一种金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器

    专利2025-05-24  37


    本发明涉及吸振器领域,特别是一种金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器。


    背景技术:

    1、机械设备在工作中,会产生频率共振现象,此现象是引起设备损坏的重要原因之一。长期以来,消除有害振动一直成为人们关注的热点。颗粒阻尼吸振器作为一种通过颗粒与颗粒之间以及颗粒与容器内壁之间相互摩擦碰撞耗能来吸收主系统能量的装置,有结构简单,附加质量低,适用于恶劣环境等优点。近年来,被逐步引入结构振动控制领域,且取得了很好的振动控制效果。

    2、中国专利zl 201310220292.5号公开了一种颗粒阻尼吸振器,当该吸振器处于轻微振动环境下时,吸振器作为附加质量与弹簧元件组成弹簧-质量系统,对主结构的某个共振峰仍进行抑制,该隔振器解决了系统在轻微振动时吸振效果不佳、性能不稳定且适用范围小的不足;且该吸振器与主结构是通过膜片弹簧建立的一种弹性连接关系,振动能量在转移过程中通过弹簧将振动进一步放大,使得该颗粒阻尼吸振器相较于传统吸振器振动更加剧烈,耗能效果更好。然而,此吸振器的弹簧-质量系统中不存在阻尼元件,对系统轻微振动的抑制十分局限;且当吸振器处于复杂的环境下工作时,吸振器内的小球不断撞击容器内壁使得其寿命受到一定影响,且维护保养成本高。

    3、随着非线性振动学的研究不断深入,金属橡胶作为一种非线性刚度、多功能性阻尼结构材料在振动控制领域得到广泛应用。金属橡胶是由金属丝螺旋卷经过冷压成型的金属材料,具有高弹性、高阻尼、易于成型、热机械性能好等特点。此外,金属橡胶是一种新型宽领域吸振材料,可以将主结构振动能量转化为金属橡胶的弹性势能和干摩擦耗能进而达到吸振的目的。

    4、传统颗粒阻尼吸振器有效吸振频率范围窄、使用寿命短、维护成本高、仅对一定的振动频率有效,不适用于复杂工况。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的是提供一种吸振器效果好,吸振频带宽,使用寿命长的金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,吸振频率可调,应用范围广。

    2、本发明采用以下方案实现:一种金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,包括外壳体,所述外壳体内部设有上开口封闭的颗粒阻尼容器,所述颗粒阻尼容器内部装有阻尼颗粒,颗粒阻尼容器的外部包裹有金属橡胶夹层,所述金属橡胶夹层夹在颗粒阻尼容器和外壳体之间;所述外壳体上方连接有弹簧片,所述弹簧片中间连接有第一螺栓。

    3、进一步的,所述外壳体由筒形外壳和顶盖构成,所述金属橡胶夹层由底部和顶部的圆柱形金属橡胶和以及周部的圆环形金属橡胶组成;所述颗粒阻尼容器由容器壳体和容器顶盖组成。

    4、进一步的,所述弹簧片四周通过第二螺栓和外壳体连接,第二螺栓由上往下依次穿过弹簧片和顶盖后与筒形外壳上端的螺纹孔螺纹连接;所述第二螺栓上连接有两个分别卡在弹簧片下侧和顶盖上侧的第二螺母。

    5、进一步的,所述颗粒阻尼容器的容器顶盖通过第三螺栓连接于容器壳体上端,所述容器顶盖四周设有沉头孔,所述第三螺栓穿过沉头孔后与容器壳体上端的螺纹孔螺纹连接。

    6、进一步的,所述弹簧片为十字形或圆形的金属薄片,弹簧片中心部位高于边缘部,中心部和边缘部通过带有斜度的斜坡部连为一体,所述弹簧片中心部及边缘部均匀设有螺栓连接孔。

    7、进一步的,所述第一螺栓下端通过两个第一螺母与弹簧片中心位置相连接。

    8、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    9、1)相比于传统的颗粒阻尼吸振器,采用弹簧片代替弹簧,能起到非线性刚度的作用,在颗粒阻尼容器中注入一定数量、大小的阻尼颗粒,针对不同振动频率需求,调整吸振器刚度、质量和阻尼,实现吸振频率可调,提高吸振器的鲁棒性,增加其应用范围;

    10、2)金属橡胶具备耐高温、耐腐蚀等优良特性,极大的增强了吸振器对外界环境的适应性,同时使用金属橡胶作为吸振器的二重阻尼元件增强了吸振效果,延长了吸振器的寿命且节省保养维修费用;

    11、3)当主结构处于一个轻微振动的状态下时,弹簧片的选择使得振动通过弹簧片传递到吸振器时,振动水平得到放大;即使阻尼颗粒在此时不能发挥很好的吸能效果时,吸振器通过弹簧片-金属橡胶-外壳体组成了质量-弹簧-阻尼系统,依然能对主结构的某个共振峰进行有效抑制;

    12、4)吸振器结构形式简单,可安装于主结构空腔内部或是悬挂于主结构上,易于节省空间。

    13、为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下将通过具体实施例和相关附图,对本发明作进一步详细说明。



    技术特征:

    1.一种金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,其特征在于:包括外壳体,所述外壳体内部设有上开口封闭的颗粒阻尼容器,所述颗粒阻尼容器内部装有阻尼颗粒,颗粒阻尼容器的外部包裹有金属橡胶夹层,所述金属橡胶夹层夹在颗粒阻尼容器和外壳体之间;所述外壳体上方连接有弹簧片,所述弹簧片中间连接有第一螺栓。

    2.根据权利要求1所述的金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,其特征在于:所述外壳体由筒形外壳和顶盖构成,所述金属橡胶夹层由底部和顶部的圆柱形金属橡胶和以及周部的圆环形金属橡胶组成;所述颗粒阻尼容器由容器壳体和容器顶盖组成。

    3.根据权利要求2所述的金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,其特征在于:所述弹簧片四周通过第二螺栓和外壳体连接,第二螺栓由上往下依次穿过弹簧片和顶盖后与筒形外壳上端的螺纹孔螺纹连接;所述第二螺栓上连接有两个分别卡在弹簧片下侧和顶盖上侧的第二螺母。

    4.根据权利要求2所述的金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,其特征在于:所述颗粒阻尼容器的容器顶盖通过第三螺栓连接于容器壳体上端,所述容器顶盖四周设有沉头孔,所述第三螺栓穿过沉头孔后与容器壳体上端的螺纹孔螺纹连接。

    5.根据权利要求1所述的金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,其特征在于:所述弹簧片为十字形或圆形的金属薄片,弹簧片中心部位高于边缘部,中心部和边缘部通过带有斜度的斜坡部连为一体,所述弹簧片中心部及边缘部均匀设有螺栓连接孔。

    6.根据权利要求5所述的金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,其特征在于:所述第一螺栓下端通过两个第一螺母与弹簧片中心位置相连接。


    技术总结
    本发明涉及一种金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器,包括外壳体,所述外壳体内部设有上开口封闭的颗粒阻尼容器,所述颗粒阻尼容器内部装有阻尼颗粒,颗粒阻尼容器的外部包裹有金属橡胶夹层,所述金属橡胶夹层夹在颗粒阻尼容器和外壳体之间;所述外壳体上方连接有弹簧片,所述弹簧片中间连接有第一螺栓。本发明金属橡胶复合颗粒阻尼吸振器结构简单,应用范围广,吸振频率可调,可安装于主结构内部节省空间或简单悬挂于主结构上,具有吸振器效果好,吸振频带宽,使用寿命长的优点。

    技术研发人员:吴章斌,王君豪,黄穗钊,赖福强
    受保护的技术使用者:福州大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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