一種摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)及振動(dòng)測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于振動(dòng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)及振動(dòng)測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高端機(jī)械裝備，如大型壓縮機(jī)、大型工程機(jī)械裝備、燃?xì)廨啓C(jī)、航空裝備、高檔數(shù)控機(jī)床、水面艦艇、深水潛艇等工作狀態(tài)大都處于連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，而且這些裝備的工作速度越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，尺寸越來(lái)越大，精度越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)部件越來(lái)越精密、功能越來(lái)越齊全，對(duì)其工作的可靠性與安全性，對(duì)外界及自身振動(dòng)抑制與隔振的需要也越來(lái)越迫切。
[0003]有時(shí)使用單一的阻尼方式已經(jīng)不能滿足隔振需要，并且在工況不斷發(fā)生變化的情況下，若隔振器的阻尼不能夠隨振動(dòng)情況的變化而調(diào)整，則可能造成阻尼過(guò)大或過(guò)小的情況，這都不利于有效地隔振。若隔振器具有多種阻尼方式且其阻尼能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)，則可以解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)及振動(dòng)測(cè)試方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)，包括:安裝芯、摩擦阻尼壁、外殼、固定板、處理器、伺服電機(jī)、摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；
外殼底部連接在振動(dòng)源上;安裝芯安裝在外殼內(nèi)部，安裝芯頂部連接在被隔振對(duì)象上；摩擦阻尼壁安裝在外殼內(nèi)壁；
處理器的輸出端連接伺服電機(jī)的輸入端，摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)均安裝在安裝芯內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu);安裝芯、伺服電機(jī)固結(jié)在固定板上方，電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在外殼內(nèi)且固結(jié)在固定板下方;伺服電機(jī)的輸出軸驅(qū)動(dòng)摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)沿安裝芯徑向移動(dòng)，摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與摩擦阻尼壁間的摩擦阻尼隨著摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)沿安裝芯徑向向外移動(dòng)增大；電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)隨摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)沿安裝芯徑向向外移動(dòng)而產(chǎn)生電磁阻尼；電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的電流輸出端連接處理器的輸入端。
[0006]所述摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括摩擦阻尼片、主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、軸承、孔用彈性擋圈、軸套、阻尼調(diào)節(jié)絲杠、阻尼調(diào)節(jié)絲母；
伺服電機(jī)與安裝芯聯(lián)結(jié)，主動(dòng)錐齒輪與伺服電機(jī)的輸出軸固結(jié)，從動(dòng)錐齒輪與阻尼調(diào)節(jié)絲杠一端固結(jié)，主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪嚙合，阻尼調(diào)節(jié)絲杠通過(guò)軸套、孔用彈性擋圈、軸承進(jìn)行軸向固定，與安裝在摩擦阻尼片中的阻尼調(diào)節(jié)絲母配合，驅(qū)動(dòng)阻尼片沿安裝芯的凹槽滑動(dòng)；
所述電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括電磁阻尼盤、電磁鐵、電磁鐵安裝板、滾珠絲杠、滾珠絲母、第二止推軸承、第一止推軸承、止推軸承固定板、閉合線圈；
滾珠絲杠與固定板螺紋連接，固定板與安裝芯聯(lián)結(jié);滾珠絲杠另一端裝配滾珠絲母，電磁阻尼盤固結(jié)在滾珠絲母下端，電磁阻尼盤上固結(jié)若干閉合線圈，電磁鐵夾持在電磁阻尼盤上，電磁阻尼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)閉合線圈在產(chǎn)生感應(yīng)電流，閉合線圈連接處理器;滾珠絲母的上下兩端分別通過(guò)第一止推軸承、第二止推軸承與外殼內(nèi)壁連接，止推軸承固定板連接在外殼內(nèi)部，第二止推軸承安裝在止推軸承固定板上；電磁鐵與電磁鐵安裝板固定，電磁鐵安裝板與外殼固定，電磁鐵的末端與外殼及止推軸承固定板螺紋聯(lián)結(jié)。
[0007]所述安裝芯與外殼之間安裝支撐彈簧，支撐彈簧的一端伸至安裝芯底部的彈簧安裝槽內(nèi)。
[0008]采用所述的摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試的方法，包括:
步驟1、振動(dòng)測(cè)試初始狀態(tài)時(shí)，摩擦阻尼片與摩擦阻尼壁不接觸；
步驟2、振動(dòng)源開始振動(dòng)時(shí)，由于被隔振對(duì)象的慣性，安裝芯與外殼發(fā)生相對(duì)位移，滾珠絲杠振動(dòng)使?jié)L珠絲母轉(zhuǎn)動(dòng)，固結(jié)在滾珠絲母上的電磁阻尼盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；
步驟3、電磁鐵在通電狀態(tài)下產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁阻尼盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中閉合線圈切割磁感線產(chǎn)生渦電流，進(jìn)而產(chǎn)生阻礙電磁阻尼盤轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，此時(shí)安裝芯和外殼發(fā)生相對(duì)位移受到阻力，即產(chǎn)生電磁阻尼；
步驟4、處理器實(shí)時(shí)采集電磁阻尼盤產(chǎn)生的渦電流，根據(jù)渦電流調(diào)節(jié)摩擦阻尼:渦電流越大，則振動(dòng)越大，需要增大摩擦阻尼以減小振動(dòng);渦電流越小，則振動(dòng)越小，需要減小摩擦阻尼以保證被隔振對(duì)象的振動(dòng)水平始終在要求的范圍內(nèi)；
摩擦阻尼調(diào)節(jié)方式是:處理器發(fā)出信號(hào)控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪運(yùn)動(dòng)，與從動(dòng)錐齒輪固結(jié)的阻尼調(diào)節(jié)絲杠驅(qū)動(dòng)阻尼片安裝芯的凹槽滑動(dòng)；摩擦阻尼片沿安裝芯徑向伸出或縮回，從而使摩擦阻尼片貼緊或松開摩擦阻尼壁，以增大或減小摩擦阻尼。
[0009]有益效果:
本發(fā)明的摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)適用于大型空氣壓縮機(jī)的單層隔振系統(tǒng)，但不僅限于該領(lǐng)域，可應(yīng)用于單一阻尼方式無(wú)法滿足的場(chǎng)合，可以廣泛應(yīng)用于激振源頻率變化，隔振器的阻尼也需要隨之變化的場(chǎng)合的隔振器。摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)通過(guò)摩擦阻尼片和摩擦阻尼壁產(chǎn)生摩擦阻尼、電磁阻尼盤和電磁鐵產(chǎn)生電磁阻尼、支撐彈簧的剛度將振動(dòng)隔離開來(lái)。摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)工作時(shí)，電磁阻尼盤上會(huì)產(chǎn)生渦電流處理器根據(jù)渦電流信號(hào)對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，從而對(duì)摩擦阻尼進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得被隔振對(duì)象的振動(dòng)始終符合隔振要求。該摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)不僅可通過(guò)摩擦和電磁產(chǎn)生復(fù)合阻尼，還可利用電磁阻尼產(chǎn)生的渦電流對(duì)摩擦阻尼進(jìn)行調(diào)節(jié)從而適應(yīng)不同的振動(dòng)狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)外形圖；
圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的的摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的安裝芯結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為安裝芯正面結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為安裝芯翻轉(zhuǎn)后結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的電磁阻尼盤結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]如圖2所示的摩擦電磁復(fù)合阻尼智能隔振器系統(tǒng)，包括:安裝芯1、摩擦阻尼壁2、外殼3、固定板12、處理器22、伺服電機(jī)11、摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0013]如圖4(a)~(b)所示，安裝芯1內(nèi)部具有中空結(jié)構(gòu)24，并開有用作摩擦阻尼片4滑動(dòng)軌道的凹槽25，安裝芯1底部開有電機(jī)安裝孔26和彈簧安裝槽30。
[0014]外殼3底部通過(guò)螺栓連接在振動(dòng)源上;安裝芯1安裝在外殼3內(nèi)部，安裝芯1頂部通過(guò)螺栓連接在被隔振對(duì)象上;摩擦阻尼壁2安裝在外殼3內(nèi)壁。
[0015]外殼3內(nèi)部具有支撐結(jié)構(gòu)，摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于該支撐結(jié)構(gòu)上方，電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于該支撐結(jié)構(gòu)下方。安裝芯1與外殼3內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)之間安裝支撐彈簧5，支撐彈簧5的一端伸至安裝芯1底部的彈簧安裝槽30內(nèi)，另一端伸至支撐結(jié)構(gòu)處，支撐彈簧5在振動(dòng)源振動(dòng)過(guò)程引起安裝芯和外殼發(fā)生相對(duì)位移時(shí)提供支撐作用。
[0016]處理器22的輸出端連接伺服電機(jī)11的輸入端，摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)11均安裝在安裝芯1內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)24;安裝芯1、伺服電機(jī)11固結(jié)在固定板12上方，電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在外殼3內(nèi)且固結(jié)在固定板12下方;伺服電機(jī)11的輸出軸驅(qū)動(dòng)摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)沿安裝芯1徑向移動(dòng)，摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與摩擦阻尼壁3間的摩擦阻尼隨著摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)沿安裝芯1徑向向外移動(dòng)增大；電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)隨摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)沿安裝芯1徑向向外移動(dòng)而產(chǎn)生電磁阻尼；電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的電流輸出端連接處理器22的輸入端。
[0017]摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0018]摩擦阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括摩擦阻尼片4、主動(dòng)錐齒輪23、從動(dòng)錐齒輪29、軸承8、孔用彈性擋圈7、軸套9、阻尼調(diào)節(jié)絲杠5、阻尼調(diào)節(jié)絲母6。
[0019]伺服電機(jī)11與安裝芯1通過(guò)電機(jī)安裝孔26聯(lián)結(jié)，主動(dòng)錐齒輪23與伺服電機(jī)11的輸出軸固結(jié)，從動(dòng)錐齒輪29與阻尼調(diào)節(jié)絲杠5—端固結(jié)，主動(dòng)錐齒輪23與從動(dòng)錐齒輪29嚙合，阻尼調(diào)節(jié)絲杠5通過(guò)軸套9、孔用彈性擋圈7、軸承8進(jìn)行軸向固定，與安裝在摩擦阻尼片4中的阻尼調(diào)節(jié)絲母6配合，驅(qū)動(dòng)阻尼片4沿安裝芯1的凹槽25滑動(dòng)。
[0020]電磁阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括電磁阻尼盤