一種基于聚氨酯填充物的減振器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于聚氨酯填充物的減振器，包括圓桶形的外殼、墊板和彈性顆粒，所述彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，所述彈性顆粒設(shè)置在所述外殼中，所述彈性顆粒和所述外殼的開口之間設(shè)置有所述墊板。本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過在減振器外殼中填充帶聚氨酯顆粒的彈性材料，克服了紡機(jī)機(jī)器生產(chǎn)中振動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)的各種成形運(yùn)動(dòng)受到的干擾和破壞，提高了生產(chǎn)效率和機(jī)器使用壽命。
【專利說明】一種基于聚氨酯填充物的減振器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)設(shè)備的減振降噪領(lǐng)域，具體涉及一種基于聚氨酯填充物的減振器。
【背景技術(shù)】
[0002]高速和大功率機(jī)械設(shè)備的迅速發(fā)展帶來嚴(yán)重的振動(dòng)和噪聲等問題，長時(shí)間使用會(huì)造成部分器件失效、儀器儀表失靈、壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)甚至影響機(jī)械設(shè)備的精度和效率，降低設(shè)備的性能和可靠性，從而引發(fā)災(zāi)難性后果，影響生產(chǎn)，造成極其慘重的經(jīng)濟(jì)損失。彈性阻尼材料和技術(shù)是控制結(jié)構(gòu)共振、結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)和噪聲的最有效的方法，不但成為國際上極為重視的研究領(lǐng)域，而且近年來在工業(yè)界已取得了很多成功的應(yīng)用，并取得顯著的進(jìn)展和成績。如我國進(jìn)口的德國大型機(jī)械設(shè)備中，大部分都采用了彈性阻尼材料來減小機(jī)械振動(dòng)和噪聲；又如繼電器是一類振動(dòng)敏感部件，過大的振動(dòng)響應(yīng)會(huì)使繼電器錯(cuò)誤動(dòng)作而導(dǎo)致嚴(yán)重事故。美國衛(wèi)星上用的繼電器板，采用自由阻尼材料使共振放大倍數(shù)由44降至6。因此，阻尼材料及相關(guān)技術(shù)在電子和機(jī)械設(shè)備減振緩沖設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必然趨勢(shì)，使得對(duì)它的研究、開發(fā)和利用愈來愈受人們的重視，并且產(chǎn)生了重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]利用聚氨酯、浙青等配制阻尼材料是隨著阻尼減振降噪技術(shù)的要求而發(fā)展起來的優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的一種新材料，它具有許多優(yōu)良性能。首先，它具有較強(qiáng)的粘結(jié)力，因而可以粘結(jié)不同的材料來實(shí)現(xiàn)不同的功能；它還具有塑性和粘彈性，在外力作用下，半固態(tài)浙青或固態(tài)浙青即使出現(xiàn)被壓扁、展延、扭卷等變形現(xiàn)象，在外力取消后，仍能保持原有的形狀而不被破壞(裂縫或斷開)；最后，它還有溫度依賴性、抗透水性和耐腐蝕性，浙青材料在高溫條件下成型性很好，幾乎不溶于水并具有一定的防水性，同時(shí)也具有抵抗酸、堿、鹽侵蝕的能力。在制備阻尼材料時(shí)，需要加入各種松散的填料(如鋸末、碳黑、石墨)包裹起來，并與金屬結(jié)構(gòu)材料粘結(jié)成具有一定強(qiáng)度的整體從而實(shí)現(xiàn)各種不同的功能。浙青型粘彈性阻尼材料的基本配方是以浙青為基材，并配入大量有機(jī)、無機(jī)填料混合而成。浙青本身是一種具有中等阻尼的材料，在浙青和填料的界面上因摩擦而產(chǎn)生的振動(dòng)能向熱能轉(zhuǎn)變，在振動(dòng)的衰減中起主要作用。此外，填料的比`重、形狀、粒徑、粒度分布、表面活性等與阻尼材料的性能也有很大的關(guān)系。
[0004]浙青聚合物在作為阻尼材料使用的過程中的損耗使應(yīng)力轉(zhuǎn)化為熱量，適當(dāng)摻雜碳黑、石墨等填料，有助于提高阻尼材料的導(dǎo)熱性，避免阻尼材料因過熱而老化。此外，石墨和碳黑具有防止降解的優(yōu)點(diǎn)，可以保護(hù)所填充的聚合物避免發(fā)生紫外線照射引發(fā)的降解。2004年石墨烯的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了人們對(duì)碳材料研究的新紀(jì)元，它是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨(dú)穩(wěn)定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈.海姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，而證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m.K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率比納米碳管或硅晶體高，而電阻率比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。石墨烯的這些獨(dú)特性能賦予了它可在阻尼材料中發(fā)揮重大的作用，將它作為填充劑，有望發(fā)揮其熱導(dǎo)率超高的特性，同時(shí)作為輕質(zhì)剛性填充劑，石墨烯有助于材料剛度的大幅度增加和損耗因子的峰值增寬，這樣能增加耗散能量，改善減振降噪的效果，大大提升浙青型阻尼的減振性能和效果。
[0005]因此，需要一種基于聚氨酯填充物的減振器以解決上述問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中紡機(jī)機(jī)器生產(chǎn)中振動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)的各種成形運(yùn)動(dòng)受到干擾和破壞、生產(chǎn)效率降低、機(jī)器壽命降低的缺陷，提供一種基于聚氨酯填充物的減振器。
[0007]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種基于聚氨酯填充物的減振器，包括圓桶形的外殼、墊板和彈性顆粒，所述彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，所述彈性顆粒設(shè)置在所述外殼中，所述彈性顆粒和所述外殼的開口之間設(shè)置有所述墊板。
[0009]更進(jìn)一步的，所述彈性顆粒設(shè)置在網(wǎng)兜中。將彈性顆粒設(shè)置在網(wǎng)兜中，更容易集中彈性顆粒。
[0010]更進(jìn)一步的，還包括橡膠墊和固定環(huán)，所述彈性顆粒和所述墊板之間設(shè)置有所述橡膠墊，所述固定環(huán)將所述墊板固定在外殼內(nèi)。
[0011]更進(jìn)一步的，還包括固定環(huán)，所述固定環(huán)將所述墊板固定在所述外殼的開口內(nèi)。
[0012]有益效果:本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過在減振器外殼中填充帶聚氨酯顆粒的彈性材料，其中，聚氨酯顆粒為現(xiàn)有技術(shù)中常用的材料，克服了紡機(jī)機(jī)器生產(chǎn)中振動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)的各種成形運(yùn)動(dòng)受到的干擾和破壞，提高了生產(chǎn)效率和機(jī)器使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的立體圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的俯視圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的A-A向剖視圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的主視圖；
[0017]圖5是外殼的立體圖；
[0018]圖6是墊板的立體圖；
[0019]圖7是墊板的俯視圖；
[0020]圖8是墊板的B-B向剖視圖；
[0021]圖9是固定環(huán)的立體圖；
[0022]圖10是固定環(huán)的俯視圖；
[0023]圖11是固定環(huán)的C-C向剖視圖；
[0024]圖12是橡膠墊的立體圖；[0025]圖13是橡膠墊的俯視圖；
[0026]圖14是橡膠墊的D-D向剖視圖；
[0027]圖15是1.2kg規(guī)格的本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的加載力與壓縮變形量的三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖；
[0028]圖16是1.0kg規(guī)格的本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的加載力與壓縮變形量的三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖；
[0029]圖17是本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器的振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置示意圖；
[0030]圖18第一測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；
[0031]圖19第一測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減振器頻譜圖；
[0032]圖20第二測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；
[0033]圖21第二測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減振器頻譜圖；
[0034]圖22第三測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；
[0035]圖23第三測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器頻譜圖；
[0036]圖24第四測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；
[0037]圖25第四測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器頻譜圖；
[0038]圖261.2kg規(guī)格純聚氨酯的減振器的力與位移曲線；
[0039]圖271.2kg規(guī)格聚氨酯與填料質(zhì)量比9:1的減振器的力與位移曲線；
[0040]圖281.2kg規(guī)格聚氨酯與填料質(zhì)量比8:2的減振器的力與位移曲線；
[0041]圖291.0kg規(guī)格聚氨酯與填料質(zhì)量比8:2的減振器的力與位移曲線；
[0042]圖30L 35kg規(guī)格純聚氨酯的減振器的力與位移曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0044]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14所示，本實(shí)用新型的基于聚氨酯填充物的減振器，包括圓桶形的外殼1、墊板2和彈性顆粒，彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，彈性顆粒設(shè)置在外殼I中，彈性顆粒和外殼I的開口之間設(shè)置有墊板2。優(yōu)選的，彈性顆粒設(shè)置在網(wǎng)兜中。彈性顆粒包括聚氨酯顆粒和填料，填料為炭黑和/或石墨烯。聚氨酯混合物在處理振動(dòng)效果時(shí)，需要的初始力小的多，實(shí)用范圍更廣，實(shí)際減振效果更佳，則可以制定不同規(guī)格載荷的減振器，選擇性多樣化。更優(yōu)選的，聚氨酯顆粒與填料的重量比為8:2-9:1，聚氨酯顆粒與填料的重量比合適。還包括橡膠墊3，彈性顆粒和墊板2之間設(shè)置有橡膠墊3，固定環(huán)4將墊板2固定在外殼內(nèi)。還包括固定環(huán)4，固定環(huán)4將墊板2固定在外殼I的開口內(nèi)。
[0045]其中，外殼I的開口處設(shè)置有一圈第一通孔，固定環(huán)4也設(shè)置有與第一通孔相對(duì)應(yīng)的第二通孔，通過鉚釘5將固定環(huán)4固定在外殼I上。
[0046]墊板2為圓板形，其中部設(shè)置有第一凸起21，凸起21的中部設(shè)置有圓錐形的第一凹槽22，第一凹槽22的底部設(shè)置有第二凹槽23。
[0047]橡膠墊3為圓板形，橡膠墊3的外側(cè)設(shè)置有一圈第二凸起31，墊板2設(shè)置在第二凸起31圍成的區(qū)域內(nèi)。這樣，橡膠墊3和墊板2之間的位置更容易固定，
[0048]實(shí)施例1
[0049]本實(shí)施例的基于聚氨酯填充物的減振器的外殼直徑為213mm，外殼高度為105mm，其中，彈性顆粒中聚氨酯顆粒和填料的質(zhì)量比范圍為8:2-9:1，不同型號(hào)的減振器載荷承受能力和屈服力不同，其使用載荷范圍為IOOOkg?1350kg，最大可承受載荷1550kg，屈服力的范圍為2.3kN-6.6kN,屈服后的線性保持良好，剛度范圍為0.53kN/mm-0.82kN/mm。
[0050]制作方法:
[0051]將一定量的彈性顆粒裝入網(wǎng)兜中，無泄漏扎好稱重后，放置在外殼中，放在專用夾具上進(jìn)行組裝，從上至下順序依次為固定環(huán)、墊板、橡膠墊、彈性顆粒和外殼。
[0052]進(jìn)行其力與位移的測(cè)試，測(cè)定其屈服力，剛度，以及屈服后線性是否良好，從而對(duì)不同載荷下彈性顆粒用量進(jìn)行評(píng)估，在紡機(jī)工作車間，通過信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)時(shí)域、頻譜測(cè)試，以確定其具體振動(dòng)有效值及振動(dòng)最大值。
[0053]綜合以上數(shù)據(jù)，確定不同載荷強(qiáng)度下聚氨酯顆粒的合理用量，確保能夠最大化減輕紡機(jī)工作時(shí)的振動(dòng)，提高生產(chǎn)效率。
[0054]實(shí)驗(yàn)測(cè)試:
[0055](I)進(jìn)行聚氨酯壓縮試驗(yàn)，測(cè)定繪制其加載力與壓縮變形量的關(guān)系曲線圖；
[0056]測(cè)試目的:測(cè)量其彈性性能，是否具有一定的線性，并初步猜想聚氨酯在紡機(jī)工作環(huán)境下的適應(yīng)情況；
[0057]測(cè)試結(jié)果:請(qǐng)參閱圖15和圖16所示，從壓力與位移關(guān)系可以看出，當(dāng)施加在TPU上的力到一定程度時(shí)，能夠呈現(xiàn)線性狀態(tài)，初步猜想能夠適應(yīng)不同載荷下紡機(jī)所產(chǎn)生的振動(dòng)，且減振效果良好。
[0058](2)在紡機(jī)機(jī)角處進(jìn)行減振器的振動(dòng)時(shí)域、頻譜測(cè)試，測(cè)定其振動(dòng)有效值及振動(dòng)最大值，并觀察圖譜振動(dòng)頻率，實(shí)際減振效果；
[0059]測(cè)試目的:TPU減振器實(shí)際減振效果測(cè)試
[0060]I)振動(dòng)信號(hào)采集設(shè)備
[0061]TST5915動(dòng)態(tài)信號(hào)采集系統(tǒng)
[0062]振動(dòng)傳感器型號(hào):608A11(Industrial Monitoring Instrumentation, IMI)
[0063]2)減振器:4只基于聚氨酯填充物的減振器:其中，1.2kg規(guī)格兩只，1.0kg規(guī)格兩只；
[0064]3)測(cè)試對(duì)象
[0065]Tm3型經(jīng)編機(jī)，其中經(jīng)編機(jī)上電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2200轉(zhuǎn)/分。
[0066]4)振動(dòng)測(cè)試點(diǎn)的布置
[0067]本次測(cè)試中，共在經(jīng)編機(jī)上靠近減振器四個(gè)機(jī)腳處的Z (垂直)方向各安裝一個(gè)振動(dòng)傳感器(共四個(gè)測(cè)點(diǎn))，振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置，請(qǐng)參閱圖17所示。
[0068]5)實(shí)驗(yàn)步驟:
[0069]1、分別在經(jīng)編機(jī)的四腳安裝本實(shí)用新型的減振器，其中機(jī)頭兩腳分別安裝一只
1.2kg規(guī)格減振器，機(jī)尾兩腳分別安裝一只1.0kg規(guī)格減振器；
[0070]2、分別在經(jīng)編機(jī)上靠近減振器四個(gè)機(jī)腳處的Z (垂直)方向各安裝一個(gè)振動(dòng)傳感器；[0071]3、開啟經(jīng)編機(jī)，待機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定后在四個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(采樣頻率:500Hz，采樣點(diǎn)數(shù):2048點(diǎn))。
[0072]測(cè)試結(jié)果:請(qǐng)參閱圖18、圖19、圖20、圖21、圖22、圖23、圖24和圖25所示，為四個(gè)測(cè)點(diǎn)上減振器的頻譜時(shí)域圖。
[0073]圖18為第一測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；圖19為第一測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減
振器頻譜圖；
[0074]圖20為第二測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；圖21為第二測(cè)點(diǎn)1.0kg規(guī)格的減
振器頻譜圖；
[0075]圖22為第三測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；圖23為第三測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器頻譜圖；
[0076]圖24為第四測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減振器時(shí)域圖；圖25為第四測(cè)點(diǎn)1.2kg規(guī)格的減
振器頻譜圖。
[0077]表一為各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)特征量
[0078]表一、各測(cè)點(diǎn)有效值及最大值(cm/s2)
[0079]
【權(quán)利要求】
1.一種基于聚氨酯填充物的減振器，其特征在于，包括圓桶形的外殼(I)、墊板(2)和彈性顆粒，所述彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，所述彈性顆粒設(shè)置在所述外殼(I)中，所述彈性顆粒和所述外殼(I)的開口之間設(shè)置有所述墊板(2 )。
2.如權(quán)利要求1所述的基于聚氨酯填充物的減振器，其特征在于，所述彈性顆粒設(shè)置在網(wǎng)兜中。
3.如權(quán)利要求1所述的基于聚氨酯填充物的減振器，其特征在于，還包括橡膠墊(3)和固定環(huán)(4)，所述彈性顆粒和所述墊板(2)之間設(shè)置有所述橡膠墊(3)，所述固定環(huán)(4)將所述墊板(2)固定在外殼內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于聚氨酯填充物的減振器，其特征在于，還包括固定環(huán)(4)，所述固定環(huán)(4 )將所述墊板(2 )固定在所述外殼(I)的開口內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F16F7/108GK203585184SQ201320472757
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】檀鑫, 史迅 申請(qǐng)人:南京龍吟精密科技有限公司