频率可调式橡胶动力吸振器及其固有频率调节方法与流程

本发明涉及一种频率可调式橡胶动力吸振器及其固有频率调节方法，属于机械减振技术领域。

背景技术：

橡胶动力吸振器的基本原理是利用吸振器固有频率与设备振动频率相匹配的特性，即在两者发生共振时设备激振力与吸振器反作用力抵消，以及橡胶振动变形而产生内摩擦生热将振动能量衰减，以此来达到吸振的效果。针对不同的吸振设备，设计出的动力吸振器由于仿真、工艺等过程带来的不可消除的误差，测试结果往往与目标结果存在差异，因此需要反复试制吸振器的相关参数来匹配期望频率，过程较麻烦，且橡胶模具成本较高、加工周期长，从而影响项目进度。

现有的橡胶动力吸振器主要采用质量惯性块+吸振橡胶+安装支架的基本结构原理，产品在制造完成后橡胶结构和刚度已经固定不可变。按固有频率理论公式：（f:固有频率、k:吸振橡胶刚度、m:质量），固有频率与质量和刚度有关，在质量由于受装配空间、使用寿命和振动体总质量等条件限制，变化较小情况下，控制吸振橡胶的刚度，就可以达到控制动力吸振器固有频率的目的，根据动力吸振原理，当吸振器固有频率与激振频率相同或相近时，吸振器才能达到最佳的降低振动噪声效果，这就要求吸振橡胶的刚度必须控制在较小的变化范围内才能发挥最有效作用，然而，现有的吸振器在生产制造过程中，由于橡胶产品制造如炼胶、硫化等工艺过程变差的影响，所制造出来的吸振橡胶体刚度无法100%满足要求，合格率较低，而且不合格品无法进行返工返修，造成的浪费较大。

经搜索，与本发明最接近的橡胶吸振器技术现有技术有：

1、cn103206474a，一种可快速调节共振频率的动力吸振器；

2、cn205780556u，动力吸振器；

3、cn205064666u，一种频率可调的橡胶吸振器。

4、cn104696428a，橡胶动力吸振器。

现有技术中的橡胶动力吸振器的问题及缺点如下：

1）“cn103206474a一种可快速调节共振频率的动力吸振器”中，吸振器固有频率的调节是通过控制弹性体的拧入深度来实现的。因此弹性体上开有螺纹，势必对弹性体的硬度会提出要求，限制了吸振器的吸振频率范围。

2）“cn205780556u动力吸振器”、“cn104696428a橡胶动力吸振器”中，吸振器固有频率的调节是通过挤压弹性体从而改变弹性体刚度实现的。将会增加橡胶的承载，对于橡胶动力吸振器这种剪切型橡胶减震原件，势必会发生蠕变，不断增加的蠕变会使结构在承载过程中的设计要求无法得到保证而失效。

3）“cn205064666u一种频率可调的橡胶吸振器”中，吸振器固有频率的调节是通过改变质量块的重量来实现的。这种方法不能精确的调节吸振频率，需要通过反复调试质量块重量试凑，较为麻烦。

技术实现要素：

本发明提供的频率可调式橡胶动力吸振器及其固有频率调节方法，实现固有频率的精准调节，提高橡胶动力吸振器的通用性以及对不同振动工况的适应性，结构简单，弹性单元的互换性强，不改变动力吸振器的空间占用率，实用性强。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

频率可调式橡胶动力吸振器，包括质量块和带有橡胶的弹性单元，其特征在于

所述的质量块为圆筒形状，弹性单元可拆卸的装在质量块的内筒中，且弹性单元在质量块的内筒中从上至下依次叠置，且数量可调。

优选的，还包括芯轴，所述的芯轴沿中轴线插入至质量块的内筒中，与弹性单元可拆卸连接。

优选的，所述的弹性单元为环形，弹性单元的内侧壁与芯轴接触，外侧壁与质量块的内侧壁接触。

优选的，所述的弹性单元由内层约束套、设置在内层约束套外周的外套约束套和连接内层约束套与外套约束套的弹性橡胶层，所述的内层约束套与芯轴螺丝配合连接，外层约束套与质量块螺纹配合连接。

优选的，所述的内层约束套和外层约束套的厚度为弹性橡胶层厚度的1/5~1/4，且弹性单元的重量小于质量块重量的1/20。

优选的，所述的芯轴为t字型的阶梯结构，芯轴的小径端插入质量块的内筒中，大径端具有螺纹连接筒，且芯轴小径端的直径不超过质量块内径的1/4。

优选的，所述的质量块包括呈圆筒状的质量筒和质量调节环，弹性单元装在质量筒的内筒中，所述的质量调节环同轴可拆卸的安装在质量筒上，且质量筒上的质量调节环数量可调节。

优选的，所述的质量筒呈倒t字型形状，质量筒的上半段具有外螺纹，质量调节环具有与质量筒上半段的外螺纹相对应的内螺纹，质量调节环通过螺丝配合同轴安装在质量筒上。

以上所述的频率可调橡胶动力吸振器的固有频率调节方法，其特征在于调整弹性单元的数量和/或选择橡胶硬度不同的弹性元件来调节固有频率。

优选的，调节质量块中质量调节环的数量来调节固有频率。

发明的有益效果是：

1、本发明中弹性单元可拆卸的装在质量块的内筒中，且弹性单元的数量可调，可以在质量块中安装橡胶硬度不同的弹性单元，从而通过改变弹性单元的刚度，来调节动力吸振器的固有频率，也可以通过调节质量块中弹性单元的数量来调节动力吸振器的吸振功率，从而调节动力吸振器的固有频率，还可以即选择橡胶硬度不同的弹性单元又调节弹性单元的数量来调节动力吸振器的固有频率，从而实现对动力吸振器的固有频率的精准调节，提高橡胶动力吸振器的通用性以及对不同振动工况的适应性。

2、本发明的频率可调式橡胶动力吸振器中质量块呈圆筒形状，弹性单元装在质量块的内筒中，通过调节弹性单元中的橡胶硬度和弹性单元的数量来调节固定频率，结构简单，弹性单元的互换性强，不改变动力吸振器的空间占用率，实用性强。

3、在频率可调节式橡胶动力吸振器中设计芯轴，通过芯轴将多个弹性单元同轴叠装在质量块中，并通过芯轴实现动力吸振器的轴向安装，从而实现振动沿轴向转入动力吸振器，并从中轴线沿径向均匀分散，提高动力吸振器吸振效率，动力吸振器的吸振可靠性更强。

4、将质量块设计为分体结构，通过调节质量块中质量调节环的数量也可以调节动力吸振器的固有频率，进一步增强橡胶动力吸振器的频率可调功能，提高橡胶动力吸振器的实用性。

附图说明

图1为具体实施方式中频率可调式橡胶动力吸振器的剖视图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明的实施例做详细说明。

频率可调式橡胶动力吸振器，包括质量块1和带有橡胶的弹性单元2，其特征在于

所述的质量块1为圆筒形状，弹性单元2可拆卸的装在质量块1的内筒中，且弹性单元2在质量块1的内筒中从上至下依次叠置，且数量可调。

如图所示，弹性单元2可拆卸的装在质量块的内筒中，且弹性单元的数量可调，可以在质量块中安装橡胶硬度不同的弹性单元2，从而通过改变弹性单元的刚度，来调节动力吸振器的固有频率，也可以通过调节质量块1中弹性单元2的数量来调节动力吸振器的吸振功率，从而调节动力吸振器的固有频率，还可以即选择橡胶硬度不同的弹性单元2又调节弹性单元2的数量来调节动力吸振器的固有频率，从而实现对动力吸振器的固有频率的精准调节，提高橡胶动力吸振器的通用性以及对不同振动工况的适应性。也就是说质量块1中的弹性单元2可以随振动设备的吸振需求而设计，选择橡胶硬度不同的弹性单元2和/或调整弹性单元2的数量，均可以达到调整吸振器固定频率的目的。

而且质量块1呈圆筒形状，弹性单元2装在质量块的内筒中，通过调节弹性单元中的橡胶硬度和弹性单元的数量来调节固定频率，结构简单，弹性单元的互换性强，不改变动力吸振器的空间占用率，实用性强。

其中，还包括芯轴3，所述的芯轴3沿中轴线插入至质量块2的内筒中，与弹性单元2可拆卸连接，所述的弹性单元2为环形，弹性单元2的内侧壁1与芯轴3接触，外侧壁与质量块2的内侧壁接触。通过芯轴3将多个弹性单元同轴叠装在质量块中，并通过芯轴3实现动力吸振器的轴向安装，从而实现振动沿轴向转入动力吸振器，并从中轴线沿径向均匀分散，提高动力吸振器吸振效率，动力吸振器的吸振可靠性更强。

其中，所述的弹性单元2由内层约束套21、设置在内层约束套21外周的外套约束套22和连接内层约束套21与外套约束套22的弹性橡胶层23，所述的内层约束套21与芯轴3螺丝配合连接，外层约束套22与质量块2螺纹配合连接。

如图所示，内层约束套21用于弹性单元2与芯轴3的连接，外层约束套22用于弹性单元2与质量块1的连接，螺纹配合连接方便弹性单元2的安装与拆卸。弹性橡胶层23硫化粘结在内层约束套和外套约束套之间。

其中，所述的内层约束套21和外层约束套22的厚度为弹性橡胶层23厚度的1/5~1/4，且弹性单元2的重量小于质量块1重量的1/20。由于对弹性单元2的调整是为了改变弹性单元2的吸振效率，并不是为了调整动力吸振器的重量，所以因控制弹性单元2的重量，使动力吸振器的总重量控制在小变化范围内，保证调频的精准性。

其中，所述的芯轴3为t字型的阶梯结构，芯轴3的小径端插入质量块1的内筒中，大径端具有螺纹连接筒31，方便芯轴3与振动设备的连接，且芯轴12小径端的直径不超过质量块2内径的1/4，避免因芯轴12直径过大造成弹性单元2橡胶厚度过小起不到有效吸振的作用。

其中，所述的质量块1包括呈圆筒状的质量筒11和质量调节环12，弹性单元2装在质量筒11的内筒中，所述的质量调节环12同轴可拆卸的安装在质量筒11上，且质量筒11上的质量调节环12数量可调节，通过调节质量块中质量调节环的数量也可以调节动力吸振器的固有频率，进一步增强橡胶动力吸振器的频率可调功能，提高橡胶动力吸振器的实用性。

所述的质量筒11呈倒t字型形状，质量筒11的上半段具有外螺纹，质量调节环12具有与质量筒11上半段的外螺纹相对应的内螺纹，质量调节环12通过螺丝配合同轴安装在质量筒11上。螺丝配合连接的方式方便质量调节环12的安装与拆卸，且可有效避免振动过程中质量调节环12的脱落分离。

本发明还保护以上所述的频率可调橡胶动力吸振器的固有频率调节方法，其特征在于调整弹性单元2的数量和/或选择橡胶硬度不同的弹性元件2来调节固有频率。即对弹性单元2的调整有三种方式：一、调整弹性单元2的数量，从而调整动力吸振器中橡胶的量，改变吸振功率，以调节吸振器的固有频率；二、选择橡胶硬度不同的弹性单元2，从而改变弹性单元2的橡胶的弹性变形能力，即改变橡胶的刚度，以调节吸振器的固有频率；三、将上述两种方式综合一起，即选择橡胶硬度不同的弹性单元又调节弹性单元的数量来调节动力吸振器的固有频率；三种方式对动力吸振器的固有频率进行调节，达到有效精准调频的目的。

表1为调整弹性单元2的数量和/或选择橡胶硬度不同的弹性元件2得到的动力吸振器固有频率变化表。

其中，纵坐标表示弹性单元2中弹性橡胶层23的杨氏模量，横坐标表示弹性单元2的个数，表中数据表示动力吸振器的固有频率，单元为hz。

。

从表中可以看出，在弹性体杨氏模量相同条件下，动力吸振器的固有频率随着弹性单元2个数的增加而增加；在弹性单元个2数相同的条件下，吸振频率随着橡胶的杨氏模量的增加而增加。因此在11.8hz—56hz的频率范围内，动力吸振器的固有频率可以通过调整弹性单元2的数量和/或选择橡胶硬度不同的弹性元件2来调节，其中杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，衡量的是一个各向同性弹性体（弹性单元中的弹性橡胶层）的刚度，杨氏模量的数量越大，表示橡胶的抵抗形变能力越强，硬度较大，刚度更大。

因为以上所述的频率可调橡胶动力吸振器中将质量块1设计为分体结构，所以也可以通过调节质量块1中质量调节环12的数量来调节固有频率。进一步增强橡胶动力吸振器的频率可调功能，提高橡胶动力吸振器的实用性。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。