具有低频隔振功效的可焊悬臂梁风机基座的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于新型可焊悬臂梁轮转机械基座的设计，尤其是涉及具有低频隔振 功效的可焊悬臂梁风机基座。
【背景技术】
[0002] 基座，机械或装置安装就位及固定之基础部件，也是与机座相连紧密的部件。基座 不同于机座;前者是整体机械或装置之外的基础部件，后者隶属于该整体机械或装置内某 一机械上的部件。表1给出包括船舶在内的一些代表性基座的发明。
[0003] 表1隔振或减振类基座代表性发明
[0005] 低频减振或隔振历来是振动与噪声控制领域的难题。橡胶钢板或橡胶金属减震器 应用历史长并在不断改进与发展，其对高频和中频减振与隔振效果很好；然而，其对低频 减振或隔振目前仍无能为力。
[0006] 所谓的低频，是相对实际轮转或往复振动机械转速或单位时间内往复数的一个相 对概念。在通常情况下认为100Hz以下为低频;而对于另外一些转速不高轮转或往复振动较 慢机械，50Hz以下被认为低频或20Hz以下被认为低频或10Hz以下被认为低频。
[0007]在船舶制造业中，尤其是特种船的制造，振动与噪声控制是永恒的主题。另一方 面，特种船内寸土寸金，空间利用率要求非常高。对于通风换气必备的风机，其安装经常采 用的方式之一为选用悬臂梁基座，如附图1所示；该悬臂梁与分舱竖立钢板紧密焊接到一 起，风机放置远离分舱竖钢板一端，二者之间空隙用于铺放电缆等;该悬臂梁将风机基座与 电缆挂架合二为一，由此节省空间和增加易维性。由于可靠性与安全性限制，基座等材质通 常选择钢材与钢构结构；由于受承重限制，分舱竖钢板与悬臂梁之间难以采用挠性连接，必 须用烧焊方法的刚性连接；以提高强度与承载更多重量。尽管作为轮转机械的风机的机座 采用性能优异的橡胶-金属隔振子连接在悬臂梁基座上，使得风机振动传递到悬臂梁基座 上振级落差很大，以达到减振与隔振的目的；然而，由于橡胶低频减振受限;风机低频振动 传递到悬臂梁基座上并沿着该悬臂梁基座传递到分舱竖钢板，分舱竖钢板另一面作为低频 振动辐射面，从而产生低频噪声。例如产生小于20Hz的噪声，该噪声常被称为次声波;尽管 该噪声尽管人耳听不见，但该次声波刺激船员器官会使得船员产生诸如"鬼来了"等恐惧 感。达到一定强度的次声波，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。也有人认 为，晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。总之，次声波会干扰人的神经系统 正常功能，危害人体健康。
[0008]为了解决低频减振或隔振缺乏新材料与橡胶钢板或橡胶金属减震器等烧焊（电焊 和气焊)橡胶损坏的两方面难题，达到可烧焊，同时又可低频减振或隔振；目前这种新材料 已经问世。这种新材料被称之为夹芯梁(metalporouscoresandwichbeams)，其由刚性 皮肤(不锈钢或海水钢等材质)与多孔金属阻尼内芯构造而成，如图2。其制备方法在中国专 利局公开的CN103586441A号（其申请号为201310506577.5号）的专利文件中有较全面的揭 示，然而，将该夹芯梁用于特种船等解决可烧焊同时又可使悬臂梁构件增加低频减振或隔 振功效的研究或应用。其尚未见到文章等报道或专利公开。 【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于设计一种新型可焊悬臂梁轮转机械基座，尤其是设计一种 具有低频隔振功效的可焊悬臂梁风机基座。该基座增加了可烧焊，同时又可低频隔振的夹 芯梁板，这种设计可成功达到减弱风机传递给分舱竖钢板低频振动烈度，由此降低分舱竖 钢板另一面作为低频振动辐射面产生的低频噪声，其包括降低低频噪声中的次声波，并能 保证传统承重焊接工艺不变。
[0010] 本实用新型的新型可焊悬臂梁风机基座是:原有的悬臂梁及其筋板的尺寸与二者 的相对结构、风机安装在悬臂梁上的相对位置、选材与烧焊的焊接构造等都无需改变，仅将 其与分舱竖钢板焊接位置焊接上一块夹芯梁板，该夹芯梁板竖直方向的高度或长度大于悬 臂梁板厚度与竖直筋板高度的总和1厘米至2厘米，该"大于的1至2厘米"为"上露头"；抑或 是"丁字形"焊接的悬臂梁板与筋板，前者板厚度与后者高度，这二者的长度总和比夹芯梁 竖直方向的长度短1至2厘米，换言之夹芯梁竖直方向的长度比该二者长度总和多出1至2厘 米，该"多出1至2厘米"显露在水平方向的悬臂梁上平面的上方，换言之通俗说法的"上露 头"；显然，"丁字形"焊接而成的悬臂梁板与筋板下端与该夹芯梁竖直方向的下端为"齐 平"，换言之"没露头"；而该夹芯梁宽度与悬臂梁宽度相同并保持"齐平"。该夹芯梁的厚度 及其刚性皮肤钢板的厚度与悬臂梁承重及其受到振动冲击力的强度相对应，否则影响隔振 效果与基座的可靠性与安全性。
[0011] 本实用新型的有益效果
[0012] 本实用新型可焊悬臂梁风机基座，解决了传统工艺遇到的难题，该难题是：
[0013]对于分舱竖钢板与悬臂梁基座之间的连接，如果在分舱竖钢板与悬臂梁基座之间 插入厚橡胶板隔振，由于橡胶板插入导致不能采用电焊或气焊的方式焊接，只能采用螺栓 连接。而该基座同时承担电缆挂架等承重;对于高承重量，该橡胶板的面积与抗压强度都 必须足够大或足够高;大块橡胶板必然占据大空间，这与船，特别是特种船，对船内空间追 求"寸土寸金"的利用效率相悖。同时，该作为挠性连接或柔性连接的橡胶板的耐压也很难 达到承重的要求。
[0014]反之，将分舱竖钢板与悬臂梁基座直接烧焊到一起，承重问题与空间利用问题都 得到完美解决。然而，这种基座与船体的刚性连接，由于没有挠性连接件或橡胶阻尼件，振 动直接短路。隔振的重担推到风机的机座上。由于基座并非隔振基座，使得系统隔振并非二 级隔振，只有风机机座的一次隔振;风机机座的一次隔振效果必定有限，悬臂梁递给分舱竖 钢板低频振动，使得分舱竖钢板另一面作为低频振动辐射面产生低频噪声，尤其是低频噪 声中的次声波，对船员精神状态或情绪损害等负面作用发生。
[0015]本实用新型在分舱竖钢板与基座之间插入可烧焊的夹芯梁板，从根本上解决了该 难题。从附图4可看从这种隔振系统从一级隔振提升到二级隔振后，分舱竖钢板的低频振动 烈度得到大幅度的降低;诸如:从附图4的对照试验看出，对于10Hz频率，其振动烈度降低了 50.1 % ;对于20Hz振动烈度降低了43.6% ;从零赫兹到100赫兹的低频段，振动烈度都有显 著的降低。噪声控制同行经常说的一个比喻"振动是噪声之母雷同于失败是成功之母"；显 然，分舱竖钢板的低频振动烈度得到大幅度的降低，则分舱竖钢板作为低频振动辐射面产 生低频噪声，尤其是低频噪声中的次声波，对船员精神状态或情绪损害等负面作用就得到 减小。
【附图说明】
[0016] 图1为现有的特种船悬臂梁基座及其振动传递与噪声产生机理示意图。
[0017]图2是本实用新型利用低频隔振的夹芯梁构造示意图。
[0018]图3为本实用新型具有低频隔振功效的可焊悬臂梁风机基座结构示意图。
[0019]图4是本发明具有低频隔振功效的可焊钢构悬臂梁风机基座的低频隔振效果台架 对照试验的对比图。
【具体实施方式】
[0020] 本实用新型的实施方案，结合图1与图3对照描述如下：图1是现有特种船原有可 焊悬臂梁风机基座；图中1为分舱竖钢板;2为悬臂梁的筋板;3为悬臂梁板;三者选材都是钢 板并通过烧焊（电焊或气焊）的刚性连接;后二者，抑或是悬