[发明专利]一种空气弹簧-磁悬浮混合隔振器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种主被动混合隔振器，具体地说是一种由空气弹簧与磁悬浮隔振器并联工作的主被动混合隔振器，主要用于船用动力设备或其他大载荷设备的隔振。

背景技术

船舶主机运行所激发的结构噪声是船舶的主要噪声之一，其能量是通过支承件传递的，而采用隔振技术能够有效的降低船舶的结构噪声，这点对船舶尤其是军事舰艇尤其重要。

隔振分为主动隔振和被动隔振两种形式。被动隔振是在振动传播途径中加入被动元件，以减小传递到接受结构的振动强度，具有结构简单、易于实现、工作可靠的特点。针对大载荷的被动隔振，可以采用囊式空气弹簧，具有承载能力大、结构尺寸小、固有频率低、无驻波效应、高频隔振性能好等优点，且空气弹簧的可靠性和气密性可达到很高的要求，能够显著降低船舶的结构噪声。但作为被动隔振器的一种，空气弹簧对低频干扰能力差，甚至对系统谐振频率附近的干扰信号起到放大的作用。而主动隔振是通过主动单元(如：主动隔振器等)根据设定的控制规律动态地调整系统的支承特性参数，解决低频及谐振频率附近的减振降噪的问题，然而其单独使用结构复杂，能耗较大。主被动结合的隔振技术研究是当今研究的热点，磁悬浮隔振器相比于其它主动隔振器具有频响范围宽、寿命长、响应快、无接触，且电磁力及支承参数随控制参数的变化易于控制的优势，是一种较理想的主动隔振器。将磁悬浮隔振器与空气弹簧结合，组成主被动混合隔振器，即可充分发挥二者的优势，又避免单独使用时的缺点，具有更好的隔振效果。

中国专利CN102748425A公开了一种装置，其是将一种单边电磁作动器与空气弹簧并联集成，并在线圈上设有散热片实现散热，可以实现宽频振动和线谱振动的同步有效控制，但电磁作动器直接置于空气弹簧内部，不方便维修，且单边电磁作动器不利于输出电磁力与电流间的线性化，控制精度不高。中国专利CN101067433A设计了差动电磁作动器与空气弹簧并联布置的超低频隔振装置，通过对差动电磁作动器的位移控制为系统提供负刚度以降低系统固有频率，拓宽超低频隔振范围，但集成度低，整体尺寸较大，对空间要求较高的场合不适用，且差动式磁悬浮作动器的允许的横向位移小，当装置受到小的横向冲击、横向振动时，作动器容易损坏。中国专利CN101067432A公开了一种装置，其是将磁悬浮单元与空气弹簧串联，有效解决空气弹簧隔振基础横纵向不能兼顾的问题，但运用于精密仪器的隔振，对船舶动力装置的隔振不适用。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服上述现有技术的不足，提供一种可靠性高、结构紧凑、承载能力大，维修方便，能够高效隔离高频振动和有效控制低频线谱振动的空气弹簧-磁悬浮混合隔振器。

本发明的目的由以下技术方案实现：

本发明提供的空气弹簧-磁悬浮混合隔振器，其包括空气弹簧、磁悬浮隔振器和连接部件；所述空气弹簧，其内囊体中间设有磁悬浮隔振器；所述连接部件包括推力盘、压板及在推力盘上下布置的带保持架滚珠，推力盘、压板分别与磁悬浮隔振器的连杆、空气弹簧的上盖板相连。

所述空气弹簧可以是由依次排列的上盖板、下盖板、内囊体和外囊体组成的一个封闭的圆环状空气弹簧体，与磁悬浮隔振器并联集成。

所述上盖板可以与带保持架滚珠接触部位进行表面渗碳或渗氮处理，该上盖板开有水孔和电缆孔，水孔作为冷却水管的入口，电缆孔作为磁悬浮隔振器的位移传感器的延伸电缆的出口；所述下盖板上开有气孔，用于充入和排出压缩空气，或者该气孔开在上盖板上。

所述磁悬浮隔振器可以为差动式磁悬浮隔振器，通过测量其中的E型电磁铁与衔铁间的气隙，来控制E型电磁铁上的线圈的电流，产生电磁力，抵消振动，实现隔振。

所述磁悬浮隔振器可以包括E型电磁铁、衔铁、线圈、连杆、壳体、直线轴承、底板和位移传感器；装有线圈的E型电磁铁相对衔铁对称布置，分别固定在壳体和底板上；所述壳体和底板固定在下盖板上；所述连杆下端固定有衔铁，上端通过推力盘固定在上盖板上；直线轴承和位移传感器均固定在壳体上。

所述壳体上可以有矩形螺旋槽，作为冷却水的水道，通过热传导将电磁铁产生的热量传递到冷却水中，冷却水流动将热量带出隔振器，减小磁悬浮隔振器与空气弹簧间的热交换。

所述连杆上端可以开有矩形槽，用于限制其周向旋转，上端与推力盘为螺纹连接，下端与衔铁固定，在限制连杆旋转的情况下旋转推力盘可以实现衔铁与E型电磁铁间气隙的调整。

所述位移传感器可以为电涡流位移传感器，通过测量连杆的位置实现衔铁与E形电磁铁间的气隙测量。

所述直线轴承可以对连杆的运动起导向的作用，防止出现卡死现象。