一种基于并联机构的三维动力吸振器

技术领域

本发明涉及机械振动与减振降噪技术领域，特别是涉及一种基于并联机构的三维动力吸振器。

背景技术

动力机械设备的振动控制已成为影响船舶动力系统安全性与可靠性的重要因素。目前，对动力机械设备的振动控制主要是从振动传递路径入手，如采用双层隔振、浮筏隔振等技术，这些措施可有效减小设备的振动能量传递，在中高频段起到很好的宽频减振效果，但对低频特征线谱的减振效果并不明显。动力吸振器是一种通过自身振动抑制主系统振动的装置，具有对环境依赖小、安装简单，以及可针对性地控制线谱振动等优点，为解决动力机械设备低频线谱振动问题提供了一种重要技术选择。

考虑到动力机械设备的线谱振动大多为多维振动，除垂向振动外，水平方向的振动亦不容忽视，故需采用多维动力吸振器对其进行治理。然而，现有的动力吸振器多为单向动力吸振器，少数多维动力吸振器本质上也是由多个单向吸振器组合而成，虽具有设计简单、安装方便等优点，但存在空间尺寸大、引入附件质量大等不足。

发明内容

本发明解决的技术问题，提供一种基于并联机构的三维动力吸振器，能够有效抑制动力机械设备的多维线谱振动，克服现有多维动力吸振器所存在的尺寸大、引入附加质量大等问题。

本发明采用的技术方案：

一种基于并联机构的三维动力吸振器，包括固定架、吸振质量块、三个相同的分支运动链；所述固定架包括下底板、上顶板、导向杆；所述导向杆安装在下底板和上顶板之间，所述分支运动链套设在导向杆上，所述吸振质量块安装在下底板和上顶板之间，所述分支运动链与吸振质量块通过球铰连接。

所述下底板为中空的六边形结构，长边与短边交替，所述短边上固定安装有凸台。

所述上顶板与下底板结构相对应，所述导向杆的一端固定安装在凸台内部，另一端与上顶板连接。

所述分支运动链的上下端分别设有弹簧组。

所述滑鞍通过直线轴承套设在导向杆上。

所述分支运动链包括滑鞍和连杆；所述连杆一端通过三自由度的上球铰与滑鞍连接，另一端通过三自由度的下球铰与吸振质量块连接。

所述弹簧组包括上弹簧和下弹簧；所述上弹簧一端与滑鞍上端固定连接，另一端与顶板固定连接；所述下弹簧一端与滑鞍下端固定连接，另一端与底板底端的凸台固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的一种基于并联机构的三维动力吸振器，吸振质量块具有三个平动自由度，故吸振器可同时抑制振源设备三个方向的线谱振动。

(2)本发明提供的一种基于并联机构的三维动力吸振器，与采用多个一维动力吸振器组合而成的多维动力吸振器相比，仅含一个吸振质量块，故吸振器尺寸更小、对主系统的附加质量更小。

(3)本发明提供的一种基于并联机构的三维动力吸振器，具有机械结构紧凑、模块化程度高等优点，可极为方便地安装在振源设备上，可应用于核动力装置中泵类设备的线谱振动控制，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于并联机构的三维动力吸振器整体结构示意图；

图2是本发明的固定架结构示意图；

图3是本发明的分支运动链结构示意图一；

图4是本发明的分支运动链结构示意图二；

图5是本发明安装于一种振源设备的示意图；

图6是本发明安装于一种振源设备后的吸振效果图；

图中：1：固定架、2：吸振质量块、3：分支运动链、11：下底板、12：上顶板、13：导向杆、31：滑鞍、32：弹簧组、33：连杆、34：直线轴承、35：上球铰、36：下球铰、111：凸台、321：上弹簧、322：下弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明提供的一种基于并联机构的三维动力吸振器，包括固定架1、吸振质量块2、三个相同的分支运动链3；所述固定架1包括下底板11、上顶板12、导向杆13；所述下底板11为中空的六边形结构，长边与短边交替，所述短边上固定安装有凸台111，所述上顶板12与下底板11结构相对应，所述导向杆13的一端固定安装在凸台111内部，另一端与上顶板12连接，所述分支运动链3套设在导向杆13上，所述分支运动链3的上下端分别设有弹簧组32；所述下底板11内部设有吸振质量块2；

如图3和图4所示，所述分支运动链3包括滑鞍31、弹簧组32以及两个相同的连杆33；所述滑鞍31通过直线轴承34套设在导向杆13上，所述弹簧组32安装在滑鞍31上下端；所述连杆33一端通过三自由度的上球铰35与滑鞍31连接，另一端通过三自由度的下球铰36与吸振质量块2连接。

所述弹簧组32分为结构与刚度完全相同的上弹簧321和下弹簧322；所述上弹簧321一端与滑鞍31上端固定连接，另一端与顶板12固定连接；所述下弹簧322一端与滑鞍31下端固定连接，另一端与底板11底端的凸台111固定连接，使滑鞍31仅可沿导向杆13轴线方向作单自由度的弹性运动。所述分支运动链3中两个连杆33结构相同、长度相同，平行布置，保证吸振质量块具有三个平动自由度。

所述弹簧组32与吸振质量块2均可更换，从而调节吸振频率，满足不同振源设备的减振性能要求。

如图5所示，本发明的动力吸振器安装在一种振源设备隔振装置上，四个所述的动力吸振器均匀分布在所述振源设备的机脚处，所述振源设备的机脚由隔振器支承。图6示出了安装本发明的动力吸振器前后，振源设备机脚与四个隔振器连接处的平均减振效果图。在振源设备以额定转速运行时的特征频率附近，X、Y方向在2Hz带宽内减振效果不低于10dB，Z方向在2Hz带宽内减振效果不低于5dB。

本发明所提出的动力吸振器可吸收振源设备三个方向的振动，具有模块化程度高、结构紧凑、吸振效果更佳等优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。