分体式双层管路马脚隔振装置的制作方法

本实用新型涉及振动噪声控制技术领域，具体涉及一种分体式双层管路马脚隔振装置；主要用于各类管路结构的振动控制和隔离。

背景技术：

随着新型高性能隔振器、浮筏等隔振装置的应用，第一通道（设备-基座-船体）传递的振动愈来愈小，第二通道（设备-管路-支架-船体）逐渐成为振动治理的短板。管路传递的振动中既包含由设备运转的突出特征线谱，又存在流激振动等因素引起的宽频振动。降低第二通道的振动，对于提高舰艇的隐身性能具有重要意义。

应用管路马脚隔振装置是管路隔振的主要途径，而目前的隔振支架、马脚常见为单层隔振；并且，管路马脚隔振装置为了应对冲击、摇摆等工况，选用的隔振装置刚度通常远高于隔振需求，导致隔振效果变差。客观上需要一种同时具有高效隔振的管路马脚隔振装置，目前，国内外也有学者曾提出多层管路马脚隔振装置，但是结构尺寸和质量大，紧凑程度较差，较难满足舰艇上较为苛刻的安装环境限制。所以，现有技术无法兼具针对管路宽频隔振性能、结构紧凑性好的多项功能的需求。

现有技术中，申请号为CN201510396749.7的发明公开了一种多层隔振抗冲的管路支架，包括上卡箍、减振环、下卡箍、上层隔振器、中间质量块及下层隔振器；两个以上下层隔振器分别固定在中间质量块两端非内凹部分的下表面；两个或两个以上上层隔振器的底座分别固定在中间质量块内凹空腔的上表面；下卡箍的条形板固定在上层隔振器的顶端，下卡箍的限位孔与固定在中间质量块连接板的另一个限位销的进行孔轴配合，并对下卡箍进行限位；上卡箍的两端固定在下卡箍的条形板上；减振环安装在上卡箍与下卡箍的凸台之间。申请号为CN201410304881.6的发明公开了一种集成式管路隔振元件及其加工方法，通过在金属上支承件和金属下支承件的内缘面上分别设置上隔振件和下隔振件，然后将管路固定在上隔振件和下隔振件之间，同时起到了管卡固定和隔振作用，在金属下支承件、金属支座和金属支承块之间设置一体硫化的弹性支承件，起隔振器的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种分体式双层管路马脚隔振装置，其能有效抑制舰艇管路线谱和宽频振动，同时分体式双层管路马脚隔振装置安装空间需求小，拆装维护方便。

本实用新型的技术方案是：一种分体式双层管路马脚隔振装置，包括上部管卡和连接在上部管卡下面的下部隔振器，所述下部隔振器包括芯轴、橡胶弹性体、底座和外筒；芯轴、橡胶弹性体、底座硫化成一体；外筒连接在底座上，外筒位于芯轴和橡胶弹性体的外围，外筒顶部设有能供芯轴穿过的通孔，芯轴的上端穿过该通孔后露出在外筒上面；芯轴连接上部管卡。

芯轴通过联接螺栓组件连接上部管卡，联接螺栓组件包括螺栓，芯轴顶部设有与螺栓相匹配的内螺纹孔；上部管卡两侧设有螺栓孔，下部隔振器有二个，二个下部隔振器分别位于上部管卡两侧螺栓孔下面，螺栓穿过螺栓孔后连接在芯轴的内螺纹孔中。

上部管卡包括上半卡箍和下半卡箍，上半卡箍和下半卡箍对接后形成上部管卡；上半卡箍包括上半卡箍金属件和上橡胶变形体，上橡胶变形体粘接在上半卡箍金属件内侧面；下半卡箍包括下半卡箍金属件和下橡胶变形体，下橡胶变形体粘接在下半卡箍金属件内侧面。

上橡胶变形体、下橡胶变形体与管路的接触面均为半圆弧型结构；上橡胶变形体为挖孔式上橡胶变形体或齿形上橡胶变形体；下橡胶变形体为挖孔式下橡胶变形体或齿形下橡胶变形体。

上半卡箍和下半卡箍之间的对接处均设有垫块。

下半卡箍金属件为分体式双层管路马脚隔振装置的中间质量单元。

芯轴外形为圆台形；外筒和芯轴之间存在周向空隙，芯轴中部或下部直径大于外筒顶部通孔直径。

外筒和底座通过螺纹联接、焊接或粘接方式连接。

本实用新型中通过设计调整上部管卡的质量单元参数和下部隔振器，可以使隔振装置精确解耦特征线谱，同时发挥隔振装置的双层隔振模式的优势，有效且高效隔离舰艇管路的线谱和宽频振动。本实用新型结构较为紧凑，特别适合舰艇上狭小的安装空间；管路不需要拆卸即可安装，维护方便。在环境适应性方面，可以充分发挥金属件的结构灵活性，从而耐油污、辐照、腐蚀和酸化等恶劣要素。本实用新型的下部隔振器采用底座与外筒的金属结构配合，可以实现三向限位，从而加强在极端位移工况下的马脚安全。

附图说明

图1为实施例一中的分体式双层管路隔振装置的主视剖面示意图；

图2为实施例一中的分体式双层管路隔振装置的俯视示意图；

图3为实施例二中的分体式双层管路隔振装置的主视剖面示意图；

其中：1000-上部管卡、1100-上半卡箍、1101-上半卡箍金属件、1102-挖孔式上橡胶变形体、1200-下半卡箍、1201-挖孔式下橡胶变形体、1202-下半卡箍金属件、2000-下部隔振器、2001-芯轴、2002-橡胶弹性体、2003-底座、2004外筒、3000-垫块、4000-螺栓、5000-被隔振管路；1103-齿形上橡胶变形体、1203-齿形下橡胶变形体。

具体实施方式

实施例一：

如附图1和2所示，一种分体式双层管路马脚隔振装置，包括：上部管卡1000、下部隔振器2000、垫块3000和联接螺栓组件（包括螺栓4000和垫圈等）。上部管卡1000包括上半卡箍1100和下半卡箍1200；上半卡箍1100包括上半卡箍金属件1102和挖孔式上橡胶变形体1101（橡胶变形体上设中空圆孔）；下半卡箍1200包括下半卡箍金属件1201和挖孔式下橡胶变形体1202。下部隔振器2000包括芯轴2001、橡胶弹性体2002、底座2003和外筒2004。

上半卡箍金属件与挖孔式上橡胶变形体采用硫化工艺或粘接工艺成型、下半卡箍金属件与挖孔式下橡胶变形体也采用硫化工艺或粘接工艺成型。挖孔式上橡胶变形体、挖孔式下橡胶变形体与管路的接触面均为半圆弧型结构。下半卡箍金属件作为中间质量单元，通过材料和尺寸大小控制其质量大小；上半卡箍和下半卡箍上均开设有通孔（组成能供螺栓穿过的螺栓孔），方便螺栓的贯穿紧固。上部管卡安装时，通过上半卡箍和下半卡箍对被隔振管路5000进行合圆包裹时，上半卡箍和下半卡箍之间加设垫块，垫块可依要求自由设计上半卡箍和下半卡箍合圆时的距离，进而控制上半卡箍和下半卡箍合圆时的预紧力。

下部隔振器的芯轴、底座和橡胶弹性体三者硫化成型；外筒和底座通过螺纹联接。外筒和芯轴之间存在周向空隙，可在XY面实现周向限位；芯轴采用防脱设计，可实现垂向双向限位，进而使一种分体式双层管路马脚隔振装置可对被隔振管路实现三向限位。芯轴设计有内螺纹孔，用于上部管卡和下部隔振器通过螺栓贯穿紧固组装和安装。

隔振原理：

由上部管卡、下部隔振器形成双层隔振模式。双层隔振系统传递率方程：

式中：，

（k1为上部管卡的阻尼系数；k2为下部隔振器的阻尼系数；m2为上部管卡的下半卡箍金属件质量，m1为被隔振管路质量），由力传递率公式可知，在高频段二自由度隔振系统传递率以激励频率呈衰减，而单自由度系统力传递率呈衰减，从理论上证明了二自由度系统在高频段的隔振效果要好于单自由度系统。

通过控制、选择或设计k1、k2和m2中任意一个或任意二个或全部参数，从而可以调节隔振装置的两个特征频率ω01和ω02，使其与被隔振管路线谱频率或宽幅频率进行最佳匹配，尤其在范围，隔振装置的效果将发挥更佳的隔振效果。

分体式双层管路马脚隔振装置的具体装配步聚如下：

首先，准备好上部管卡一套、下部隔振器两个、垫块两个和螺栓组件两套；根据需要的隔振频率范围及隔振效果，计算分体式双层管路马脚隔振装置的上部管卡刚度、作为中间质量单元的下半卡箍金属件的质量、下部隔振器的刚度。依此来设计挖孔式上橡胶变形体、下半卡箍金属件、挖孔式下橡胶变形体和下部隔振器。

然后，根据安装紧固力的要求，计算、设计垫块的厚度，依此来控制上部管卡的合圆预压量。

最后，将分体式双层管路马脚隔振装置装配，将管路支承安装，实现隔振效果。自下而上组配下部隔振器、垫块、下半卡箍、被隔振管路、垫块、上半卡箍和垫块，将螺栓从上至下穿过上述零部件，最后螺栓和下部隔振器的芯轴紧固拧紧，即完成装配。

管路马脚是指针对管路的弹性支撑件或功能支撑件，用于保护或者隔离环境要素，如具备隔振、调高或限位的功能。双层隔振是在单层隔振基础上发展而来的，在原来单层弹性层的基础上，再加入一层隔振层，从而形成弹性层的双重串联系统，具备更佳的隔振性能。本实用新型中，上半卡箍和下半卡箍之间的用于限位的垫块是刚性块，可以通过上、下半卡箍金属件的结构变化来行使同样的功能，也可以采用其他材质或形式的垫块。本实用新型的核心部分下部隔振器中的外筒与底座之间的联接，推荐联接方式为螺纹联接，也可采用焊接、粘接等工艺方式。

本实用新型提供了一种更为紧凑、安装维护方便、隔振性能优异的管路马脚隔振装置，适用各类油、气、水管路的振动隔离；有更好的功能性。本实用新型为双层结构，采用分体式的结构，利用中间质量单元从而使分体式马脚隔振装置形成双层隔振模式，其中中间质量块部分由下卡箍的硫化金属件提供；下部隔振器采用创新型的新型隔振器。本实用新型的下部隔振器采用底座与外筒的金属结构配合，可以实现三向限位，从而加强在极端位移工况下的马脚安全。本实用新型的优点有：1.充分发挥了双层隔振技术的技术优势，但是同样也兼顾地控制了尺寸空间和质量空间；2.下部隔振器具有创新性，其系列化可增加该管路马脚隔振装置的系列化；而下部隔振器的限位功能能增加整体限位性能，有利抗冲。

实施例二：

请参考图3，与实施例一不同的是，将橡胶变形体的挖孔式结构改为齿形结构，即将挖孔式上橡胶变形体和挖孔式下橡胶变形体分别用齿形上橡胶变形体1103和齿形下橡胶变形体1203代替。同样能发挥较好的对管路的紧握力，同样能保证实现较好的隔振效果。其他与实施例一相同。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。