一种水下圆柱壳宽带激振的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下圆柱壳宽带激振的装置，包括电镐、激振杆、支架、四个减振器、风扇、底座、垫片和“U”形架，电镐通过“U”形架固定在支架上端，并且电镐的侧部和支架连接；支架包括四个底角，每个底角安装在一个减震器的顶部，四个减震器的底部安装在底座上；激振杆的一端安装在电镐的输出机构中，垫片安装在底座上，风扇安装在支架一侧。本发明专利技术装置的工作带宽仅取决于圆柱壳的固有频率，无工作带宽限制，具有附加质量效应小、激励力大、电能转换效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种水下圆柱壳宽带激振的装置
本专利技术属于机械振动领域，尤其涉及一种水下圆柱壳宽带激振的装置。
技术介绍
目前，水下大型圆柱壳的振动激励一般采用电磁激振器，考察在一段时间内，圆柱壳受强迫激励情况下的辐射噪声频谱特性，但在使用过程中还存在以下不足：一是电磁激振器属于谐振式激振器，工作带宽有限，为满足测试信噪比要求，往往单一频率使用，只能逐个频率考察圆柱壳的辐射噪声特性，进而计算出归一化力激振情况下的圆柱壳辐射噪声宽带特性，耗费时间较长；二是电磁激振器在使用时组成设备较多，操作过程繁琐，需要信号源和输出阻抗与电磁激振器输入阻抗相匹配的功率放大器，由于功率放大器的效率不高，电能损耗较大，造成电能转换效率低；三是电磁激振器属于惯性激振器，若要实现大力激振，则所需电磁激振器的质量和体积很大，工程安装时受到限制，电磁激振器所引起的较大附加质量效应是造成试验测试结果与理论计算结果之间有差别的主要原因之一；四是电磁激振器只是一个独立的器件，在对水下圆柱壳进行激振时，需要设计安装支架、激振杆等，同时还要考虑激振杆与圆柱壳之间的连接方式和激振杆的许用应力等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激励力大、电能转换效率高的，水下圆柱壳宽带激振的装置。一种水下圆柱壳宽带激振的装置，包括电镐、激振杆、支架、四个减振器、风扇、底座、垫片和“U”形架，电镐通过“U”形架固定在支架上端，并且电镐的侧部和支架连接；支架包括四个底角，每个底角安装在一个减震器的顶部，四个减震器的底部安装在底座上；激振杆的一端安装在电镐的输出机构中，垫片安装在底座上，风扇安装在支架一侧。本专利技术一种水下圆柱壳宽带激振的装置，还可以包括：1、“U”形架中心与电镐顶端中心对齐。2、风扇的风向输出对准电镐的输出机构。3、激振杆在电镐中活塞的驱动下，以设定的频率锤击垫片；激振杆与垫片之间最大的活动距离为5mm。有益效果：本专利技术的有益之处是利用电镐现有的冲击结构，通过对激振杆进行淬火、将着力点改为弹簧钢片、限制激振杆的冲击范围，并采用风扇散热措施改变了电镐冲击力的不稳定问题；采用减振垫隔离了电镐中电机运行、活塞与气缸摩擦和风扇旋转所带来的额外振动影响；利用电镐中将旋转运动变为直线运动的机构和气缸中的活塞去周期性地推动激振杆，采用把运行中的激振杆瞬间停止措施，从而产生强大的冲击脉冲力，该过程是电镐中的电机以额定功率运行的，仅需220V交流电输入，无需其它辅助设备，不改变电压与电流的大小及相位差，电能转换效率高；由于不采用惯性激振，该水下圆柱壳宽带激振的装置的质量要比同类型的电磁激振器质量小，由此带来的附加质量效应更小；由于采用的是冲击脉冲力激振，该水下圆柱壳宽带激振的装置的工作带宽仅取决于圆柱壳的固有频率，没有带宽限制，同时激励力大，在水下进行圆柱壳辐射噪声频谱特性考察时满足声学远场条件要求和信噪比要求。附图说明图1水下圆柱壳宽带激振的装置结构示意图；图2电镐示意图；图3支架示意图；图4激振杆示意图；图5减振器示意图；图6风扇示意图；图7底座示意图；图8“U”形架示意图；图9试验测试结果图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。为克服现有电磁激振器在实现水下圆柱壳激振时存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种水下圆柱壳宽带激振的装置，以满足声学测试远场条件和信噪比要求；该水下圆柱壳宽带激振的装置是通过对电镐进行拆解和设计，改变了以往电镐只能手持进行敲击、破碎工作，由于使用时冲头每次对人手的反作用力是不一样的，造成了冲头和锤击物体之间的压实程度是不一样的，使得此次锤击和上次锤击之间冲头的行程是变化的，这造成了电镐的冲击脉冲力不稳定，该水下圆柱壳宽带激振的装置采用弹簧钢片作为冲头的着力点，并严格限制了冲头的往复距离，使电镐的冲击脉冲力趋于稳定；当电镐使用一段时间后，因为电镐的输出机构中气缸的活塞往复运动，使得活塞跟气缸摩擦、受热膨胀，活塞与气缸之间产生缝隙，造成漏气，这也造成电镐的冲击脉冲力不稳定，该水下圆柱壳宽带激振的装置采用工业风扇对电镐输出机构进行快速散热，气缸不会因为受热膨胀而漏气，使电镐的冲击脉冲力趋于稳定；电镐中电机运行、输出机构中活塞摩擦气缸和工业风扇的运行皆可产生振动，会影响到试验测试效果，该水下圆柱壳宽带激振的装置通过在安装电镐的支架和底座之间设置橡胶减振器，有效隔离了上述振动对圆柱壳辐射噪声特性的影响。本专利技术所采用的技术方案是这样实现的：一种水下圆柱壳宽带激振的装置，如图1～图8所示，包括电镐、激振杆、支架、减振器、风扇、底座、垫片、“U”形架，其特征是：所述电镐由市场选用，拆掉顶端手柄和侧手柄，所述“U”形架的顶部开两个直径为6mm的通孔，通孔的位置对应于电镐顶端固定手柄的螺纹孔处，“U”形架的两侧各开一个直径为12mm的通孔，利用M5的内六角螺钉将“U”形架和电镐固定，所述支架上端开两个直径为12mm的通孔，中部开一个直径为14mm的通孔，四个底角各开一个直径为14mm的通孔，将电镐和“U”形架在支架顶部以M10的双头螺柱和自锁螺母固定，在支架的中部以M12的螺钉将电镐的侧部和支架进行固定，所述减振器由市场选用，减振器的顶部和支架的四个底角以M12的螺钉进行固定，所述激振杆安装在电镐的输出机构中，此时，“U”形架、电镐、支架、减振器和激振杆将成为一体结构，将“U”形架、电镐、支架、减振器和激振杆放置在所述底座上，以M10的螺钉穿过减振器底部的四个通孔，将减振器固定在底座上，所述垫片的两端各开一直径为12mm的通孔，垫片的中心位置对应激振杆的锤击位置，以M10的双头螺柱和自锁螺母将垫片和底座进行固定；所述风扇由市场选用，风扇边角的通孔对应的支架位置处，各开一个直径为5mm的孔，以M3的丝杠分别穿过支架和风扇，利用M3的螺母将风扇固定在支架上。进一步，所述“U”形架顶部的通孔位置与电镐顶端的螺纹孔是对应的，“U”形架两侧的通孔位置与支架上端的通孔位置是对应的，所述支架侧部的通孔位置与电镐侧部螺纹孔位置是对应的，所述减振器底部的四个通孔位置与底座上安装减振器的螺纹孔位置是对应的，所述垫片上的通孔位置和底座上安装垫片上的通孔位置是对应的，所述支架侧部的通孔位置与风扇上的通孔位置是对应的。进一步，所述激振杆需经淬火处理，在往复锤击垫片的过程中，不能有横向窜动。一种水下圆柱壳宽带激振的装置，包括电镐1、激振杆2、支架3、减振器4、风扇5、底座6、垫片7，“U”形架8，“U”形架8以螺钉固定在电镐1上，所述电镐1和“U”形架8以双头螺柱和自锁螺母固定在支架3上，支架3和减振器4以螺钉固定，减振器4以螺钉固定在底座6上；激振杆2安装在电镐1的输出机构中；垫片7以双头螺柱和自锁螺母固定在底座6上；风扇5以丝杠和螺母固定在支架3上。激振杆2在电镐1中活塞的驱动下，以一定的频率锤击垫片7；激振杆2与垫片7之间最大的活动距离为5mm。减振器4为橡胶减振器，顶部为凸台结构，带有螺纹孔，底部为平面带凹台结构，在四个角上各有一个通孔。风扇5为工业风扇，使用电压220V，额定功率40W，结构为长方体构造，在四个角上各有一个通孔，且风扇的风向对准电镐1的输出机构。垫片7材质为弹簧钢，厚度10mm，规格65Si2Mn，并在两端各开一直径10mm的通孔。固定支架3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下圆柱壳宽带激振的装置，其特征在于：包括电镐、激振杆、支架、四个减振器、风扇、底座、垫片和“U”形架，电镐通过“U”形架固定在支架上端，并且电镐的侧部和支架连接；支架包括四个底角，每个底角安装在一个减震器的顶部，四个减震器的底部安装在底座上；激振杆的一端安装在电镐的输出机构中，垫片安装在底座上，风扇安装在支架一侧。

【技术特征摘要】
1.一种水下圆柱壳宽带激振的装置，其特征在于：包括电镐、激振杆、支架、四个减振器、风扇、底座、弹簧钢垫片、“U”形架和圆柱形外壳，电镐通过“U”形架固定在支架上端，并且电镐的侧部和支架连接，风扇安装在支架一侧；支架包括四个底角，每个底角安装在一个减振器的顶部，四个减振器的底部安装在底座上；激振杆的一端安装在电镐的输出机构中，垫片安装在底...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永伟，商德江，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23