[发明专利]一种可调式单层及双层隔振系统振动试验台及试验方法

说明书

本发明公开了一种可调式单层及双层隔振系统振动试验台及试验方法。包括振源设备、动力吸振器、设备隔振器、筏体、基础隔振器、基础机架、T型槽、振动测试系统、变频器；基础隔振器安装在筏体和基础机架之间，设备隔振器安装在振源设备和筏体之间；振源设备和/或筏体上安装有动力吸振器。本发明通过模拟基础隔振器、设备隔振器、动力吸振器的安装环境和工作环境，采集振动信号，获取隔振器、动力吸振器的动态特性参数，分析减隔振性能，分析有/无动力吸振器时的振动插入损失，预测吸振性能。本发明能同时进行双层隔振器和动力吸振器的性能试验，能采集和分析振动加速度、位移和力信号，以及隔振器和动力吸振器所传递的载荷力。

技术领域

本发明涉及减隔振系统的振动试验技术领域。

背景技术

振动是自然界最普遍的现象之一，在许多情况下，振动被认为是消极因素。例如，振动会影响精密设备加工精度，加剧构件疲劳和磨损，缩短机器使用寿命；振动还可能引起结构的大变形破坏，造成事故；还会影响人在车船、机舱和机器工作处所等环境下的舒适性，甚至危害人的健康。

减振通常有两种措施，一是通过机械设备的合理设计，减少设备自身的振动。二是在传播途径上吸收和隔离振动，从而尽量减少机械振动向外传播的能量。目前常采用被动隔振的方法来降低机械设备的振动，即在振源和基座之间安装各种隔振装置，如单层隔振装置、双层浮筏隔振装置等，还可以在设备和基座上安装动力吸振器，吸收和消耗设备振动能量。如果在单层隔振系统中插入一个弹簧质量元件，就成为一个双层隔振系统，它主要由两层隔振器和中间筏体组成，且中间筏体质量与被隔振设备质量的比值会影响双层隔振系统的隔振效果。相比于单层隔振系统，双层隔振系统的隔振效果更加优越，适用于对振动噪声要求严格控制的领域。

隔振器和动力吸振器是用于控制振源振动和降低振动传递的常用措施，与振源设备和基座共同组成一个减隔振系统，该系统在设计时对质量、刚度和阻尼等参数的合理匹配具有很高要求。为了准确测试减隔振系统的动态性能和减隔振效果，可通过在实验室内搭建试验台架进行振动试验来实现。振动试验台是用于在实验室内模拟真实振动环境效应的试验设备，为了能实现双层隔振系统和动力吸振器系统的组装、激振和试验数据采集，同时又能通用于多种类型隔振器和吸振器，对试验台搭建有其特殊和严格的要求。

激励是指作用于系统的外力（或其他输入），使系统以某种方式产生响应。 响应是指系统的输出量。传递率是指系统受迫振动的响应与激励的无量纲复数比。振动传递比T是指隔振后的部件振动和隔振前的部件振动之比。隔振率η=（1-T）*100%。

现有技术主要涉及用于解决具体振动问题的隔振装置，而非用于减隔振系统的通用试验台架，且绝大部分技术方案的质量、质心、刚度和安装位置等参数不能调节。例如公布号为CN102644694A的商用机械设备弹性基础浮筏隔振系统，以及公布号为CN201103649Y的一种浮筏式双层隔振装置，安装于实船或换热站的机械设备上，由两层隔振器和中间筏体组成，在设计定型后，缺乏系统参数调整的功能，只能应用于特定场合下的特定隔振器，更不具备通用试验台的功能。在公告号为CN200949633Y的可调质量比双层隔振装置，它可通过在质量空腔内装填颗粒状或粉末状物质来实现中间质量调节，虽然具备调节筏体质量的功能，但该部分质量未与筏体刚性连接成一体，在高频振动环境下并不能与筏体同步承担振动能量，会影响系统振动传递和能量分布特性，而且该装置同样是针对某一应用对象设计，设备质量、激振频率、筏体尺寸、机架刚度和隔振器等参数不能调节，也不能用于动力吸振器性能试验，因而也不能作为通用试验台架来使用。

现有技术存在以下缺点：

① 现有技术为应用于某些特定场合的隔振装置，安装于机械设备正常作业环境下，不能作为实验室通用振动试验台来使用；

② 不能同时进行双层隔振器和动力吸振器的性能试验；

③ 筏体尺寸、质量和质心不能调节；