一种双层浮筏减振装置及方法

技术领域

本公开属于隔振、减振设备技术领域，具体涉及一种双层浮筏减振装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

现代精密设备对工作环境非常敏感，尤其是振动环境。恶劣的振动环境不仅会威胁设备的长期可靠运行，同时也会对其正常工作产生影响。工程实践中通常将精密设备安装在减振平台上，通过减振平台改善其所处的振动环境。减振浮筏是一种典型的减振平台，因安装位多、承载力强，非常适合规模设备的减振。

发明人了解到，现有的浮筏减振装置可以使振动能量在传递路径上得到消耗，提高了减振性能，但仍然存在一些不足，例如大多数的减振装置只能够在竖直方向上进行减振，并不能够对不同方向的振动作有效的吸收与抵消，装置占据空间较大，结构复杂，安装和使用并不方便，耐腐蚀能力差，不能在一些复杂环境下使用，减振效果较差，对于不同频率的随机振动无法做到有效的隔离。

发明内容

本公开的目的是提供一种双层浮筏减振装置及方法，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种双层浮筏减振装置，包括从下向上依次设置的基座、筏架和转接工装，基座与筏架通过两组钢丝绳减振器连接，两组钢丝绳减振器中钢丝绳的螺旋中心线相互垂直且均水平布置，钢丝绳减振器倾斜安装，用以吸收基座与筏架之间的任意方向振动；筏架与转接工装通过轴线竖直的减振连接件连接，减振连接件的两端设有金属橡胶垫片，金属橡胶垫片能够吸收筏架与转接工装之间沿竖向的振动。

作为进一步的改进，两组钢丝绳减振器分别沿水平面内的设定矩形轨迹边缘布置。

作为进一步的改进，所述钢丝绳减振器包括两个连接板，每个连接板包括相互连接的平板和斜板，平板水平或竖直布置，用于连接筏架或基座，两个斜板相对设置，斜板中沿水平方向均布一列安装孔，钢丝绳沿安装孔螺旋缠绕。

作为进一步的改进，所述筏架中设置有多个安装槽，安装槽用于盛纳配重块，安装槽关于筏架的中心点对称布置。

本公开的一个或多个实施例还提供一种双层浮筏减振方法，利用了所述的双层浮筏减振装置，包括以下步骤：

步骤1，基座设置在支撑底面处，基座承接来自支撑底面的振动；

步骤2，基座的振动传递至筏架时，任意方向的振动能够分解成沿空间内水平方向及竖直方向的分力，并通过钢丝绳减振器削弱；

步骤3，将钢丝绳减振器削弱后的振动传递至筏架，筏架的振动经减振连接件沿竖向衰减后传递至转接工装，转接工装用于安装待减振的设备。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本公开中采用的钢丝绳减振器分成两组，倾斜安装于基座与筏架之间，实现从基座处传递振动的初步减振，钢丝绳减振器刚度较小，减振带宽大，能有效抑制低频振动，经初步削弱的振动继续向上传递，减振连接件中的金属橡胶垫片对其进行了进一步地削弱，金属橡胶垫片刚度较大，对于低频振动并不敏感，但是对于高频振动具有较好的抑制效果。

即采用基于钢丝绳减振器和减振连接件的双层减振，减振效果互补，对于不同频率不同强度的外部振动均可以进行有效的削弱。

本公开中，两组钢丝绳减振器倾斜安装，分别沿水平面内设定矩形轨迹边缘布置，使得钢丝绳减振器的螺旋轴线与当前矩形轨迹侧边的延伸方向相同的情况下，钢丝绳减振器可以划分成两组，便于将水平方向的振动进一步分解到钢丝绳减振器的径向方向，并且这种安装方式使得钢丝绳减振器可以发挥整体三自由度减振的作用。

本公开中采用安装槽与配重块的组合，当精密设备的质量较小时，所述浮筏减振器的减振效果可能会因承载质量过小而降低，可根据实际需要安装配重块，灵活调整本减振装置的承载质量，最大程度发挥双层浮筏减振装置的减振效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开一个或多个实施例中整体结构示意图；

图2为本公开一个或多个实施例中橡胶减振器的结构示意图；

图3为本公开一个或多个实施例中钢丝绳减振器与基座及筏架连接时的示意图。

图中，1、筏架；2、钢丝绳减振器；3、减振连接件；4、配重块；5、基座；6、转接工装；7、安装板；8、金属橡胶垫片；9、吊环；201、第一连接板；202、第二连接板；203、钢丝绳；2021、平板；2022、斜板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本公开中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例提供一种双层浮筏减振装置，包括从下向上依次设置的基座5、筏架1和转接工装6，基座5与筏架1通过两组钢丝绳减振器2连接，两组钢丝绳减振器2中钢丝绳203的螺旋中心线相互垂直且均水平布置，钢丝绳减振器2倾斜安装，用以吸收基座5与筏架1之间的任意方向振动；筏架1与转接工装6通过轴线竖直的减振连接件3连接，减振连接件3的两端设有金属橡胶垫片8，金属橡胶垫片8能够吸收筏架1与转接工装6之间沿竖向的振动。

可以理解的是，此处的钢丝绳减振器形成第一级减振装置，减振连接件形成第二级减振装置。此处的两级减振装置共同作用，以完成浮筏减振的过程。

在本实施例中，两组钢丝绳减振器2分别沿水平面内的设定矩形轨迹边缘布置。

具体的，在本实施中，所述钢丝绳减振器2包括两个连接板，每个连接板包括相互连接的平板2021和斜板2022，平板2021水平或竖直布置，平板2021用于连接筏架1或基座5，两个斜板2022相对设置，斜板2022中沿水平方向均布一列安装孔，钢丝绳203沿安装孔螺旋缠绕。

如图所示，与筏架相固定的连接板为第一连接板，与基座相固定的连接板为第二连接板。第一连接板与第二连接板的结构相同，仅是安装位置不同。

具体的，所述筏架1及基座5均为方形结构，筏架1与基座5均具有长边或短边，钢丝绳减振器2沿长边或短边布置，与筏架1连接的平板2021竖向设置，与基座5连接的平板2021水平设置。但是需要指出的是，应该是筏架的短边与基座的短边对应，筏架的长边与基座的长边对应；在一般情况下，为了保证浮筏的减振性能及稳定性，基座的面积应大于筏架的面积，基座的几何中心应与筏架的几何中心在竖向的投影重合。

在本实施例中，短边处布置一个钢丝绳减振器，在长边处布置两个钢丝绳减振器。可以理解的是，在另外一些实施方式中，短边与长边位置钢丝绳减振器的数量可以由本领域技术人员自行设置，例如在短边处布置一个钢丝绳减振器，在长边处布置三个钢丝绳减振器，可以由本领域技术人员自行设置。

具体的，连接板通过连接螺栓与基座或筏架固定连接，根据减振的精密设备不同的参数，可以调整所使用钢丝绳减振器2的数量以及规格型号。特别地，钢丝绳减振器2与基座5和筏架1之间的连接螺栓上可设置弹簧垫圈，加大螺栓的预紧力，防止外部振动导致螺栓松动，发生危险。

可以理解的是，当精密设备的质量较小时，所述浮筏减振器的减振效果可能会因承载质量过小而降低，为了避免这种情况，所述筏架1中设置有多个安装槽，安装槽用于盛纳配重块4，安装槽关于筏架1的中心点对称布置。可根据实际要求安装配重块，灵活调整本减振装置的承载质量，最大程度发挥双层浮筏减振装置的减振效果。

所述筏架1的上部具有水平布置的安装板7，在本实施例中，安装板作为筏架的一部分，通过焊接的方式与筏架的框架结构固定连接，在另外一些实施方式中，也可以采用螺栓连接的方式实现安装板与框架结构的固定。

安装板7与转接工装6通过所述的减振连接件3连接。所述安装板7中具有一圈第一安装孔，转接工装6的下部具有一圈适配于第一安装孔的第二安装孔，减振连接件3穿过第一安装孔与第二安装孔后能够完成转接工装6与安装板7的固定。

所述减振连接件3包括螺栓连接件以及套接在螺栓连接件外部的两个金属橡胶垫片8，金属橡胶垫片8分别压接在第一安装孔的上端面和第二安装孔的下端面。

具体的，本方案中的减振连接件可以采用金属橡胶减振件，即金属橡胶减振件包括一个金属材质的连接螺栓本体，在连接螺栓外部套接两个所述的金属橡胶垫片3，能够实现沿连接螺栓本体轴线方向的减振。两个金属橡胶垫片分别安装在转接工装6上部和安装板7下部。

金属橡胶减振器从上往下依次穿过转接工装6和设备安装板7，所述的金属橡胶减振器可以根据减振需求自由调整减振器的数量分布以及其中的金属金属橡胶垫片8的规格型号。本实施例中共设置有四个金属橡胶减振器，均匀分布于转接工装6四角，并且安装时要保证金属金属橡胶垫片8的静态压缩变形量相同且不超过其所选规格的最大允许值，这样才能最大程度发挥金属橡胶减振器的减振特性。

本实施例中，在筏架四角边缘的设置有吊环9，方便装置的吊装。

本实施例的有益效果在于：

1.本发明采用基于钢丝绳减振器和金属橡胶减振器的双层减振，其中钢丝绳减振器刚度较小，减振带宽大，能有效抑制低频振动，对于高频振动抑制效果不足，而金属橡胶减振器刚度较大，对于高频振动具有较好的抑制效果，对于低频振动并不敏感，两者结合后，减振装置对于高低频振动的减振效果显著增强。

2.本发明使用钢丝绳减振器在筏架的四周布置，倾斜安装，这种安装方式可以使系统支撑更加稳定，并且使任意方向的振动都能在钢丝绳减振器上得到削弱，实现整体三自由度减振。

3.本发明装置安装使用灵活、便捷，在筏架上预留配重块安装位，可根据承载设备质量调整配重；设备安装板上均布螺栓标准安装孔，可以灵活适配不同承载设备的安装。

实施例2

本实施例提供一种双层浮筏减振方法，利用了实施例1中所述的双层浮筏减振装置，包括以下步骤：

基座5设置在支撑底面处，基座5承接来自支撑底面的振动；

基座5的振动传递至筏架1时，任意方向的振动能够分解成沿空间内水平方向及竖直方向的分力，并通过钢丝绳减振器2削弱；

将钢丝绳减振器2削弱后的振动传递至筏架1，筏架1的振动经减振连接件3沿竖向衰减后传递至转接工装6，转接工装用于安装待减振的设备。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。