[發明專利]一種葉輪式慣性和阻尼設備

有效

• 申請號: 201610126209.1
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105546034B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 陳龍;劉昌寧;楊曉峰;劉雁玲;沈鈺杰
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16F15/173
• 分類號: F16F15/173
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機械力的控制領域，尤其是應用動力吸振的力控制設備領域。本發明涉及一種控制機械力(例如振動力)的設備，特別是一種葉輪式慣性和阻尼設備。

背景技術

機械結構與系統在運動中不可避免的會產生振動，對于復雜的結構與系統而言，僅依靠優化設計是不能解決振動問題的，因此，采用力控制設備是一個重要有效的隔振方法，可以用于諸多領域，例如車輛隔振領域，橋梁、建筑物隔振領域等。

基于傳統隔振理論的隔振系統不能解決隔振效果的優異性與設備工作空間、動載荷之間的矛盾，隔振效果不夠理想，阻礙了隔振技術的進一步發展。依據機電相似理論，將機械系統中的力流與電學系統中的電流，機械系統中的速度與電學系統中的電壓分別對應起來。彈簧兩端點的力相位滯后于兩端點的速度相位，阻尼設備兩端點的力相位與兩端點的速度相位始終相同，力控制設備兩端點的力相位超前于兩端點的速度相位。基于上述結論在原有彈簧、阻尼兩元件結構的基礎上增加慣性設備，實現既能夠緩沖并衰減高頻振動和沖擊，也能緩沖并衰減低頻振動和沖擊的動力吸振式隔振結構。

目前應用動力吸振的力控制設備有齒輪齒條式、滾珠絲杠、液力發生式、杠桿質量式、扭轉式、少齒差行星齒輪式、擺線鋼球式等多種形式的設備結構。但是，這些應用動力吸振的力控制設備都存在相當多的移動部件，造成機構加工工藝復雜，制造成本較高，且不易于實際布置，并且部件之間摩擦較多，造成最后機構的隔振效果與預期效果還是有一定的差距。

中國專利CN201110360046.0提出了一種慣容器與阻尼同軸并聯的一體式減振器，其飛輪安裝與液壓缸之上，使得機構總高度較大，不易于實際布置；中國專利CN201210107000.2所提出的慣容器與阻尼并聯的減振器裝置，其飛輪置于液壓缸外部，需要管路連接，所占空間較大，并且相應速度也相對較慢；中國專利CN201410721244.9提出了一種慣容和阻尼一體式充氣減振器，結構簡單，組件較少，但是相對于本發明多了金屬螺旋管等部件。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種葉輪式慣性和阻尼設備，將慣性設備集成于阻尼設備之中，設備的移動元件數量顯著減少，并且將質量元件融入阻尼設備之內，減少了布置空間，可有效解決現有含慣性質量元件的隔振系統結構復雜，所需布置空間大，機構壽命短，加工與安裝困難等問題。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種葉輪式慣性和阻尼設備，包括葉輪桿、液壓缸筒、質量式葉輪、滾動軸承、自由活塞、氣室、上吊耳和下吊耳。

所述液壓缸筒中設有葉輪桿，所述葉輪桿與質量式葉輪通過滾動軸承相連，所述質量式葉輪可以沿軸向繞葉輪桿旋轉；所述葉輪桿頂端焊接有上吊耳，所述葉輪桿的底端下方設有自由活塞；所述自由活塞在上下移動的過程中將液壓缸筒隔出氣室；所述液壓缸筒底部焊接有下吊耳。

進一步，所述質量式葉輪的材料為金屬。

進一步，所述質量式葉輪在葉輪桿上可以呈一定的間距布置一個或多個。

更進一步，所述液壓缸筒內裝有普通減振器油或磁流變液，用于實現阻尼系數與慣質系數的可控。

再進一步，所述一種葉輪式慣性和阻尼設備的布置方式可以采用單筒式、雙筒式或多筒式。

本發明可以達到的有益效果是：

1.本發明所實現的慣性設備與阻尼設備一體化的布置方式，能夠有效減少隔振系統所占用的空間，方便布置，并且設備一體化之后在響應速度上要優于分體式結構，即能夠更快的吸收機械的振動，對于設備的一體化與輕量化都具有非常重要的意義。

2.本發明通過將慣性設備與阻尼設備兩元件的一體化，使結構更加精巧，同時故障率也會相應的減小，解決現有含動力吸振元件的隔振系統結構過于復雜，加工與安裝困難，生產成本高以及生產效率低下等問題，裝置具有更強的實用性。

附圖說明

圖1為本發明一種葉輪式慣性和阻尼設備的結構示意圖；

圖2為本發明一種葉輪式慣性和阻尼設備的工程示意圖；

圖3為本發明質量式葉輪的主視圖；

圖4為本發明質量式葉輪的俯視圖。

圖中：1-葉輪桿；2-液壓缸筒；3-質量式葉輪；4-滾動軸承；5-自由活塞；6-氣室；7-上吊耳；8-下吊耳；9-防塵套；10-密封組件。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。