船舶机舱辅机设备隔振模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，包括舱底模拟结构、至少一个隔振系统和移动式弹性支承，移动式弹性支承包括空气弹簧和滚轮，隔振系统可拆卸地安装在舱底模拟结构上，空气弹簧对称布置在舱底模拟结构下方。本实用新型是集船舶机舱船体结构、典型动力设备及各种形式隔振系统为一体的机舱辅机设备隔振装置模型，制造及运行成本低，采用低频空气弹簧隔振，安装及移动方便，可用于模拟船舶机舱辅机设备的振动噪声源，开展机舱多种辅机设备的振动噪声特性模拟实验及其减振降噪设计综合效果的实验验证，应用前景广阔。
【专利说明】船舶机舱辅机设备隔振模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种隔振装置，具体地说是涉及一种船舶机舱辅机设备隔振模拟
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【背景技术】
[0002]振动噪声是船舶的主要性能参数之一，机舱动力设备是船舶振动噪声的主要来源，随着造船技术的快速发展，减振降噪技术越来越受到人们关注。
[0003]机舱中动力设备的种类及数量众多，各种动力设备按照一定的要求布置在机舱内部，以实现机舱的整体功能。机舱中各种动力设备由于其工作原理的不同，振动噪声源特性存在差异，对其采取的隔振措施也不同。由于机舱布置紧凑，各种动力设备在运行时产生的振动噪声传递到机舱时相互影响，相互作用，共同形成了机舱的振动噪声。因此，在研究单个设备振动噪声特性的同时，有必要研究各种动力设备在机舱安装下的减振降噪效果。
[0004]隔振是振动控制中研究最多、应用最广的一项振动控制技术，常见的隔振方式包括单层隔振、双层隔振和浮筏隔振，针对不同的机械设备和使用场合，许多机械设备减振降噪装置被开发和应用。出于实验研究的需要，船舶机械设备减振降噪装置分为实物装置和模型模拟装置2种情况。实物装置可以更好地反映实际情况，但往往投入大，运行成本高，模型模拟装置可以在一定程度上模拟实际情况，且投入小，运行成本低。
[0005]以万吨级船舶为例，由于机舱动力设备的体积和功率很大，种类及数量众多，实物装置每小时的运行成本高达几千元，对机舱设备开展振动噪声性能实验及减振降噪设计实验验证的制造、安装和运行的成本十分昂贵，而且对实验操作者的实践动手操作能力有很高的要求。因此，模拟装置更加适合于开展机舱设备振动噪声性能和减振降噪效果的实验研究。
实用新型内容
[0006]实用新型目的:为了克服现有船舶机舱动力机械实物装置制造、安装和运行费用高昂的技术问题和缺陷，本实用新型提供一种开展机舱设备振动噪声性能和减振降噪效果实验研究的隔振模拟装置，能模拟船舶在水中的漂浮状态，并对四周环境振动的影响小，从而可直接在普通混凝土楼面上运行，而无需专门的地基。
[0007]技术方案:一种船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，包括舱底模拟结构、至少一个隔振系统和移动式弹性支承，移动式弹性支承包括空气弹簧和滚轮，隔振系统可拆卸地安装在舱底模拟结构上，空气弹簧对称布置在舱底模拟结构下方。
[0008]优选的，所述空气弹簧在充气状态下的高度高于滚轮。
[0009]优选的，所述空气弹簧数量为四个以上。
[0010]优选的，所述空气弹簧为低频空气弹簧。
[0011]优选的，所述低频空气弹簧的固有频率为I?5Hz。
[0012]优选的，所述舱底模拟结构采用全钢材焊接而成。以模拟以板筋结构为特征的船舶舱底结构。
[0013]进一步的，所述隔振系统包括动力设备和隔振装置，动力设备可拆卸地安装在隔振装置上。以共同模拟机舱中各种辅机设备的振动噪声源及其相互耦合效果。
[0014]进一步的，所述动力设备为小型柴油机、空压机、电机或风机。
[0015]进一步的，所述隔振装置的隔振方式为单层隔振、双层隔振、动力吸振或浮筏隔振。
[0016]进一步的，所述空压机与所述空气弹簧连接，为底部支撑的空气弹簧充气。空压机既作为机舱辅机设备产生振动噪声源，由可为底部支撑的空气弹簧充气，节约了设备成本。
[0017]有益效果:本实用新型集船舶机舱船体结构、典型动力设备及各种形式隔振系统为一体，含各种振动噪声源特征的动力设备组合，以及各种隔振方式和吸振组合，可用于开展机舱动力机械设备的实验研究，对减振效果显著，制造、运行、维护成本低，安装及移动方便。采用空气弹簧隔振，安装及移动方便，可用于模拟船舶机舱辅机设备的振动噪声源，开展机舱多种辅机设备的振动噪声特性模拟实验及其减振降噪设计综合效果的实验验证，应用前景广阔。
[0018]本实用新型是以船舶机舱设备中常见的柴油机、空压机、电机和风机等典型船舶机舱辅机为对象，以舱底模拟结构为平台，建立集这些典型动力设备为一体的缩小模型综合隔振装置，可用于开展机舱设备振动噪声性能的实验研究，以及隔振系统与隔振产品性能设计的实验验证，可为船舶轮机动力类专业学生提供船舶机舱设备及各种典型隔振方式的感性认识，用作模拟实验装置的实验研究工作。
[0019]本实用新型所选取的动力设备、减振器为市场上的成熟产品，建造、运行与维护的费用低，适合作为实验装置，克服了船舶实物装置制造、安装和运行成本昂贵的缺点，节约了安装空间，减少了装置的重量。
[0020]本实用新型采用多种动力设备类型和振动隔离方式，振动及噪声源特性丰富，便于开展振动噪声实验研究；动力设备隔振系统的隔离效果达到85%以上，隔离效果良好；传递到地基的振动衰减可达到90%以上，对四周环境的振动影响小，可直接在普通混凝土楼面上运行，而无需专门的地基。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型中舱底模拟结构的俯视图；
[0023]图3为本实用新型中双层隔振系统的示意图；
[0024]图4为本实用新型中浮筏隔振系统的示意图；
[0025]图5为本实用新型中动力吸振系统的示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，一种船舶机舱辅机设备隔振模拟装置包括舱底模拟结构5、至少一个隔振系统和移动式弹性支承，移动式弹性支承包括空气弹簧V和滚轮VI，隔振系统可拆卸地安装在舱底模拟结构上，空气弹簧V对称布置在舱底模拟结构5下方。整个船舶机舱辅机设备隔振模拟装置通过移动式弹性支承支承于地面，以模拟船舶在水中的漂浮状态，并减少对四周环境振动的影响小，从而可直接在普通混凝土楼面上运行，舱底模拟结构的底部设计有多个滚轮支撑，可实现快速移动。
[0027]隔振系统包括隔振装置和动力设备，多种典型动力设备按照需要利用不同的隔振方式设置隔振装置，动力设备可以选用常用小型柴油机、空压机、电机和风机等典型船舶机舱辅机组合，隔振装置可以选用典型的单层隔振、双层隔振、动力吸振和浮筏隔振等隔振方式，动力设备可拆卸的安装在隔振装置上，可将不同动力设备与不同的隔振装置进行组合，用于模拟船舶机舱辅机设备的振动噪声源，开展机舱多种辅机设备的振动噪声特性模拟实验及其减振降噪设计综合效果的实验验证。
[0028]本实施例中包括三个隔振系统，分别为双层隔振系统1、浮筏隔振系统I1、动力吸振系统III，所有隔振系统均通过螺栓固定安装在舱底模拟结构5上，舱底模拟结构5的底部通过螺栓固定连接于空气弹簧V和滚轮VI上，再通过空气弹簧V或滚轮VI支承于地面。以模拟船舶在水中的漂浮状态，并减少对四周环境振动的影响小，从而可直接在普通混凝土楼面上运行，舱底模拟结构的底部设计有多个滚轮VI，可实现快速移动。采用四个及以上、对称布置的低频空气弹簧支撑，空气弹簧的固有频率为I?5Hz，传递到地基的振动衰减可达到90%以上，对四周环境的振动影响小，可直接在普通混凝土楼面上运行，而无需专门的地基。
[0029]如图2所示，舱底模拟结构5由依次等间距平行排列的纵桁、垂直排列的实肋板焊接在一定厚度钢板模拟的船壳体上方，以模拟船体舱底的板筋结构。优选为由依次等间距平行排列的六根纵桁、垂直排列的两根实肋板焊接在6mm厚钢板模拟的船壳体上方，以模拟船体舱底板筋结构及其动态特性，舱底模拟结构5长1900_，宽1000mm。
[0030]如图3所示，双层隔振系统I包括柴油机1、上层隔振器2、中间质量块3、下层隔振器4和舱底模拟结构5。上层隔振器2采用橡胶隔振器，型号为B-25，数量为四个，对称布置，用螺栓连接固定于柴油机I和中间质量块3之间。下层隔振器4采用橡胶隔振器，型号为B-40，数量为四个，对称布置，用螺栓连接固定于中间质量块3和舱底模拟结构5之间。
[0031]如图4所示，浮筏隔振系统II包括电机6、风机7、电机下方隔振器8、风机下方隔振器9、筏体结构下方隔振器10、筏体结构11和舱底模拟结构5。电机下方隔振器8采用橡胶隔振器，型号为B-15，数量为四个，对称布置，用螺栓连接固定于电机6和舱底模拟结构5之间。风机下方隔振器9采用橡胶隔振器，型号为B-10，数量为四个，对称布置，用螺栓连接固定于风机7和舱底模拟结构5之间。筏体结构下方隔振器10采用橡胶隔振器，型号为B-25，数量为六个，对称布置，用螺栓连接固定于筏体结构11和舱底模拟结构5之间。
[0032]上述中间质量块3、筏体结构11由6mm厚钢板及加筋结构焊接而成，平面尺寸以适合其支撑的动力设备安装为宜，并尽可能提高整体结构的刚度，其质量为所支撑动力设备质量的0.5?1.2倍。
[0033]如图5所示，动力吸振系统III包括空压机12、空压机隔振器13、吸振块隔振器14、吸振块15和舱底模拟结构5。空压机隔振器13采用橡胶隔振器，型号为B-160，数量为四个，对称布置，用螺栓连接固定于空压机12和舱底模拟结构5之间。吸振块隔振器14为橡胶隔振器，型号为B-25，数量为两个，用螺栓连接固定于空压机12和吸振块15之间。空压机12既作为机舱辅机设备产生振动噪声源，也可为底部支撑的空气弹簧充气，节约了设备成本。船舶机舱辅机设备隔振模拟装置运行时，可利用空压机12对空气弹簧V进行充气，在高度设计时应使空气弹簧V在充气状态下的高度高于滚轮VI，从而使充气到设计压力后由空气弹簧V支撑舱底模拟结构5 ;船舶机舱辅机设备隔振模拟装置不运行时，可将空气弹簧V内的高压空气放出，使空气弹簧V的高度低于滚轮VI，此时由滚轮VI支撑舱底模拟结构5，无需起重设备就可手工推动船舶机舱辅机设备隔振装置模型，从而实现快速移动，并延长空气弹簧V的使用寿命。
[0034]另外，拆除动力吸振系统III中吸振块隔振器14、吸振块15即变成典型的单层隔振系统，可作为本实用新型的另一种隔振系统。
[0035]为提高隔振系统的隔振效果，隔振系统的固有频率应小于动力设备主要扰动频率的0.5倍；由动力设备的质量和隔振系统的固有频率等参数确定隔振器的刚度后，再选择隔振器型号。所有隔振器拆卸方便，可方便地进行不同型号产品的减振性能对比实验。
[0036]本实用新型以船舶机舱设备中常见的动力设备为对象，以舱底局部板筋结构为平台，搭建集各种动力设备、多种隔振系统和舱底局部结构为一体的船舶机舱辅机设备隔振装置模型；可模拟机舱常见动力设备振动噪声源特征，分别分析单层隔振、双层隔振、浮筏隔振、动力吸振系统的减振效果，对比不同隔振方式的振动传递特性；各种动力设备可单独运行，有针对性地开展某种动力设备的振动噪声性能实验，也可以同时运行多台动力设备，分析机舱的主要振动噪声源特性及相互影响。
【权利要求】
1.一种船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，包括舱底模拟结构、至少一个隔振系统和移动式弹性支承，移动式弹性支承包括空气弹簧和滚轮，隔振系统可拆卸地安装在舱底模拟结构上，空气弹簧对称布置在舱底模拟结构下方。
2.根据权利要求1所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述空气弹簧在充气状态下的高度高于滚轮。
3.根据权利要求1所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述空气弹簧数量为四个以上。
4.根据权利要求1所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述空气弹簧为低频空气弹簧。
5.根据权利要求4所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述低频空气弹簧的固有频率为I?5Hz。
6.根据权利要求1所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述舱底模拟结构采用全钢材焊接而成。
7.根据权利要求1所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述隔振系统包括动力设备和隔振装置，动力设备可拆卸地安装在隔振装置上。
8.根据权利要求7所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述动力设备为小型柴油机、空压机、电机或风机。
9.根据权利要求7所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述隔振装置的隔振方式为单层隔振、双层隔振、动力吸振或浮筏隔振。
10.根据权利要求8所述的船舶机舱辅机设备隔振模拟装置，其特征在于，所述空压机与所述空气弹簧连接，为底部支撑的空气弹簧充气。
【文档编号】G01M99/00GK204008165SQ201420324051
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】温华兵, 夏兆旺, 唐立, 陈宁, 张言才, 刘磊 申请人:江苏省镇江船厂（集团）有限公司, 江苏科技大学