專利名稱：慣阻式吸振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及機(jī)械振動減振應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種用于減振吸振的慣阻式吸振器。
背景技術(shù)：
研究振動的一個(gè)主要目的就是控制振動，使能滿足預(yù)期的性能指標(biāo)要求。振動有有益與有害之分，人們有時(shí)利用振動達(dá)到預(yù)期的目的，如利用共振提高效率，利用振動原理制成各種振動機(jī)械等；而在更多的情況下，振動是有害的，它縮短產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)的使用壽命，導(dǎo)致產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)損壞。因此，必須把有害振動盡量減小，直至消除，這就是減振問題。從廣義上說，振動控制應(yīng)包括上述兩個(gè)方面，但通常說的振動控制是指后者。對復(fù)雜的系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的振動問題僅靠設(shè)計(jì)是難以解決的，當(dāng)出現(xiàn)不符合要求的振動，除進(jìn)行再設(shè)計(jì)外，一個(gè)重要且有效的方法就是采取減振措施。為減小有害振動，人們在各個(gè)工程領(lǐng)域中進(jìn)行了大量的研究工作，包括振源、傳遞途徑、系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性、減振措施等方面。其中減震措施的理論分析與實(shí)現(xiàn)占很重要的地位，經(jīng)典的減振措施主要包括吸振、隔振與阻振三大部分。經(jīng)典的減振措施對原結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品或系統(tǒng)不作任何修改被稱為振動被動控制技術(shù)。本發(fā)明就是被動式動力吸振器，動力吸振器由于它結(jié)構(gòu)簡單，又能有效地抑制頻率范圍變化較小的結(jié)構(gòu)與設(shè)備的振動，因此在工程實(shí)踐中得以廣泛的應(yīng)用，動力吸振技術(shù)已成為實(shí)施振動控制的重要手段和有效措施 。吸振為動力吸振的簡稱，即采用附加的子系統(tǒng)(稱為動力吸振器一dynamicvibration absorber以下簡稱DVA)改變需減振的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)(統(tǒng)稱為主系統(tǒng))的振動狀態(tài)，這種振動狀態(tài)的改變是通過主系統(tǒng)附加上子系統(tǒng)后振動能量的重新分配實(shí)現(xiàn)的，即振動能量轉(zhuǎn)移到附加的子系統(tǒng)上。在汽車領(lǐng)域,汽車良好的NVH(Noise噪聲、Vibration振動和Harshness聲振粗糙度)性能成為客戶為車輛評價(jià)的重要指標(biāo)。造成車輛振動的一個(gè)重要原因?yàn)榱悴考墓舱瘢瑫r(shí)零部件的共振甚至?xí)疖囕v零部件的早期損壞，降低車輛的行駛安全性。在橋梁領(lǐng)域，由于共振的存在，輕者導(dǎo)致橋梁的使用壽命減短，重者出現(xiàn)橋梁坍塌的現(xiàn)象；在電機(jī)工程領(lǐng)域、機(jī)械傳動領(lǐng)域，振動都造成了產(chǎn)品壽命減少，系統(tǒng)可靠性降低等影響。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種慣阻式吸振器，能夠?qū)⒈粶p振設(shè)備的主要振動能量轉(zhuǎn)化為慣阻式減振器慣性元件的動能，利用自身的阻尼系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和系統(tǒng)大幅減振。慣阻式動力吸振器，包括密封體、活塞質(zhì)量塊、彈簧和密封裝置，其中，密封體由上壁、下壁和側(cè)壁組成，上壁和下壁分別焊接在側(cè)壁的上下兩個(gè)端面上形成封閉的密封體；活塞質(zhì)量塊的外形與側(cè)壁的內(nèi)壁面間隙配合，活塞質(zhì)量塊的周向開有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝密封裝置，活塞質(zhì)量塊的上下兩個(gè)表面為對稱的下凹結(jié)構(gòu)，下凹結(jié)構(gòu)的底部上加工有軸向的阻尼孔；其整體連接關(guān)系為活塞質(zhì)量塊通過密封裝置與密封體的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)密封連接，活塞質(zhì)量塊上下兩面的中心處各連接一根彈簧，兩根彈簧的另一端分別連接上壁和下壁，兩根彈簧將活塞質(zhì)量塊支撐在密封體的中部，活塞質(zhì)量塊將密封體分隔為上腔和下腔，活塞質(zhì)量塊上的阻尼孔貫穿上腔和下腔，油液充滿下腔后液面在上腔與上壁之間形成一個(gè)氣室。有益效果(I)本申請和傳統(tǒng)液壓減振器相比，沒有動密封，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，只需單點(diǎn)連接，布置空間靈活，可在有限的空間進(jìn)行布置，可布置在被減振物體的任何位置，只需軸線和外加激勵(lì)平行即可。( 2 )本申請和傳統(tǒng)液壓減振器相比，不但可以實(shí)現(xiàn)相對運(yùn)動部件之間的減振(如汽車懸架)，而且能夠?qū)误w結(jié)構(gòu)(大型鋼架等)進(jìn)行減振，良好參數(shù)匹配的情況下，對于窄帶振動的減振率可以達(dá)到80%。采用非線性彈簧，還可以對寬帶振動有效減振。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-氣室，2-上壁、3-側(cè)壁、4-上腔、5-活塞質(zhì)量塊、6_下腔、7_下壁、8_阻尼孔、9-減摩密封裝置、10-彈簧。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種慣阻式動力吸振器，包括密封體、活塞質(zhì)量塊5、彈簧10和密封裝置9，其中，密封體由上壁2、下壁7和側(cè)壁3組成，上壁2和下壁7分別焊接在側(cè)壁3的上下兩個(gè)端面上形成封閉的密封體；活塞質(zhì)量塊5的外形與側(cè)壁3的內(nèi)壁面間隙配合，活塞質(zhì)量塊5的周向開有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝密封裝置9，活塞質(zhì)量塊5的上下兩個(gè)表面為對稱的下凹結(jié)構(gòu)，下凹結(jié)構(gòu)的底部上加工有軸向的阻尼孔8，阻尼孔8在下凹結(jié)構(gòu)底部的平面上沿周向均布；其整體連接關(guān)系為活塞質(zhì)量塊5通過密封裝置與密封體的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)密封連接，活塞質(zhì)量塊5上下兩面的中心處各連接一根彈簧10，兩根彈簧10的另一端分別連接上壁2和下壁7，兩根彈簧10將活塞質(zhì)量塊5支撐在密封體的中部，活塞質(zhì)量塊5將密封體分隔為上腔4和下腔6，活塞質(zhì)量塊5上的阻尼孔8貫穿上腔4和下腔6，油液充滿下腔6后液面在上腔4與上壁2之間形成一個(gè)氣室I。其中，密封裝置是摩擦力小的密封圈。工作原理慣阻式減振器的下壁7或者側(cè)壁3固定在需要減振的設(shè)備或者機(jī)構(gòu)上面，慣阻式減振器的軸線方向要與振動方向平行安裝。根據(jù)檢測被減振設(shè)備或者機(jī)構(gòu)的振動功率譜的主要頻率，適當(dāng)調(diào)整彈簧剛度k和質(zhì)量塊m，使得慣阻式減振器的吸振頻率
/ =— g等于，這樣慣阻式吸振器的活塞質(zhì)量塊m會在該頻率下發(fā)生共振，吸收絕大部分振動能量。這種振動狀態(tài)的改變是通過主系統(tǒng)附加上子系統(tǒng)后振動能量的重新分配實(shí)現(xiàn)的，即振動能量轉(zhuǎn)移到附加的子系統(tǒng)慣阻式減振器上。如果被減振設(shè)備存在多個(gè)振動峰值f1; f2, f3,…等，可采用多個(gè)不同吸振頻率的慣阻式減振并聯(lián)的方式安裝在被減振設(shè)備上來實(shí)現(xiàn)減振。根據(jù)減振不同要求振幅減振還是加速度減振，可以匹配不同的阻尼特性來實(shí)現(xiàn)。具體工作過程是慣阻式吸振器發(fā)生共振后，振動過程中活塞質(zhì)量塊5會隨著軸線上下振動，可以分為活塞質(zhì)量塊5的上行程和下行程。上行程過程上腔4的容積減小，油壓升高，上腔4中的油液流經(jīng)活塞上的阻尼孔8進(jìn)入下腔6，阻尼孔8對油液的節(jié)流形成了對系統(tǒng)的阻尼力，而氣室I起到了防止困油的作用。另外和活塞質(zhì)量塊5相連的彈簧10在活塞質(zhì)量塊5隨著軸線往振動時(shí)，彈簧10也起到了緩和沖擊的作用。這樣一部分振動能量通過阻尼轉(zhuǎn)化為熱量傳遞給油液，最后通過壁面?zhèn)鬟f給大氣。下行程過程下腔6的容積減小，油壓升高，下腔6中的油液流經(jīng)活塞上的阻尼孔 8進(jìn)入上腔4，阻尼孔8對油液的節(jié)流形成了對系統(tǒng)的阻尼力。另外和活塞質(zhì)量塊相連的彈簧10在活塞質(zhì)量塊5隨著軸線上下振動時(shí)，彈簧10也起到了緩和沖擊的作用。這樣一部分振動能量通過阻尼轉(zhuǎn)化為熱量傳遞給油液，最后通過壁面?zhèn)鬟f給大氣。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.慣阻式動力吸振器，其特征在于，包括密封體、活塞質(zhì)量塊、彈簧和減摩密封裝置，其中，密封體由上壁、下壁和側(cè)壁組成，上壁和下壁分別焊接在側(cè)壁的上下兩個(gè)端面上形成封閉的密封體；活塞質(zhì)量塊的外形與側(cè)壁的內(nèi)壁面間隙配合，活塞質(zhì)量塊的周向開有環(huán)形槽， 環(huán)形槽內(nèi)安裝減摩密封裝置，活塞質(zhì)量塊的上下兩個(gè)表面為對稱的下凹結(jié)構(gòu)，下凹結(jié)構(gòu)的底部上加工有軸向的阻尼孔；其整體連接關(guān)系為活塞質(zhì)量塊通過減摩密封裝置與密封體的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)密封連接，活塞質(zhì)量塊上下兩面的中心處各連接一根彈簧，兩根彈簧的另一端分別連接上壁和下壁，兩根彈簧將活塞質(zhì)量塊支撐在密封體的中部，活塞質(zhì)量塊將密封體分隔為上腔和下腔，活塞質(zhì)量塊上的阻尼孔貫穿上腔和下腔，油液充滿下腔后液面在上腔與上壁之間形成一個(gè)氣室。
2.如權(quán)利要求1所述的慣阻式動力吸振器，其特征在于，所述慣阻式減振器通過其下壁或者側(cè)壁固定在需要減振的設(shè)備或者機(jī)構(gòu)上，慣阻式減振器的軸線方向要與振動方向平行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的慣阻式動力吸振器，其特征在于，所述活塞質(zhì)量塊上的阻尼孔阻在下凹結(jié)構(gòu)底部的平面上沿周向均布。
4.如權(quán)利要求3所述的慣阻式動力吸振器，其特征在于，根據(jù)檢測被減振設(shè)備或者機(jī)構(gòu)的振動功率譜的主要頻率，適當(dāng)調(diào)整彈簧剛度k和質(zhì)量塊m，使得慣阻式減振器的吸振頻率/ = ± 等于fl。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種慣阻式吸振器，包括密封體、活塞質(zhì)量塊、彈簧和減摩密封裝置，密封體是由上壁、下壁和側(cè)壁組成的封閉腔體；活塞質(zhì)量塊的上下兩個(gè)表面為對稱的下凹結(jié)構(gòu)，下凹結(jié)構(gòu)的底部上加工有軸向的阻尼孔；活塞質(zhì)量塊通過減摩密封裝置與密封體的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)密封連接，活塞質(zhì)量塊上下兩面的中心處各連接一根彈簧，兩根彈簧的另一端分別連接上壁和下壁，兩根彈簧將活塞質(zhì)量塊支撐在密封體的中部，活塞質(zhì)量塊將密封體分隔為上腔和下腔，活塞質(zhì)量塊上的阻尼孔貫穿上腔和下腔，油液充滿下腔后液面在上腔與上壁之間形成一個(gè)氣室。本發(fā)明能夠?qū)⒈粶p振設(shè)備的主要振動能量轉(zhuǎn)化為慣阻式減振器慣性元件的動能，利用自身的阻尼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和系統(tǒng)大幅減振。
文檔編號F16F13/00GK103047335SQ20121057857
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者董明明, 劉鵬, 曾榮兵, 趙永飛, 孟紅芹 申請人:北京理工大學(xué)