[发明专利]一种可调频的振动设备低频线谱减振装置及其减振方法

说明书

本发明涉及一种可调频的振动设备低频线谱减振装置及其减振方法，包括悬臂杆及颗粒阻尼器组成的动力吸振系统，本发明结构简单，使用方便，将悬臂杆与颗粒阻尼器组成动力吸振系统，可对振动设备的低频振动线谱进行精确控制，适用性较强，适用于各种设备不同方向的振动抑制。本发明具有良好的非线性低频阻尼性能，且其具有振动幅值越大，阻尼效果越好的特性。该动力吸振系统与设备共振时将具有较大的振动幅值，可充分利用颗粒阻尼的耗散机理，有效耗散低频振动能量，降低振动设备低频线谱振动。

技术领域

本发明涉及低频减振及降噪领域，尤其涉及一种可调频的振动设备低频线谱减振装置及其减振方法。

背景技术

机械设备及结构的振动一方面影响设备工作状态稳定性，如振动影响机床设备的切削精度等；另一方面对环境产生不良影响，因此民用和军用设施都对振动噪声提出了相应的限制标准。

抑制机械设备的振动响应是降低其振动噪声危害最为直接有效的途径。降低设备和结构振动响应的主要技术手段有敷贴粘弹性阻尼层、动力吸振和主动消振等手段。其中粘弹性阻尼层利用材料的阻尼特性，将振动结构的机械能转化为热能耗散，从而降低结构振动。但粘弹性阻尼层主要作用频段为300Hz以上中高频段，其低频作用能力甚微，针对机械振动设备主要振动频率集中在100Hz以下低频段的问题，粘弹性阻尼层减振效果甚为有限。

针对设备低频减振，较为有效的控制措施主要有振动主动控制系统和动力吸振器两种方式。主动控制系统采用传感器采集结构振动信号，通过一系列处理和反馈，通过作动器输出一个反向作用力到结构，起到振动抵消的作用。该类装置涉及到电、机械、芯片等系统，结构复杂，价格昂贵，使用环境受限。动力吸振器用于控制低频线谱，但其振动降低量也取决于动力吸振器的低频阻尼性能，将粘弹性阻尼作为动力吸振器阻尼，同样也存在低频阻尼性能不足的问题，所以常规动力吸振器往往也对低频振动线谱作用效果有限。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种可调频的振动设备低频线谱减振装置及其减振方法，本发明装置具有制作方便、频率可调、成本低廉的优点。

本发明所采用的技术方案如下：

一种可调频的振动设备低频线谱减振装置，包括与振动设备螺接的悬臂杆，所述悬臂杆未与振动设备连接的一端与带有阻尼器颗粒的颗粒阻尼器螺接，所述颗粒阻尼器上开设用于填充阻尼器颗粒的阻尼器颗粒管状孔，所述悬臂杆及颗粒阻尼器共同形成用于控制振动设备低频振动线谱的动力吸振系统。

其进一步技术方案在于：

所述悬臂杆的两端均设置外螺纹，于所述颗粒阻尼器与悬臂杆的连接处还开设螺纹孔，所述螺纹孔沿所述颗粒阻尼器的中轴线贯穿布置；

所述悬臂杆为带有弹性的圆柱形杆体；

所述颗粒阻尼器以所述悬臂杆的中轴线为中心对称。

利用可调频的振动设备低频线谱减振装置进行减振的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：根据振动设备的质量和振动量级，选取合适直径的悬臂杆及合适大小的颗粒阻尼器；

第二步：将悬臂杆的一端与振动设备螺纹连接，所述悬臂杆的另一端与颗粒阻尼器的螺纹孔螺纹连接；

第三步：根据振动设备的低频振动频谱特性，在悬臂杆上旋进或旋出颗粒阻尼器并调整悬臂杆臂长，并通过公式计算减振装置的作用频率，所述公式为：

其中：E为悬臂杆杨氏模量，d为悬臂杆直径，l为悬臂杆长度，m为颗粒阻尼器质量；

第四步：根据作用频率调整颗粒阻尼器在悬臂杆上的位置并通过紧固件分别固定颗粒阻尼器；

所述悬臂杆采用弹簧钢材料制成，所述颗粒阻尼器采用钢材料制成；