一种管路低频多向宽带吸振器
本发明涉及管路振动噪声控制领域，具体的说是一种管路低频多向宽带吸振器。
背景技术：
1、管路系统通常与各种旋转、往复设备相连，设备工作时管路在多个方向存在较为复杂的低频宽带振动。在管路中串联挠性接管、安装弹性马脚或敷设阻尼材料等可在一定程度上降低中高频振动，但低频振动控制效果欠佳。动力吸振器具有较好的低频线谱衰减能力，目前已有部分公开的专利将动力吸振器用于管路振动控制。
2、专利cn106122605a公开了一种管路吸振器，其采用内外双环设计，内环与外环间通过螺杆连接，调节缠绕在螺杆上的弹簧刚度及套装在螺杆上的滑块质量可对吸振频率进行调节。专利cn103470902a公开了一种降低管路振动水平的动力吸振器及设计方法，其在一对管道夹持件的外部均布安装3-6个弹簧片，弹簧片末端安装有附加质量块，通过改变质量块在弹簧片安装角度，使每个质量-弹簧片固有频率不同。上述专利中公开的吸振器具备一定的频率调节能力，但无法对吸振方向进行灵活快速地调控。
3、专利cn215488333u中公开了一种管路吸振器，其主要包括弹性组件和质量组件。两种组件均为圆环状，其在径向任意方向的刚度和质量保持一致，使吸振器在管路径向任意方向的吸振性能一致，以此来降低管路径向任意方向的线谱振动。该发明虽然可以对管路多向振动进行控制，但吸振器吸振频带较窄，当振动频率偏移时吸振性能将大幅降低。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对上述现状，提供一种管路低频多向宽带吸振器，其结构紧凑、占用空间小、加工简单、制造成本低，且具有良好的低频多向宽带减振能力。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种管路低频多向宽带吸振器，包括框架、弹性元件、基础质量、附加质量和安装夹具；
4、所述框架为圆环形，表面设置有多层周期循环排布的圆孔；
5、所述弹性元件包括内圆环、外圆环和连接梁，所述内圆环和外圆环之间设置有连接梁，所述外圆环嵌入框架圆孔中且尺寸与框架上的圆孔一一对应，所述内圆环中可拆卸安装有基础质量，所述附加质量粘贴在基础质量上，通过选择性安装基础质量和附加质量，能调节吸振器共振频率，实现吸振频带的调控；
6、能通过在所述框架圆孔内整体旋转所述弹性元件来改变连接梁弯曲振动方向，从而改变吸振器有效作用方向，实现吸振器减振方向的调控和多向振动协同控制；
7、所述框架中部设置有安装夹具，所述安装夹具用于将框架固定安装到管路上。
8、进一步的，所述框架表面设置的圆孔直径大小为内层＜外层＜中层。
9、进一步的，所述内圆环与对应尺寸的基础质量过盈配合，外圆环与对应尺寸的框架圆孔过盈配合。
10、进一步的，所述框架采用铝质材料。
11、进一步的，所述弹性元件采用树脂、尼龙、塑料或热塑性tpu材料。
12、进一步的，所述基础质量和附加质量采用金属、玻璃或陶瓷材料。
13、进一步的，所述附加质量采用圆柱型、方型或其他规则形状。
14、进一步的，所述安装夹具包括环形抱箍、连接螺柱及套筒，所述抱箍通过连接螺柱固定在框架两侧，框架与抱箍之间设置套筒，用于为谐振单元预留安装空间。
15、进一步的，所述安装夹具采用钢材或铝材。
16、与现有技术相比，本发明有益效果为：
17、(1)通过在基础质量上粘贴不同大小的附加质量，可使谐振单元质量参数失谐。引入失谐参数后各谐振单元共振频率将在宽频范围分布，由此形成局部共振模态群。谐振单元在局部共振模态群内存在阻抗峰值，通过调节参数可以使吸振器阻抗稳定在高幅值状态下，从而获得良好的宽带减振能力。
18、(2)各层圆孔中安装有适配尺寸的谐振单元，各谐振单元具备与自身尺寸相匹配的弹性元件和基础质量，这使各层谐振单元在不失谐时具有不同的共振频率。引入失谐参数后，各层谐振单元形成的局部共振模态群分布在不同频带范围，通过对谐振单元参数进行适当设计，可以控制不同局部共振模态群在频域范围连续分布，从而进一步拓宽吸振频带。
19、(3)谐振单元有效减振方向为连接梁弯曲振动方向，由于弹性元件外圆环与框架圆孔过盈配合，可以灵活地将弹性元件旋转至合适角度，从而改变连接梁弯曲振动方向，实现减振方向的快速调控。在实际使用过程中，可以根据管路在不同方向的振动大小合理分配对应方向的谐振单元数量，也可以控制谐振单元旋转角度使其在管路不同振动方向均具有反作用力分量，从而实现管路多向振动协同控制。
20、(4)本发明结构紧凑、占用空间小、加工简单、制造成本低。
技术特征：
1.一种管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，包括框架、弹性元件、基础质量、附加质量和安装夹具；
2.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述框架表面设置的圆孔直径大小为内层＜外层＜中层。
3.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述内圆环与对应尺寸的基础质量过盈配合，外圆环与对应尺寸的框架圆孔过盈配合。
4.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述框架采用铝质材料。
5.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述弹性元件采用树脂、尼龙、塑料或热塑性tpu材料。
6.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述基础质量和附加质量采用金属、玻璃或陶瓷材料。
7.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述附加质量采用圆柱型、方型或其他规则形状。
8.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述安装夹具包括环形抱箍、连接螺柱及套筒，所述抱箍通过连接螺柱固定在框架两侧，框架与抱箍之间设置套筒，用于为谐振单元预留安装空间。
9.根据权利要求1所述的管路低频多向宽带吸振器，其特征在于，所述安装夹具采用钢材或铝材。
技术总结
本发明公开了一种管路低频多向宽带吸振器，包括框架、弹性元件、基础质量、附加质量和安装夹具。框架为圆环形，表面设置有多层周期循环排布的圆孔，各层圆孔直径不同。弹性元件由内圆环、外圆环和连接梁组成。内圆环和外圆环之间设置有连接梁，外圆环嵌入框架圆孔中且尺寸与框架上的圆孔一一对应，内圆环中可拆卸安装有基础质量。附加质量粘贴在基础质量上，通过选择性安装基础质量和附加质量，能调节吸振器共振频率，实现吸振频带的调控；通过在框架圆孔内整体旋转弹性元件来改变连接梁弯曲振动方向，能实现吸振器减振方向的调控和多向振动协同控制。本发明结构紧凑、占用空间小、加工简单、制造成本低，且具有良好的低频多向宽带减振能力。
技术研发人员：徐伟,尹礼航,程光辉,付俊强,张英杰,成建伟
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23