可调频式负刚度管道动力吸振器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种可调频式负刚度管道动力吸振器及其工作方法，其特征在于：包括两个抱箍在待减振管道正面外围的基座，一个基座上设有两个对称设置的弹性曲梁、一个变质量装置和一个弹簧阻尼装置，所述弹性曲梁为呈弧形的杆体，所述杆体的第一端转动铰接在基座外侧部上，所述杆体的第二端设有圆柱滑块，所述圆柱滑块限位在变质量装置的弧形滑槽内滑动，本发明专利技术通过设计负刚度机构，解决管道低频减振的问题，通过弹簧阻尼装置保证机构负刚度状态的稳定及吸振器在高频减振的性能，同时本申请的变质量装置，实现吸振器固有频率可调，且结构简单、精度高、操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
可调频式负刚度管道动力吸振器及其工作方法
[0001]
：本专利技术涉及一种可调频式负刚度管道动力吸振器及其工作方法，属于管道减振

[0002]
技术介绍
：动力吸振器是由质量块、阻尼器、弹性元件等构成的一种质量块
‑
弹簧共振系统，其基本原理是反共振，即通过共振系统来吸收振动物体的能量，从而达到减振的目的；相较于其它类型的减振装置，动力吸振器具有结构简单、制造便捷、吸振效果好等优点，因此在设备减振领域得到了广泛的使用。
[0003]管道系统由于输送效率高、制造方便、寿命长等特点在介质传输方面运用广泛，但其往往处于恶劣的振动环境中，环境中存在的基础激励、压力脉动、传输介质冲击等都会使得管路系统产生共振问题，使得管路系统出现疲劳和磨损的问题，并且振动问题还将使得管路系统的传送效率下降。
[0004]传统的质量块
‑
弹簧管道动力吸振器结构简单、价格低，但是吸振器的自身参数确定之后即不可改变，固有频率不可以进行调节，适用的减振频带很窄；对此，有研究人员提出了变刚度、变质量动力吸振器，通过调节弹簧的有效长度和更换质量块来改变吸振器的刚度和减振频带范围，但是存在着调谐精度不高、调频需拆装等问题，并且常见的质量块
‑
弹簧动力吸振器在低频减振方面效果较差，而管道系统由于长跨度的特点往往存在低频的余振。
[0005]
技术实现思路
：有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可调频式负刚度管道动力吸振器及其工作方法，该可调频式负刚度管道动力吸振器解决了管道低频减振的问题和实现吸振器减振频率的可调。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术可调频式负刚度管道动力吸振器，其特征在于：包括两个抱箍在待减振管道正面外围的基座，一个基座上设有两个对称设置的弹性曲梁、一个变质量装置和一个弹簧阻尼装置，所述弹性曲梁为呈弧形的杆体，所述杆体的第一端转动铰接在基座外侧部上，所述杆体的第二端设有圆柱滑块，所述圆柱滑块限位在变质量装置的弧形滑槽内滑动，所述变质量装置包括质量块盒、设在质量块盒体内的质量块板、压缩弹簧和多片叠置的质量块，所述质量块盒包括两块平行间隔设置的面板、固定设在两块面板上部之间的顶板和固定设在两块面板中部之间的中隔板，所述质量块板平行滑动于顶板与中隔板之间，所述质量块设在质量块板与顶板之间，所述压缩弹簧被压缩在中隔板与质量块板之间，所述弧形滑槽设有面板侧部的两个内壁面上，所述弹簧阻尼装置的一端与质量块盒连接，所述弹簧阻尼装置的另一端与抱箍在待减振管道外围的弧形板连接。
[0007]进一步的，上述两个面板的内壁面上均竖向设置有导柱，两个导柱之间具有间隔，该间隔内具有质量块板两侧部的衔接板，在质量块板上形成与两个导柱配合滑动的两个槽口，两个槽口之间的位置即为衔接板，在顶板上开设有通孔，所述通孔正对衔接板。
[0008]进一步的，上述弹簧阻尼装置包括两个间隔设置的活动挂耳、设在两个活动挂耳之间的拉力弹簧和设在两个活动挂耳之间且在拉力弹簧内的阻尼器，两个活动挂耳分别通过销子与弧形板和质量块盒连接。
[0009]进一步的，上述弧形板的两侧部均设有连接板，两个弧形板合拢形成圆环形，两个抱箍在待减振管道正面外围的基座分别通过两侧部的两个连接板穿设螺栓锁紧固定。
[0010]进一步的，上述正面外围的两个基座背面同样设有两个抱箍在待减振管道背面外围的基座，正面两个基座与背面两个基座在圆周方向错位90度，正面两个基座与背面两个基座通过阵列的螺栓锁紧固定。
[0011]本专利技术可调频式负刚度管道动力吸振器的工作方法，其特征在于：所述弹性曲梁通过圆柱铰接孔与基座及圆柱滑块连接，圆柱滑块可在质量块盒的弧形滑槽中滑动，弹簧阻尼装置通过两端的活动挂耳与基座及质量块盒连接，通过弹簧阻尼装置的拉力使得弹性曲梁发生屈曲，使之达到平衡的负刚度状态，弹性曲梁屈曲时圆柱滑块将从弧形滑槽底端滑至顶端，避免屈曲的弹性曲梁与基座发生干涉，同时弹簧阻尼装置又与变质量装置组成质量块
‑
弹簧吸振系统，而弹簧阻尼装置中的阻尼器可使得负刚度状态更加稳定且可消除弹簧工作时存在的振荡；在质量块盒中，质量块放置于质量块板上，而压缩弹簧位于质量块板的下方，通过弹簧向上的推力，质量块板将向上运动将质量块压紧在质量块盒顶部，当需要增减质量块时，只需将质量块板下压，质量块将解除压紧状态，即可进行质量块的增减，改变吸振器的固有频率。
[0012]本专利技术的有益效果是，通过设计负刚度机构，解决管道低频减振的问题，通过弹簧阻尼装置保证机构负刚度状态的稳定及吸振器在高频减振的性能，同时本申请的变质量装置，实现吸振器固有频率可调，且结构简单、精度高、操作方便。
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体的实施例和相关附图，对本专利技术作进一步详细说明。
[0014]附图说明：图1是本专利技术正面的立体结构示意图；图2是本专利技术背面的立体结构示意图；图3是本专利技术剖面立体结构示意图；图4是图3的局部视图；图5是图1的A
‑
A剖面图；图6是本专利技术负刚度机构构造示意图；图7是本专利技术变质量装置剖面构造示意图；图8是本专利技术弹簧阻尼装置示意图；图9是质量块盒的立体构造示意图；图中，1
‑
基座、2
‑
弹性曲梁、3
‑
圆柱滑块、4
‑
变质量装置、41
‑
质量块盒、42
‑
压缩弹簧、43
‑
质量块板、44
‑
质量块、5
‑
弹簧阻尼装置、51
‑
拉力弹簧、52
‑
阻尼器、53
‑
活动挂耳、6
‑
橡胶垫、7
‑
螺栓、8
‑
螺母。
[0015]具体实施方式：如图所示，本专利技术可调频式负刚度管道动力吸振器，包括基座1、弹性曲梁2、圆柱
滑块3、变质量装置4、弹簧阻尼装置5、橡胶垫6、螺钉7、螺母8，所述变质量装置4包括质量块盒41、压缩弹簧42、质量块板43、质量块44；所述弹簧阻尼装置5包括拉力弹簧51、阻尼器52、活动挂耳53。
[0016]具体连接结构：在待减振管道正面外围抱箍两个基座1（背面两个基座可有可无，即两个正面的基座也能起到吸振作用），一个基座1上设有两个对称设置的弹性曲梁2、一个变质量装置4和一个弹簧阻尼装置5，所述弹性曲梁2为呈弧形的杆体，所述杆体的第一端转动铰接在基座1外侧部上，所述杆体的第二端设有圆柱滑块3，所述圆柱滑块3限位在变质量装置的弧形滑槽45内滑动，所述变质量装置4包括质量块盒41、设在质量块盒体内的质量块板43、压缩弹簧42和多片叠置的质量块44，所述质量块盒41包括两块平行间隔设置的面板411、固定设在两块面板上部之间的顶板412和固定设在两块面板中部之间的中隔板413，所述质量块板43平行滑动于顶板412与中隔板413之间，所述质量块44设在质量块板43与顶板41本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调频式负刚度管道动力吸振器，其特征在于：包括两个抱箍在待减振管道正面外围的基座，一个基座上设有两个对称设置的弹性曲梁、一个变质量装置和一个弹簧阻尼装置，所述弹性曲梁为呈弧形的杆体，所述杆体的第一端转动铰接在基座外侧部上，所述杆体的第二端设有圆柱滑块，所述圆柱滑块限位在变质量装置的弧形滑槽内滑动，所述变质量装置包括质量块盒、设在质量块盒体内的质量块板、压缩弹簧和多片叠置的质量块，所述质量块盒包括两块平行间隔设置的面板、固定设在两块面板上部之间的顶板和固定设在两块面板中部之间的中隔板，所述质量块板平行滑动于顶板与中隔板之间，所述质量块设在质量块板与顶板之间，所述压缩弹簧被压缩在中隔板与质量块板之间，所述弧形滑槽设有面板侧部的两个内壁面上，所述弹簧阻尼装置的一端与质量块盒连接，所述弹簧阻尼装置的另一端与抱箍在待减振管道外围的弧形板连接。2.根据权利要求1所述的可调频式负刚度管道动力吸振器，其特征在于：所述两个面板的内壁面上均竖向设置有导柱，两个导柱之间具有间隔，该间隔内具有质量块板两侧部的衔接板，在质量块板上形成与两个导柱配合滑动的两个槽口，两个槽口之间的位置即为衔接板，在顶板上开设有通孔，所述通孔正对衔接板。3.根据权利要求2所述的可调频式负刚度管道动力吸振器，其特征在于：所述弹簧阻尼装置包括两个间隔设置的活动挂耳、设在两个活动挂耳之间的拉力弹簧和设在两个活动挂耳之间且在拉力弹簧内的阻尼器，两个活动挂耳分别通过销子与弧形板和质量块盒连接。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：任志英，朱天奇，何明圆，李振，白鸿柏，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：