[发明专利]二自由度管路主动动力吸振器及其使用方法

说明书

本发明涉及一种二自由度管路主动动力吸振器及其使用方法，其中该吸振器包括纵向动力吸振机构、横向动力吸振机构以及刚度调整机构三个部分；纵向动力吸振机构包括质量块、钢板弹簧、钢板弹簧支承挡板和吸振器底座；所述质量块由质量块上半、质量块下半、滚子轴与设在子轴外围的滚子组成；所述质量块中心开设有通孔，多层层叠的钢板弹簧由通孔穿过；所述滚子与层叠起来的钢板弹簧表面滚动接触，且滚子轴心线与通孔中心线垂直；所述钢板弹簧支承挡板与吸振器底座的上部分别开设有第一凹槽与第二凹槽，用于安装支撑钢板弹簧的两端，本发明只靠一个主动部件完成了两个自由度的刚度调整，进而达成吸振频率调整，缩减了吸振器重量，简化了控制过程。

技术领域：

本发明涉及一种二自由度管路主动动力吸振器及其使用方法，且能够随工况主动控制吸振频率的动力吸振器，属于减振技术领域。

背景技术：

管路系统在许多领域得到了应用，主要用于流体的运输，在机械装置运作过程中发挥着不可忽视的作用。管路在工作过程中不可避免地会发生振动，一是由于内部液体的流动与压力脉动产生振动，二是与管路连接的动力设备产生的振动传递给了管路系统；强烈的振动会导致管路连接处松动，导致产生疲劳磨损，减少管路寿命甚至产生断裂，因此采用有效的方法降低管路的振动水平具有重要的工程意义。

现有管路减振产品中对管路的固定主要采用橡胶块或刚性卡子进行固定，橡胶块虽有减振效果，但其对工作环境温度要求高，且寿命较短，需要经常更换；刚性卡子则无减振效果。

针对管路的振动控制，采用动力吸振器进行振动控制是一种可行的办法，目前针对管路振动采用动力吸振器进行振动控制的研究与文献已有一定数量，但这些研究大多都是针对传统的被动动力吸振器的研究，在管路实际工作情况中，由于流体流动的不确定性以及与管路连接的动力设备的工作频率不可能为恒定值，管路的减振频率是有一定范围的，当使用仅有一个吸振频率的被动动力吸振器进行吸振时，激励频率与动力吸振器吸振频率产生一点偏差，就会使吸振能力大幅下降。虽然也有一些关于主动动力吸振器的研究，但这些主动动力吸振器大多只能实现单自由度的动力吸振，而管路的振动是多自由度的，因此，设计一种能在一个以上自由度进行动力吸振，同时还能随激励频率主动控制吸振频率的动力吸振器非常有必要。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种二自由度管路主动动力吸振器及其使用方法，该二自由度管路主动动力吸振器能够解决传统被动动力吸振器吸振频率单一的问题和一般的主动动力吸振器只能对单一自由度进行主动动力吸振的局限性。

本发明二自由度管路主动动力吸振器，其特征在于：包括纵向动力吸振机构、横向动力吸振机构以及刚度调整机构三个部分；

其中纵向动力吸振机构包括质量块、钢板弹簧、钢板弹簧支承挡板和吸振器底座；所述质量块由质量块上半、质量块下半、滚子轴与设在子轴外围的滚子组成；所述质量块中心开设有通孔，多层层叠的钢板弹簧由通孔穿过；所述滚子与层叠起来的钢板弹簧表面滚动接触，且滚子轴心线与通孔中心线垂直；所述钢板弹簧支承挡板与吸振器底座的上部分别开设有第一凹槽与第二凹槽，用于安装支撑钢板弹簧的两端，

其中横向动力吸振机构包括质量块、两组的质量块挡板、螺旋弹簧、金属橡胶、变刚度挡板底座和变刚度挡板顶盖，两个变刚度挡板顶盖均是通过下部的第五凹槽与变刚度挡板底座的上部通过挡板螺栓与挡板螺母固定连接；所述质量块挡板下部带有凹槽，与吸振器底座上的凸起连接进行导向限位；两组的变刚度挡板顶盖与质量块挡板上部均分别设有第三凹槽与第四凹槽，以与螺旋弹簧与金属橡胶的两端头限位套接；钢板弹簧同时也穿过变刚度挡板顶盖和质量块挡板；

其中刚度调整机构包括变刚度挡板底座、变刚度挡板顶盖、滚珠丝杠、驱动滚珠丝杠转动的减速器和驱动减速器工作的伺服电机，所述变刚度挡板底座与滚珠丝杠通过下部的螺纹孔螺纹连接；滚珠丝杠左端与减速器输出端连接，减速器输入端与伺服电机输出端连接，滚珠丝杠穿过质量块挡板下部的凹槽。