[發明專利]封閉結構線圈內置式半主動吸振器

無效

• 申請號: 201110347168.6
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102364156A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 李玩幽;張博;率志君;王志鵬;王東華;張相彬;陳春來;蔡龍奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00;F16F15/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種用于減震降噪的吸振器。

背景技術

在振動控制工程領域中，常用動力吸振器對系統的某一頻率的振動進行抑 制。動力吸振器的工作原理是在系統的特定部位附加一個具有質量和剛度的結 構，當激勵源對包括了附加結構的系統所輸入的總能量保持不變時，原系統和 吸振器在各頻率上吸收的能量總和亦不變。當某頻率上吸振器的運動能量達到 最大值(共振)時，原系統在該頻率上的運動能量就相應的達到最小值，起到 了“吸振”的作用。吸振器的作用原理便可歸納為：如何使吸振器在目標頻率 上的振動能量達到最大。對于通?？珊喕癁閱巫杂啥荣|量彈簧系統的動力吸振 器而言，就是要將附加結構的質量和剛度參數調諧至固有頻率與目標頻率一致。 此時，系統在該頻率上的振動能量會輸入吸振器附加結構，引起吸振器的共振。 吸振器的質量和剛度參數決定了共振的程度，而共振的程度決定了“吸振”的 能力的強弱。

傳統的動力吸振器是質量和剛度參數一定的機械結構，由于固有頻率不可 調，因而只能適應單一的控制要求。振動控制工程中有時運用振動主動控制技 術以針對系統的變工況運行和沖擊激勵等擾動因素進行實時控制，要求控制系 統的執行器具有可調的工作參數。為了適應主動及半主動控制的要求，拓寬吸 振器的功能范圍，使吸振器的固有頻率能夠隨外界激勵頻率的變化而變化，出 現了很多可調參數的半主動吸振器，也稱為自調諧吸振器。

一般而言，半主動吸振器改變剛度比改變質量更容易實現。半主動吸振器 根據改變剛度的途徑可分為電動式、電液式和機械式等。在電動式半主動吸振 器中，典型的有通過改變電流改變電磁剛度(【1】張洪田，李玩幽，劉志剛等. 主動吸振技術研究[J].振動工程學報，2001，14(1)：113-117)、改變電流改 變電磁剛度等形式(【2】錢小勇，胡海巖.可調間隙的半主動吸振器及其實現 [J].振動工程學報，2001，14(4)：378-382)；電液式通過電流變液或者磁流 變液實現剛度的改變(【3】徐振邦.自調諧吸振技術研究[D].合肥：中國科學 技術大學，2010；【4】王蓮花，龔興龍，倪正超，徐振邦，張鰓，陳海波等.多 個磁流變彈性體自調諧式吸振器的聯合控制技術研究[J].實驗力學，2008，23 (2)：97-102)。機械式常見的改變彈簧剛度有效圈數式(【5】徐振邦，龔興龍， 陳現敏等.機械式頻率可調動力吸振器及其減振特性[J].振動與沖擊，2010， 29(2)：1-6)、彎曲板簧式(【6】孫建民，陳玉強.一種主動調諧式內燃機吸 振器的設計[J].黑龍江工程學院學報，2001，15(2)：45-47)、平行板滑塊式、 空氣彈簧式(【7】靳曉雄，肖勇，藺玉輝，朱娜等.空氣彈簧半主動式動力吸 振器的研究[J].中國工程機械學報，2007，5(3)：253-257)。

電動式半主動吸振器具有結構緊湊、安裝方便、響應迅速等特點。申請人 所在實驗室的張洪田教授等曾成功研制了一種能自動跟蹤頻率變化的電動式半 主動吸振器(【8】張洪田.船舶柴油機動力裝置振動主動控制技術研究[D].哈 爾濱：哈爾濱工程大學，1998)。如圖1所示，該半主動吸振器將動子結構封閉 在圓柱形殼體內，定子鐵芯軸穿過圓柱形殼體。動子、定子之間為齒形相對排 列結構，當動子與定子發生軸向相對位移時，齒形相錯開導致磁隙不平衡產生 磁拉力(恢復力)，從而具有了電磁剛度。通過直線軸承和圓柱殼端蓋實現動子 的軸向和徑向限位功能。在端蓋兩側延伸一定長度的軸上布置有彈簧和壓板， 軸端有外螺紋用以安裝吸振器。

這種傳統的電動式半主動吸振器在實際應用上有如下的不足：

1、整機結構中，軸1既做為支撐結構又承擔導向作用，因而只在垂直度很 好的位置適用，不能抗搖擺，也不能橫向使用；

2、軸1從兩端伸出的方式不利于密封，在海洋環境下受鹽霧影響較大，內 部構件易腐蝕；

3、彈簧3外置的設計使得每次安裝的時候均會使彈簧的平衡位置和預緊力 狀態發生變化，內部定子與動子之間齒形磁路的實際狀態與標定狀態不同，導 致控制程序無法執行對應的頻率。經實驗表明傳統結構的電動式半主動吸振器 的固有頻率-電流特性受兩端彈簧壓板2的安裝預緊力影響很大，工作特性具 有較強的非線性，對控制系統的工作過程造成了不良的影響。

發明內容