材料坯體，孔隙率 介于20%~75% ;
[0011] 3)彎扭纖維絲多孔材料坯體于真空燒結(jié)爐中燒結(jié)獲得彎扭纖維絲多孔材料，孔隙 率為20%~50% ;
[0012] 4) 一次冷壓燒結(jié)不能獲得孔隙率介于20%~50%彎扭纖維絲多孔材料過(guò)復(fù)壓或 乳制，復(fù)壓或乳制后真空燒結(jié)獲得孔隙率介于20%~50%彎扭纖維絲多孔材料；
[0013] 5)鋼絲繩短切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需彎扭 纖維絲多孔金屬零件；
[0014] 6)裝配至機(jī)械系統(tǒng)中所需彎扭纖維絲多孔金屬零件結(jié)構(gòu)位置處。
[0015]步驟1)中的短切繩原材料為不銹鋼鋼絲繩，通過(guò)多刀旋轉(zhuǎn)短切裝置，短切304 (0Crl8Ni9)不銹鋼鋼絲繩，獲長(zhǎng)度介于5~25mm，絲徑為10~500mi的彎扭纖維絲為原材料； [0016]步驟2)中的特定模具是依據(jù)所需彎扭纖維絲多孔材料具體形狀所設(shè)計(jì)的各種模 具；
[0017]步驟3)中的真空燒結(jié)采用固相燒結(jié)，于1130°C、1320°C、1330°C條件下真空燒結(jié) 1.5h或2.5h，燒結(jié)工藝如圖1所示，亦包括復(fù)燒；
[0018] 步驟4)中的真空燒結(jié)采用固相燒結(jié)，亦包括復(fù)燒。
[0019] 所述鋼絲繩短切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的 彎扭纖維絲多孔金屬零件為墊塊，墊裝在需要減振的機(jī)械結(jié)構(gòu)底座位置處，并固定。
[0020] 所述鋼絲繩短切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的 彎扭纖維絲多孔金屬零件為環(huán)形件，環(huán)形件內(nèi)孔套裝在需要減振的機(jī)械結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸上， 環(huán)形件外表面套裝在軸承內(nèi)孔，并緊配合固定。
[0021] 所述鋼絲繩短切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的 彎扭纖維絲多孔金屬零件為環(huán)形件，環(huán)形件內(nèi)孔套裝在軸承外環(huán)上，環(huán)形件外表面套裝在 軸承座內(nèi)孔，并緊配合固定。
[0022] 所述鋼絲繩短切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的 彎扭纖維絲多孔金屬零件為軸類和盤(pán)形傳動(dòng)零件，安裝定位后，傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)減振。
[0023]本發(fā)明的原理:本發(fā)明制備的彎扭纖維絲多孔材料由于存在多孔隙，材料的物質(zhì) 不連續(xù)，阻礙了振動(dòng)波在材料中的傳遞，振動(dòng)波傳導(dǎo)的損耗因子大，因而可以用于吸振減 振。由于彎扭纖維絲的特點(diǎn)，彎扭纖維絲相互穿插、相互勾結(jié)，可以獲得較大孔隙率多孔材 料，并且燒結(jié)之后纖維絲之間具有多個(gè)冶金結(jié)合點(diǎn)，冶金結(jié)合可靠，多孔材料具有良好的力 學(xué)性能，可以加工成機(jī)械零件安裝在機(jī)械結(jié)構(gòu)中吸振減振。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：
[0025] 1、本發(fā)明用于制備彎扭纖維絲多孔材料的原材料-彎扭纖維絲，無(wú)表面破壞，具有 繩彎扭復(fù)合變形特點(diǎn)，而且延續(xù)了纖維絲高力學(xué)強(qiáng)度特性，自然堆積狀態(tài)下，相互勾結(jié)，具 有一定的連接強(qiáng)度，燒結(jié)之后纖維絲之間具有多個(gè)冶金結(jié)合點(diǎn)，冶金結(jié)合更加可靠，通過(guò)多 刀旋轉(zhuǎn)短切鋼絲繩可實(shí)現(xiàn)彎扭纖維絲低成本批量化生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)彎扭纖維絲多孔材料規(guī)模 化生產(chǎn)。
[0026] 2、本發(fā)明制備的彎扭纖維絲多孔材料在各孔隙率條件下具有表1所示的高抗拉強(qiáng) 度和高壓縮屈服強(qiáng)度，其抗拉性能曲線如圖2和圖3所示，抗壓性能曲線如圖4和圖5所示。
[0027] 表1各孔隙率抗拉強(qiáng)度及壓縮屈服強(qiáng)度
[0029] 3、本發(fā)明制備孔隙率介于20%~75%彎扭維/絲金屬多孔體損耗因子介于0.01~ 0.06之間，如表2所示，其損耗因子隨溫度變化曲線如圖6、圖7和圖8所示。與表3幾種常見(jiàn)材 料的損耗因子相比，彎扭纖維絲金屬多孔材料具有良好的阻尼性能，比實(shí)體金屬至少高兩 個(gè)數(shù)量級(jí)，而且比其結(jié)構(gòu)輕便，比一般塑料的阻尼性能也能高上一個(gè)數(shù)量極，相比其易老 化、強(qiáng)度低、對(duì)高低溫及腐蝕環(huán)境不易適用，多孔體具有強(qiáng)度可設(shè)計(jì)性，對(duì)極端環(huán)境適用的 優(yōu)勢(shì)，可見(jiàn)彎扭纖維絲金屬多孔體作為一種阻尼應(yīng)用于減振領(lǐng)域非常有潛力。
[0030] 表2彎扭纖維絲金屬多孔材料損耗因子
[0032] 表3各類材料阻尼因子
[0034] 4、本發(fā)明制備的彎扭纖維絲多孔零件直接作為承載結(jié)構(gòu)，在傳遞力和運(yùn)動(dòng)中彎扭 纖維絲多孔零件不會(huì)變形，而結(jié)構(gòu)的振動(dòng)波在通過(guò)彎扭纖維絲多孔零件時(shí)被吸收而減小， 實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)多孔剛性減振，減振效果顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為制備彎扭纖維絲多孔材料真空燒結(jié)工藝圖。
[0036]圖2為孔隙率為30 %彎扭纖維絲多孔材料抗拉性能曲線。
[0037] 圖3為孔隙率為46%、54%、66%、72%彎扭纖維絲多孔材料抗拉性能曲線。
[0038] 圖4為孔隙率為30%、46%、54%彎扭纖維絲多孔材料抗壓性能曲線。
[0039]圖5為孔隙率為62%、72%彎扭纖維絲多孔材料抗壓性能曲線。
[0040]圖6為孔隙率為72%彎扭纖維絲金屬多孔材料不同頻率損耗因子-溫度變化曲線。 [0041]圖7為孔隙率為66%彎扭纖維絲金屬多孔材料不同頻率損耗因子-溫度變化曲線。 [0042]圖8為20%孔隙率彎扭纖維絲金屬多孔材料不同頻率損耗因子-溫度變化曲線。 [0043]圖9為實(shí)施例1中響應(yīng)點(diǎn)B1徑向300Hz頻寬原始系統(tǒng)與加墊塊系統(tǒng)振動(dòng)速度頻譜 圖。
[0044]圖10為實(shí)施例1中響應(yīng)點(diǎn)B1軸向300Hz頻寬原始系統(tǒng)與加墊塊系統(tǒng)響點(diǎn)振動(dòng)速度 頻譜圖。
[0045]圖11為實(shí)施例1中響應(yīng)點(diǎn)B1垂直向300Hz頻寬原始系統(tǒng)與加墊塊系統(tǒng)響點(diǎn)振動(dòng)速 度頻譜圖。
[0046]圖12為實(shí)施例2中彎扭纖維絲多孔環(huán)裝配示意圖。
[0047]圖13為實(shí)施例2中響應(yīng)點(diǎn)B1徑向300Hz頻寬原始系統(tǒng)與加多孔環(huán)系統(tǒng)振動(dòng)速度頻 譜圖。
[0048]圖14為實(shí)施例2中響應(yīng)點(diǎn)B1軸向300Hz頻寬原始系統(tǒng)與加環(huán)系統(tǒng)振動(dòng)速度頻譜圖。 [0049]圖15為實(shí)施例2中響應(yīng)點(diǎn)B1垂直向300Hz頻寬原始系統(tǒng)與加環(huán)系統(tǒng)振動(dòng)速度頻譜 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合多個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0051 ] 彎扭纖維絲多孔零件如下：
[0052] 通過(guò)多刀旋轉(zhuǎn)短切裝置，以500r/min的送絲速度短切繩徑為0.8mm的304 (0Crl8Ni9)不銹鋼鋼絲繩，獲得長(zhǎng)度介于10~15mm，絲徑為90wii的彎扭纖維絲為原材料，將 彎扭纖維絲原材料置于模具中，通過(guò)模具靜壓后1330°C條件下真空燒結(jié)1.5h獲得孔隙率為 40 %和50 %兩種彎扭纖維絲多孔材料，通過(guò)線切割加工出彎扭纖維絲多孔墊塊和彎扭纖維 絲多孔環(huán)兩種零件。兩種彎扭纖維絲多孔零件均應(yīng)用齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)減振。本實(shí)施方 式中齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)、負(fù)載輪、負(fù)載輪支座及基座組成，并 于各組成部分共選取13個(gè)測(cè)試響應(yīng)點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)上2個(gè)響應(yīng)點(diǎn)代號(hào)為Ml、M2，齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng) B1 (輸入軸軸承一端）、B2(輸入軸軸承另一端）、B3(中間軸軸承一端）、B4(中間軸軸承另一 端）、B5(軸出軸軸承一端）、B6(輸出軸軸隨另一端）、B7(齒輪箱上箱體一端）、B8(齒輪箱上 箱體另一端）、B10(齒輪箱基座），B9(負(fù)載輪基座），B11 (基座上與B10相對(duì)應(yīng)點(diǎn)）。
[0053] 實(shí)施例1
[0054]彎扭纖維絲多孔墊塊插入齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)與基座之間并固定，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng) 的減振。
[0055]實(shí)施結(jié)果
[0056] 1)響應(yīng)點(diǎn)B1加多孔墊塊系統(tǒng)與原始系統(tǒng)振動(dòng)速度頻譜比較如圖9、圖10和圖11所 示。圖9所示徑向加多孔墊塊后其共振動(dòng)頻率由10個(gè)減少至4個(gè)。原始系統(tǒng)中99.38Hz對(duì)應(yīng)的 最大峰值8.25mm/s幅值衰減至0.83mm/s，并且此振動(dòng)頻率之后的振動(dòng)頻率在加多孔墊塊后 均消失。89.38Hz處產(chǎn)生最大峰值，其幅值為2.84mm/s，僅比原始系統(tǒng)此處幅值1.89mm/s高 0.95mm/s，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原始系統(tǒng)共振峰最大幅值。圖10所示軸向加多孔墊塊后其振動(dòng)頻率 點(diǎn)由11個(gè)減少至7個(gè)，原始系統(tǒng)中出現(xiàn)在174.38Hz最大幅值4.09mm/s消失，但在273.75Hz處 產(chǎn)生最大峰值頻率，其幅值為1.09mm/s。圖11所示垂直向加多孔墊塊后其振動(dòng)頻率點(diǎn)由11 個(gè)減少至10個(gè)，原始系統(tǒng)中出現(xiàn)在199.38Hz最大幅值3.38mm/s消失，但在89.37Hz處產(chǎn)生最 大峰值頻率，其幅值為2.52mm/s。其余響應(yīng)點(diǎn)均表現(xiàn)為與B1相似的變化規(guī)律，在此不贅述。 加入墊塊后三方向振動(dòng)頻率點(diǎn)呈現(xiàn)了不同數(shù)量的減少或轉(zhuǎn)移，最大幅值頻率點(diǎn)向高頻或低 頻發(fā)生轉(zhuǎn)移或消失，振動(dòng)幅值得到不同程度衰減，對(duì)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)起著很好的減振效果。 [0057] 2)振動(dòng)烈度評(píng)估減振效果
[0058] 13個(gè)響應(yīng)點(diǎn)在在0~1000Hz范圍內(nèi)三個(gè)方向振動(dòng)速度有效值及其振動(dòng)烈度如表4 所示，減振效果采用百分比表示。加多孔墊塊系統(tǒng)中13個(gè)響應(yīng)點(diǎn)三方向振動(dòng)速度有效值都 表現(xiàn)出大幅度減小，減幅介于30%~75%，表明齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在多孔墊塊作用下振動(dòng)程度 得到大幅度降低。
[0059]表4各響應(yīng)點(diǎn)振動(dòng)速度有效值與振動(dòng)烈度
[0062]原始系統(tǒng)與加多孔墊塊系統(tǒng)齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)各組成部分及整個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)烈 度及振動(dòng)烈度的分貝如表5所示。加墊塊系統(tǒng)中電機(jī)、減速器、支座及基座的振動(dòng)烈度分別 為8.96mm/s、7.42mm/s、8.44mm/s、3.79mm/s，比原始系統(tǒng)的相關(guān)部分分別減小了57.05%、 47.04%、54.59%、52.57 % ;整個(gè)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)烈度也由原始系統(tǒng)的14.55mm/s減 小至加墊塊系統(tǒng)的7.29mm/s，其減振效果達(dá)到了49.89%。加墊塊系統(tǒng)中電機(jī)、減速器、支座 及基座的振動(dòng)烈度分貝值也由原始系統(tǒng)的126.39dB、122.72dB、125.39dB、118.05dB減小至 119.05(18、117.19(18、118.53(18、111.57(18，各自減小了7.34(18、5.52(18、6.86(18、6.48(18 ;整 個(gè)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)烈度分貝也由原始系統(tǒng)的12 3.2 6 d B減小至加墊塊系統(tǒng)的 117.25dB，減小6dB。彎扭絲多孔墊塊對(duì)整個(gè)減速器系統(tǒng)及其各組成部分的振動(dòng)衰減產(chǎn)生了 積極作用，起到了較好的減振效果。
[0063]表5原始系統(tǒng)與加多孔墊塊系統(tǒng)振動(dòng)烈度
[0065] 3)振動(dòng)加速度級(jí)評(píng)估減振效果
[0066]齒輪減速器傳動(dòng)原始系統(tǒng)與加多孔墊塊系統(tǒng)5000Hz頻寬范圍內(nèi)13個(gè)響應(yīng)點(diǎn)加速 度振級(jí)，結(jié)果如表6所示。加多孔墊塊后電動(dòng)機(jī)上響應(yīng)點(diǎn)M1、M2三方向上加速度振級(jí)減小幅 度介于6~8dB;基座響應(yīng)點(diǎn)B11，X/Y/Z分別約降低了 5dB、2dB、5dB;齒輪箱上各響應(yīng)點(diǎn)各方 向減小值介于1~3dB;加墊塊整體系統(tǒng)三方向的加速度平均振級(jí)均比原始整體系統(tǒng)約降低 2dB。多孔墊塊產(chǎn)生了良好的減振效果。
[0067]表6原始與加墊塊系統(tǒng)各響應(yīng)點(diǎn)加速度振級(jí)
[0069] 實(shí)施例2彎扭纖維絲多孔環(huán)裝配于齒輪箱輸入軸和中間軸軸承內(nèi)圈與軸頸之間， 并緊配合固定，如圖12所示，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的減振。
[0070] 實(shí)施結(jié)果
[0071] 1)響應(yīng)點(diǎn)B1加多孔環(huán)系統(tǒng)與原始系統(tǒng)振動(dòng)速度頻譜比較圖如圖13、圖14和圖15所 不。
[0072] 如圖13所示徑向原始系統(tǒng)在99.37Hz出現(xiàn)最大峰值8.252mm/s，加多孔環(huán)后此處共 振消失，88.13Hz處產(chǎn)生新的最大峰值為3.04mm/s，約為原始系統(tǒng)的37%。圖14所示軸向原 始系統(tǒng)174.36Hz之后的所有振動(dòng)頻率在加多孔環(huán)后幾乎全消失，極個(gè)別未消失振動(dòng)頻率的 幅值也衰減至微米級(jí)；88.13Hz處出現(xiàn)了新的振動(dòng)頻率，但其振幅較小為1.43mm/s。圖15所 示垂直向原始系統(tǒng)99.38Hz處最大幅值5.61mm/s消失，其后振動(dòng)頻率點(diǎn)大部分消失，未消失 振動(dòng)頻率幅值也得到了衰減;最大峰值頻率點(diǎn)前移至88.13Hz，幅值為2.91mm/s，此頻率點(diǎn) 之前振動(dòng)頻率幅值大部分得到衰減。其余響應(yīng)點(diǎn)均表現(xiàn)為與B1相似的變化規(guī)律，在此不贅 述。加多孔環(huán)與加多孔墊塊具有相似的減振形式:振動(dòng)頻率點(diǎn)消失，振動(dòng)幅值衰減，最大幅 值頻率點(diǎn)前移。
[0073] 2)振動(dòng)烈度評(píng)估減振效果
[0074]原始系統(tǒng)和軸承內(nèi)加多孔環(huán)系統(tǒng)13個(gè)響應(yīng)點(diǎn)在0~1000Hz范圍內(nèi)三方向振動(dòng)速度 有效值及各響應(yīng)點(diǎn)振動(dòng)烈度如表7所示，減振效果采用百分比表示。加環(huán)系統(tǒng)中各響應(yīng)點(diǎn)三 方向振動(dòng)速度有效值大幅度減小，介于20~65%之間。
[0075]表7 13個(gè)響應(yīng)點(diǎn)振動(dòng)速度有效值與振動(dòng)烈度
[0078] 原始系統(tǒng)與加多孔環(huán)系統(tǒng)中電機(jī)、齒輪箱、負(fù)載輪支座、基座及整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)烈 度及其分貝值如表8所示。加多孔環(huán)系統(tǒng)中減速器、電機(jī)、支座及基座的振動(dòng)烈度分別為 8.34mm/s、13 ? 34mm/s、12 ? 20mm/s、4 ? 72mm/s，比原始系統(tǒng)相應(yīng)部件分別減小38 ? 99 %、 35.62%、34.37 %、40.93 % ;整個(gè)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)烈度由原始系統(tǒng)14.55mm/s減小至 加多孔環(huán)系統(tǒng)9.02mm/s，其減振效果達(dá)到了38.01 %。加多孔環(huán)系統(tǒng)中電機(jī)、減速器、支座及 基座的振動(dòng)烈度分貝值也相應(yīng)的由原始系統(tǒng)的126.39(18、122.72(18、125.39(18、118.05(18減 小至118.24(18、122.56(18、121.73(18、113.84(18，分別減小4.29(18、3.82(18、3.66(18、4.57(18 ; 整個(gè)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)烈度分貝由原始系統(tǒng)的123.26dB減小至加環(huán)系統(tǒng)的119.10dB， 其減小了 4.15dB。
[0079] 表8原始系統(tǒng)與加多孔環(huán)系統(tǒng)振動(dòng)烈度
[0081 ] 3)振動(dòng)加速度級(jí)評(píng)估減振效果
[0082] 加多孔環(huán)系統(tǒng)5000Hz頻寬內(nèi)齒輪箱體上9個(gè)響應(yīng)點(diǎn)加速度振級(jí)結(jié)果如表9所示。多 孔環(huán)加入81、82、83、84響應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軸頸處，四個(gè)響應(yīng)點(diǎn)各向加速度振級(jí)都有不同程度的 降低，X向振級(jí)差介于3~6dB，Y向與Z向振級(jí)差相近主要介于1~2dB，轉(zhuǎn)速軸軸承端振動(dòng)減 小，因而與其相連結(jié)構(gòu)振動(dòng)也隨之減小，表9中可見(jiàn)振動(dòng)輸出軸、上箱體及基座上響應(yīng)點(diǎn)各 向振級(jí)也明顯減小，基座上X/Y向表現(xiàn)出約5dB及Z向表現(xiàn)出約3dB振級(jí)差。加環(huán)齒輪箱體X、 Y、Z三向加速度平均振級(jí)分別為101.12dB、109.92dB、106.28dB比原始系統(tǒng)相應(yīng)振級(jí) 105.70(18、113.02(18、108.16(18降低約了5(18、3(18、2(18?？梢?jiàn)，從加速度振級(jí)考量，彎扭絲多 孔環(huán)對(duì)整個(gè)齒輪箱系統(tǒng)也起到了很好的減振效果。
[0083] 表9原始與加多孔環(huán)系統(tǒng)各響應(yīng)點(diǎn)加速度振級(jí)
[0086] 實(shí)施例3
[0087] 本實(shí)施例與實(shí)施例2不同之處在于:將彎扭纖維絲多孔環(huán)裝配至輸入軸、中間軸、 輸出軸軸承內(nèi)圈與軸頸之間。
[0088] 實(shí)施例4
[0089] 本實(shí)施例與實(shí)施例2不同之處在于:將彎扭纖維絲多孔環(huán)裝配至輸入軸、中間軸、 輸出軸軸承外圈。
[0090] 實(shí)施例5
[0091] 本實(shí)施例與實(shí)施例2不同之處在于:將鋼絲繩短切成彎扭纖維絲模具壓制成形后 燒結(jié)成金屬多孔材料，再通過(guò)機(jī)械加工形成所需的彎扭纖維絲多孔金屬零件為軸類和盤(pán)形 傳動(dòng)零件，安裝定位后，傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)吸振減振。
[0092] 以上所述之實(shí)施例子只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范 圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于：為鋼絲繩短切成彎扭纖維絲壓制后 燒結(jié)成金屬多孔材料制作為機(jī)械結(jié)構(gòu)零件直接實(shí)現(xiàn)多孔剛性減振的應(yīng)用;根據(jù)使用條件的 不同該鋼絲繩短切成彎扭纖維絲壓制后燒結(jié)成金屬多孔材料的孔隙率可調(diào)，孔隙率范圍主 要介于20%~75 %，損耗因子介于O. Ol~0.06之間，將燒結(jié)彎扭纖維絲金屬多孔材料加工 成零件應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性減振彎扭纖維絲多孔材料孔隙率介于20 %~50%，損耗因 子介于0.01~0.04之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于，所述金屬多孔 材料的制備，包括以下步驟： 1) 短切鋼絲繩獲得彎扭纖維絲； 2) 在特定模具中采用靜壓方法冷壓壓制預(yù)成形彎扭纖維絲多孔材料坯體，孔隙率介于 20%~75% ; 3) 彎扭纖維絲多孔材料坯體于真空燒結(jié)爐中燒結(jié)獲得彎扭纖維絲多孔材料，孔隙率為 20%~50% ; 4) 一次冷壓燒結(jié)不能獲得孔隙率介于20%~50%彎扭纖維絲多孔材料過(guò)復(fù)壓或乳制， 復(fù)壓或乳制后真空燒結(jié)獲得孔隙率介于20%~50%彎扭纖維絲多孔材料； 5) 鋼絲繩短切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需彎扭纖維 絲多孔金屬零件； 6) 裝配至機(jī)械系統(tǒng)中所需彎扭纖維絲多孔金屬零件結(jié)構(gòu)位置處。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于： 步驟1)中的短切繩原材料為不銹鋼鋼絲繩，通過(guò)多刀旋轉(zhuǎn)短切裝置，短切304不銹鋼鋼 絲繩，獲長(zhǎng)度介于5~25mm，絲徑為10~500μηι的彎扭絲為原材料； 步驟2)中的特定模具是依據(jù)所需彎扭纖維絲多孔材料具體形狀所設(shè)計(jì)的各種模具； 步驟3)中的真空燒結(jié)采用固相燒結(jié)，于1130 °C、1320°C、1330°C條件下真空燒結(jié)1.5h或 2.5h，亦包括復(fù)燒； 步驟4)中的真空燒結(jié)采用固相燒結(jié)，亦包括復(fù)燒。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于:所述鋼絲繩短 切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的彎扭纖維絲多孔金屬零 件為墊塊，墊裝在需要減振的機(jī)械結(jié)構(gòu)底座位置處，并固定。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于:所述鋼絲繩短 切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的彎扭纖維絲多孔金屬零 件為環(huán)形件，環(huán)形件內(nèi)孔套裝在需要減振的機(jī)械結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸上，環(huán)形件外表面套裝在軸 承內(nèi)孔，并緊配合固定。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于:所述鋼絲繩短 切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的彎扭纖維絲多孔金屬零 件為環(huán)形件，環(huán)形件內(nèi)孔套裝在軸承外環(huán)上，環(huán)形件外表面套裝在軸承座內(nèi)孔，并緊配合固 定。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩短切成彎扭纖維絲的應(yīng)用，其特征在于:所述鋼絲繩短 切成彎扭纖維絲后燒結(jié)成金屬多孔材料通過(guò)機(jī)械加工形成所需的彎扭纖維絲多孔金屬零 件為軸類和盤(pán)形傳動(dòng)零件，安裝定位后，傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)減振。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK105880596SQ201610397223
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】周照耀, 吳菲
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)