本發(fā)明涉及減振器用降噪，特別是一種低噪聲電磁減振器及降噪方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的滾珠絲桿電磁減振器響應特性好、定位精度高、徑向的幾何尺寸小，軸向尺寸略長，但抗沖擊能力差，受沖擊作用時伴隨著較為嚴重的噪聲問題，尤其是當絲桿在工作行程兩端做換向運動時往往伴隨著較為高頻的噪聲。另外，電磁減振器內(nèi)部絲桿在工作過程中，在不同的工作行程會由于工作情況不同產(chǎn)生不同的噪聲情況。

2、在面對結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在噪聲時，現(xiàn)有的吸聲結(jié)構(gòu)大多是在結(jié)構(gòu)內(nèi)部加上吸聲材料或者在結(jié)構(gòu)內(nèi)部開設(shè)微小的穿孔以達到吸聲效果。其中，吸聲材料的成本較高，只能有當消聲結(jié)構(gòu)與噪聲波長同尺度時才能獲得一定的消聲效果；微穿孔消聲器的吸聲效果一般且吸聲頻率的實際應用范圍非常有限，且在應用過程中小孔可能還會出現(xiàn)堵塞問題。

3、現(xiàn)有的利用亥姆霍茲共振原理設(shè)計吸聲結(jié)構(gòu)，往往都是在結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計了非常復雜的共振腔體結(jié)構(gòu)。當聲源位于結(jié)構(gòu)內(nèi)部時，若想要在整體結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計局域共振結(jié)構(gòu)，則需要在柱殼內(nèi)部挖孔形成空腔結(jié)構(gòu)，空腔結(jié)構(gòu)通常由內(nèi)外體積不規(guī)則的空腔結(jié)構(gòu)組成，而這種結(jié)構(gòu)內(nèi)不規(guī)則的空腔很難加工，通常只能通過3d打印實現(xiàn)，其具體的生產(chǎn)很難投入到實際的應用中。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出了一種低噪聲電磁減振器及降噪方法,其能夠通過局部共振效應削減噪聲，以實現(xiàn)消聲、降噪的效果。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低噪聲電磁減振器，包括推桿、滾珠絲杠螺母、滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠之間螺紋咬合，其中，還包括降噪柱殼，其中心設(shè)有中心孔，推桿與滾珠絲杠螺母固定連接的一端可滑動地設(shè)置在中心孔內(nèi)；

3、降噪柱殼包括內(nèi)降噪柱殼和外降噪柱殼，內(nèi)降噪柱殼的外壁面處設(shè)有數(shù)個沉頭孔，沉頭孔通過圓形通孔與中心孔連通，外降噪柱殼的內(nèi)壁面處設(shè)有與沉頭孔對應的槽，槽與沉頭孔組成空腔；

4、內(nèi)降噪柱殼和外降噪柱殼之間設(shè)有彈性薄膜層。

5、本發(fā)明中，還包括底座盒和電機，降噪柱殼的一端與底座盒固定連接，另一端呈開口狀，推桿的一端通過該開口伸入降噪柱殼內(nèi)，推桿位于降噪柱殼外部的一端固定有接頭。

6、滾珠絲杠螺母的一端與推桿固定連接，滾珠絲杠螺母的另一端固定有導向滑塊，導向滑塊與降噪柱殼的內(nèi)壁之間呈滑動連接；

7、推桿與滾珠絲杠螺母連接的端部設(shè)有孔，滾珠絲杠的一端可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在推桿的孔內(nèi)，滾珠絲杠的另一端位于底座盒內(nèi)，并與電機傳動連接；

8、滾珠絲杠與電機之間的傳動部件設(shè)置在底座盒內(nèi)；

9、所述的傳動部件包括與滾珠絲杠的端部固定連接的第一帶輪、與電機軸的端部固定連接的第二帶輪、以及實現(xiàn)第一帶輪和第二帶輪傳動連接的同步帶。

10、所述底座盒朝向降噪柱殼的一側(cè)固定有底座架，滾珠絲杠穿過底座架；

11、底座架上固定有軸承座套，軸承座套內(nèi)設(shè)有圓法蘭滾珠絲杠軸承，滾珠絲杠穿過圓法蘭滾珠絲杠軸承、且與圓法蘭滾珠絲杠軸承固定連接。

12、所述內(nèi)降噪柱殼呈圓柱狀，內(nèi)降噪柱殼的中心處設(shè)有中心孔，內(nèi)降噪柱殼與底座盒固定連接；

13、內(nèi)降噪柱殼的兩端的外壁面處間隔設(shè)有數(shù)個圓形沉頭孔，內(nèi)降噪柱殼的中部的外壁面處間隔設(shè)有數(shù)個方形沉頭孔，方形沉頭孔的數(shù)量少于任一端部的圓形沉頭孔的數(shù)量，且圓形沉頭孔的面積小于方形沉頭孔的面積。

14、所述外降噪柱殼包括兩個半圓柱狀的外殼體，外殼體沿周向的兩側(cè)壁處分別固定有連接板，兩側(cè)外殼體的對應的連接板之間通過螺栓固定連接，將內(nèi)降噪柱殼夾緊固定在外降噪柱殼的內(nèi)部。

15、所述彈性薄膜層呈環(huán)形圓柱狀。

16、所述內(nèi)降噪柱殼上的圓柱形通孔和沉頭孔、外降噪柱殼上的槽、以及位于沉頭孔和槽之間的彈性薄膜層，共同組成耦合薄膜的亥姆霍茲空腔結(jié)構(gòu)。

17、本發(fā)明還包括一種上述低噪聲電磁減振器的降噪方法，包括以下步驟：

18、s1、將低噪聲電磁減振器與被減振對象連接，減振對象產(chǎn)生振動時，滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠之間產(chǎn)生螺紋咬合，通過抑制滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動，起到減振作用；

19、s2、滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠配合過程中產(chǎn)生噪聲，通過內(nèi)降噪柱殼與外降噪柱殼之間形成的亥姆霍茲共振腔耦合薄膜結(jié)構(gòu)，當中心孔內(nèi)產(chǎn)生噪聲時，在噪聲向外傳遞過程中通過局域共振效應削減噪聲。

20、中心孔內(nèi)的滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠配合過程中產(chǎn)生噪聲時，噪音從聲源向外部傳遞過程中，噪聲會從內(nèi)降噪柱殼上的小孔射入到由外降噪柱殼、內(nèi)降噪柱殼與彈性薄膜層組成耦合薄膜的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)中；

21、當聲波傳播經(jīng)過耦合彈性薄膜的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)時，彈性薄膜層與空腔中的空氣進行耦合作用，產(chǎn)生共振頻率，在共振頻率處的聲波能量會耗散，聲波的能量使得空氣與彈性薄膜層發(fā)生共振，一部分聲波能量轉(zhuǎn)化為彈性薄膜層振動以及空氣振動的動能，另一部分聲波能量通過空腔內(nèi)的空氣與彈性薄膜層之間的摩擦、以及空氣與空腔壁面之間的摩擦轉(zhuǎn)化為熱量耗散，實現(xiàn)降噪；

22、亥姆霍茲共振器共振頻率fh與薄膜共振頻率ft耦合產(chǎn)生新的共振頻率，其中，亥姆霍茲共振器的共振頻率fh為：

23、

24、其中，c為聲速，v為圓柱形空腔或者方形空腔的體積，l為圓形通孔的長度，s為圓形通孔的橫截面積，k為聲學修正系數(shù)，方形空腔的k一般取0.85-1，圓形空腔的k一般取0.95-1。

25、亥姆霍茲共振腔內(nèi)的彈性薄膜層的薄膜共振頻率ft為：

26、

27、其中，ρ為薄膜的密度；c為聲速；m為薄膜的單位面積質(zhì)量；l為彈性薄膜層到圓形通孔的距離；k為薄膜的彈性剛度。

28、位于兩端的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)、以及位于中部的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)相比，兩共振腔結(jié)構(gòu)的l與s相同，位于兩端的圓柱形空腔和位于中部的方形空腔的體積不同，由圓形沉頭孔形成的圓柱形空腔體積v1小于方形沉頭孔形成的方形空腔體積v2；

29、v1處消聲結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的消聲頻率范圍高于v2處產(chǎn)生的消聲頻率范圍，兩端的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)對電磁減振器在兩端換向時產(chǎn)生的高頻噪聲，中部的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)針對滾珠絲杠在運行過程中產(chǎn)生的低頻噪聲。

30、本發(fā)明的有益效果是：

31、(1)本技術(shù)可以在起到減振作用的同時，起到降噪效果，降低噪聲向外傳播，以實現(xiàn)降噪吸聲的目的；

32、(2)本技術(shù)通過在降噪柱殼內(nèi)形成亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)，在亞波長尺寸就可以實現(xiàn)消聲降噪，實現(xiàn)方法簡便，既不需要額外添加吸聲材料，也避免了微穿孔結(jié)構(gòu)的應用頻率范圍不足的缺點；尤其是應對較低頻噪聲時，其結(jié)構(gòu)緊湊小巧的優(yōu)點十分突出，能夠針對低頻噪聲實現(xiàn)有效的吸聲效果；

33、(3)在降噪柱殼的不同位置設(shè)置不同類型的亥姆霍茲共振腔，不同尺寸的亥姆霍茲共振腔具有不同的共吸聲頻率范圍，實現(xiàn)了有針對性的在不同的位置專門吸收特定頻率的噪聲；

34、(4)亥姆霍茲共振結(jié)構(gòu)，憑借其獨特的局域共振消聲機制，在亞波長尺寸就可以實現(xiàn)消聲降噪。當應對較低頻噪聲時，其結(jié)構(gòu)緊湊小巧的優(yōu)點十分突出；

35、(5)本技術(shù)所提出的的亥姆霍茲共振腔結(jié)構(gòu)便于實現(xiàn)，能夠針對不同的減振器結(jié)構(gòu)進行設(shè)計加工。