一种可变参数动力吸振器的制作方法

本实用新型涉及电力系统设备减振技术，具体涉及一种可变参数动力吸振器。

背景技术：

随着城市人口密度与用电规模逐渐增大，为给居民提供必需的电力，一些电力设备比如变压器及其配套的控制柜等安装位置一般距离居民住宅较近，设备运行时因电磁效应会产生设备振动，最终表现为设备的低频噪声，影响居民的生活与休息，近年来，由此引发的居民投诉与纠纷也日益严重。由于这类设备数量众多，对设备进行彻底升级改造为低噪声、低振动设备虽然能解决问题，但投资巨大。如果能够实用新型一种能便于安装拆卸且成本低廉的动力吸振器，对振动较大设备采用灵活的吸振措施，有效降低因设备振动引起的低频噪声，无疑是一种切实可行的手段。由于电力系统设备振动特性不一，固定参数的动力吸振器无法满足大范围设备减振的要求，所以针对不同的设备振动特性实用新型一种系列化、参数可灵活调节的动力吸振器，只需要简单调节吸振器内部零件参数就可以针对性地满足不同设备的减振要求，无疑具有极大的工程应用价值。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种可变参数动力吸振器，本实用新型通过调整质量块的数量能够实现调整动力吸振器质量参数，通过调节空气弹簧组件充入压力大小能够实现调节动力吸振器刚度和阻尼参数，能够有效针对具有不同振动特性的电力系统设备实现吸收设备振动、减小设备本体噪声的目的，具有结构简单、易于加工、装卸方便、设计合理、易于调整动力特性参数的优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种可变参数动力吸振器，包括底座和安装在底座上的外壳，所述外壳内安装有空气弹簧组件、连接杆以及支撑杆，所述空气弹簧组件一端固定在底座上、另一端与连接杆相连，所述连接杆上安装有堆叠布置的多块可拆卸的质量块，所述支撑杆固定于外壳的内壁顶部，且所述质量块套设布置于支撑杆上且沿着支撑杆的轴线方向自由滑动。

优选地，所述空气弹簧组件包括依次相连的下盖、下卡环、空气弹簧、上卡环和上盖，所述下卡环与下盖之间通过连接件连接固定且将空气弹簧上端夹持固定且保持密封，所述上卡环与上盖之间通过连接件连接固定将空气弹簧下端夹持固定且保持密封，所述空气弹簧的充气门芯安装在下盖或者上盖上，所述下盖固定在底座上，所述上盖与连接杆相连。

优选地，所述空气弹簧上套设有腰环。

优选地，所述连接杆上设螺纹段及锁紧螺母，所述锁紧螺母将质量块夹持固定在连接杆上。

优选地，所述质量块相对连接杆的轴线对称布置，固定于外壳的内壁顶部的支撑杆数量为两根，且两根支撑杆相对连接杆的轴线对称布置。

优选地，所述底座的底部设有磁铁块。

和现有技术相比，本实用新型具有下述有益效果：

1、本实用新型所提出的动力吸振器所述的质量块为叠片结构，可以通过增减叠片数量达到调整动力吸振器质量参数的目的；

2、本实用新型所提出的动力吸振器所述的弹簧为橡胶空气弹簧，可以通过调节空气弹簧内部压力达到调整动力吸振器刚度和阻尼参数的目的；

3、本实用新型所提出的动力吸振器带磁性底座，可以很方便地以任意方向角度吸附在需要减振的导磁性电力设备外表面，达到吸收设备本体振动，减小设备噪声的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的吸振力学模型示意图。

图例说明：1、底座；2、外壳；3、空气弹簧组件；31、下盖；32、下卡环；33、空气弹簧；331、充气门芯；332、腰环；34、上卡环；35、上盖；4、连接杆；41、螺纹段；42、锁紧螺母；5、支撑杆；6、质量块；7、磁铁块.

具体实施方式

如图1所示，本实施例的可变参数动力吸振器包括底座1和安装在底座1上的外壳2，外壳2内安装有空气弹簧组件3、连接杆4以及支撑杆5，空气弹簧组件3一端固定在底座1上、另一端与连接杆4相连，连接杆4上安装有堆叠布置的多块可拆卸的质量块6，支撑杆5固定于外壳2的内壁顶部，且质量块6套设布置于支撑杆5上且沿着支撑杆5的轴线方向自由滑动。通过调整质量块6的数量能够实现调整动力吸振器质量参数，通过调节空气弹簧组件3充入压力大小能够实现调节动力吸振器刚度和阻尼参数，能够有效针对具有不同振动特性的电力系统设备实现吸收设备振动、减小设备本体噪声的目的，具有结构简单、易于加工、装卸方便、设计合理、易于调整动力特性参数的优点。

本实施例中，底座1为铝材质，呈圆台结构，其上圆台与外壳2的下口内壁紧密配合，其下圆台通过内嵌螺钉与外壳2锁紧连接。

本实施例中，外壳2为圆筒状结构，因所述动力吸振器可能应用在户外条件下，所以其外壳材质为铝材，外壳2为下部开口型式，顶部预设对称布置的两个螺纹通孔，便于支撑杆5的固定。

如图1所示，空气弹簧组件3包括依次相连的下盖31、下卡环32、空气弹簧33、上卡环34和上盖35，下卡环32与下盖31之间通过连接件连接固定且将空气弹簧33上端夹持固定且保持密封，上卡环34与上盖35之间通过连接件连接固定将空气弹簧33下端夹持固定且保持密封，空气弹簧33的充气门芯331安装在上盖35上，下盖31固定在底座1上，上盖35与连接杆4相连。本实施例中，上盖35为不锈钢材质，呈圆台形结构，其上设置充气螺纹通孔，螺纹通孔上安装空气弹簧33的充气门芯331，采用带压力显示的打气筒或充气机通过充气门芯331将压缩空气注入空气弹簧33，通过调节充气压力来调节空气弹簧33的刚度和阻尼参数；上盖35下部与上卡环34通过螺栓紧固连接使得上卡环34与上盖35配合，将空气弹簧33上口锁紧，防止内部压缩空气漏出；空气弹簧33为橡胶材质，通过调节其内部压力可以对空气弹簧的刚度和阻尼进行调节，从而调节所述动力吸振器的刚度和阻尼参数。为增强空气弹簧33充气状态下的稳定性，空气弹簧33上套设有腰环332。本实施例中腰环332为不锈钢材质，呈圆环状。空气弹簧33下口通过下卡环32和下盖31锁紧，防止内部压缩空气通过下口漏出；所述下卡环32与下盖31均为不锈钢材质，通过不锈钢螺栓紧固连接，下盖31与底座1通过不锈钢螺栓紧固连接。

本实施例中，连接杆4为不锈钢材质，其尾部为外螺纹结构，可以通过螺纹结构将质量块6整体与空气弹簧组件3的上盖35固定连接。

如图1所示，连接杆4上设螺纹段41及锁紧螺母42，锁紧螺母42将质量块6夹持固定在连接杆4上。通过连接杆4和锁紧螺母42可将多块质量块6组合成一个圆柱形大质量块。

本实施例中，支撑杆5为不锈钢材质，支撑杆5靠近头部为外螺纹结构，固定在外壳2的顶部螺纹孔内，支撑杆5的尾部为光杆结构，对质量块6起到支撑作用，质量块6只可以沿支撑杆4的轴向运动。

如图1所示，质量块6相对连接杆4的轴线对称布置，固定于外壳2的内壁顶部的支撑杆5数量为两根，且两根支撑杆5相对连接杆4的轴线对称布置。

本实施例中，质量块6为不锈钢材质呈圆盘状结构，可以根据动力吸振器所需要的质量进行增减，起到调节质量的作用。每片质量块6上有2个光滑的通孔，与支撑杆4配合后，质量块6的运动方向限制在沿支撑杆4的轴向，方便动力吸振器沿任意方向安装。

如图1所示，底座1的底部设有磁铁块7，本实施例的可变参数动力吸振器按照附图1组装完成后，如需使用时，通过磁铁块7吸附在电力系统设备的导磁外壳上即可实现本实施例的可变参数动力吸振器的快速安装。本实施例中，底座1下部设置对称排列的4个圆形盲孔，盲孔内设置4个圆形的磁铁块7，磁铁块7与底座1通过强力胶粘接，磁铁块7具体采用强力的铷磁铁。此外，本实施例的可变参数动力吸振器也可以通过强力胶粘贴在电力系统设备的非导磁外壳上。质量块6为不锈钢叠片结构，可以通过增减叠片数量达到调整动力吸振器质量的目的。空气弹簧33为橡胶材质，可以通过调节空气弹簧充气压力达到调整动力吸振器刚度、阻尼的目的。本实施例所提出的动力吸振器带有磁铁块7，可以以任意角度、方向吸附在电力系统设备导磁表面，或通过强力胶粘贴在电力系统设备非导磁表面。从而针对不同应用对象，调整所述动力吸振器的质量、刚度、阻尼三个动力特性参数就可以实现对被减振设备吸振的作用，最终起到设备降噪的目的。同时其结构简单，加工方便，成本低廉，适合大面积推广。

将需减振的电力系统设备看成是主振系统，连接在电力系统设备外壳上的本实施例的可变参数动力吸振器可以看成是振动子系统。动力吸振的主旨是把主振系统的振动能量转移到子系统上，转移的能量消耗与主振系统、振动子系统间的阻尼环节中，由被减振设备与本实施例的可变参数动力吸振器组成的力学模型如图2所示，其中需减振的电力系统设备为主振动系统是振动控制对象，假设质量为M，刚度为K。本实施例的可变参数动力吸振器可以看成一个单自由度振动系统，设其质量为m、刚度为k、阻尼为c。一般情况下，动力吸振器质量远小于主振系统质量M。则有可变参数动力吸振器的动力学方程如式(1)所示；

式(1)中，M为主振动系统的质量，K为主振动系统的刚度，m为振动子系统的质量、k为振动子系统的刚度、c为振动子系统的阻尼，x1为主振系统振动响应，x2为振动子系统响应。考虑如式(2)所示简谐外力的作用，则响应x1和x2可以表示如式(3)所示；

F(t)＝F0sin(ωt) (2)

式(2)中，F(t)为t时刻的简谐外力，F0为简谐外力的幅值，ω为简谐外力的角频率_。

式(3)中，x1为主振系统振动响应，x2为振动子系统响应，X1为主振系统振动响应幅值，X2为振动子系统响应幅值，ω为简谐外力的角频率，t为时间。

将式(3)所示的响应表达式代入式(1)推导可以得到式(4)；

式(4)中各个参量与式(1)和式(3)相同，在此不再赘述。

进一步推导得到主、子振动系统振幅表达式如式(5)所示；

式(4)中，|X1|为主振系统振幅，|X2|为子振动系统振幅其余各个参量与式(1)和式(3)相同，在此不再赘述。

针对主、子振动系统振幅表达式引入参数：质量比μ、阻尼比静变形Xst、受迫振动频率比λ、固有频率比γn，分别如式(6)～式(10)所示；

μ＝m/M (6)

Xst＝F0/K (8)

λ＝ω/Ωn (9)

γ＝ωn/Ωn (10)

式(6)～式(10)中，ωn为子振动系统角频率，Ωn为主振动系统角频率，其余各参量与式(1)和式(3)相同，在此不再赘述。

采用式(6)～式(10)这些参数对式(4)进行整理可以得到动力吸振器作用下，激振力对主振系统的振幅传递倍率如式(11)所示；

式(11)中，左侧的|X1|/Xst为动力吸振器作用下激振力对主振系统的振幅传递倍率，右侧各个参量分别为针对主、子振动系统振幅表达式引入的式(6)～式(10)所示的参数。由式(11)可知，激振力对主振系统的振幅传递倍率与质量比、阻尼比和受迫振动频率等参数相关。当主振系统不变时，可认为主振系统M、刚度K固定不变，通过调节所述动力吸振器即子系统的质量m、刚度k、阻尼c来调节质量比、阻尼比和受迫振动频率，可实现对主振系统振动幅值的调整，这是变质量吸振器最本质的原理。在本实施例中，意味着通过调整动力吸振器内部所述的质量块6的数量调节动力吸振器的质量m，通过调整空气弹簧组件3的内部压力来调节所述动力吸振器的刚度k和阻尼系数c，就可以对被减振设备本体起到吸振效果，从而最终实现设备降噪的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。