海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器的制作方法

本实用新型涉及一种减振装置，特别是涉及一种用于海运船舶的橡胶减振器。

背景技术：

大吨位海运船舶一般采用柴油机动力，其中散热装置用于柴油机组散热，由于发动机室空间限制，散热装置外形轮廓通常设计成一个长度长、高度高，宽度小的长方体。在船舶航行过程中，动力系统的柴油机组的振动、电动机组的振动及船舶航运过程中产生的振动都会对散热装置产生振动或冲击作用，甚至还可能引起散热装置设备的共振，对散热装置运行安全性和连接可靠性形成威胁，进而会对船舶航行的安全性和可靠性构成危害。

目前，海运船舶柴油机动力室的散热装置是通过金属弹簧将其连接到发动机框架，这种连接方式只能保证垂向的隔振效果，很难保证横向和纵向的隔振。金属弹簧存在以下缺陷：(1)金属弹簧阻尼小，通过共振频率时共振放大倍率过大。金属弹簧的阻尼系数很小，采用金属弹簧隔振散热装置，在通过共振频率时共振放大倍率过大，导致散热装置在共振点的振动幅度过大，影响散热装置内部结构连接而导致设备故障。(2)金属弹簧横向和纵向刚度过小。金属弹簧横向和纵向刚度很小，船舶在航行过程会出现横倾或纵倾，金属弹簧刚度小容易导致散热装置在横向或纵向有很大变形，导致设备失稳。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种减振效果好，并且能够保证散热装置平稳的海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，包括金属上骨架和金属下骨架，所述金属上骨架呈圆锥体形，所述金属下骨架呈筒状，所述金属上骨架位于金属下骨架内，金属上骨架的外侧壁与金属下骨架的内侧壁通过橡胶粘接，所述金属上骨架的顶部固设有螺纹柱，所述金属下骨架上固设有法兰底座。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架的底面高于金属下骨架的底面。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架的外径从上至下逐渐减小，金属上骨架外侧壁的倾斜角度为15度。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属下骨架的与橡胶粘接的内侧壁内径从上至下逐渐减小，金属下骨架的与橡胶粘接的内侧壁倾斜角度为15度。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述橡胶断面的上自由面形状为S形样条曲线，橡胶断面的下自由面形状为圆弧曲线。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属下骨架的位于金属上骨架下方的内侧壁内径从上至下逐渐增大。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架和金属下骨架的材料均为Q235号钢或45号钢。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架与所述螺纹柱一体成型，所述金属下骨架与所述法兰底座也一体成型。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器与现有技术不同之处在于本实用新型在使用的时候，螺纹柱连接支撑散热装置，法兰底座连接到柴油机机组框架上，由于金属上骨架为圆锥体形，因此粘接在金属上骨架与金属下骨架之间的橡胶竖向截面呈V形，该V形橡胶垂向承受载荷时，橡胶的受力方式为压缩剪切型，其中垂向大部分为剪切受力，因此本实用新型固有频率低，其能够隔离由于动力系统和船舶运行造成的振动达到80％，有效降低了振动对散热装置的危害，保证了散热装置安装连接的可靠性，保证了船舶航行的安全。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器的主视图；

图2为本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器的俯视图；

图3为沿图2中A-A线的剖视图；

图4为线性单自由度体系模型图；

图5为振动传递率与振动频率比的关系图。

具体实施方式

如图1所示，并结合图2、3所示，本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器包括金属上骨架1和金属下骨架2，所述金属上骨架1呈圆锥体形，所述金属下骨架2呈筒状，所述金属上骨架1位于金属下骨架2内，金属上骨架1的外侧壁与金属下骨架2的内侧壁通过橡胶3粘接，所述金属上骨架1的顶部固设有螺纹柱4，所述金属下骨架2上固设有法兰底座5。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架1的底面高于金属下骨架2的底面，其高度差为24㎜，形成一个空心空间。这种结构特点使得该橡胶减振器在振动载荷作用下，橡胶3与金属上骨架1向下运动时，在设计的承载范围内，该减振器下部自身的空间就可以满足运动变形要求，这样对安装条件要求简单，安装该减振器只需在船舶柴油机发电机室框架预留两个安装螺栓孔，不需要在机组框架上打大孔，不会影响机组框架强度。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架1的外径从上至下逐渐减小，金属上骨架1外侧壁的倾斜角度为15度。所述金属下骨架2的与橡胶3粘接的内侧壁内径从上至下逐渐减小，金属下骨架2的与橡胶3粘接的内侧壁倾斜角度为15度。由于金属上骨架1外侧壁的倾斜角度为15度，以及金属下骨架2的与橡胶3粘接的内侧壁倾斜角度为15度，因此粘接在金属上骨架1与金属下骨架2之间的橡胶3竖向截面呈V形，其倾斜角度也为15度。该V形橡胶3垂向承受载荷时，橡胶3的受力方式为压缩剪切型，其中垂向大部分为剪切受力，因此本实用新型固有频率低，垂向固有频率在6-8Hz范围内。橡胶材料为高强度橡胶，保证了该橡胶减振器的承载能力。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述橡胶3断面的上自由面形状为S形样条曲线，橡胶3断面的下自由面形状为圆弧曲线。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属下骨架2的位于金属上骨架1下方的内侧壁内径从上至下逐渐增大。

本实用新型海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器，其中所述金属上骨架1和金属下骨架2的材料均为Q235号钢或45号钢。所述金属上骨架1与所述螺纹柱4一体成型，所述金属下骨架2与所述法兰底座5也一体成型。金属上骨架1顶部外径为54㎜，金属下骨架2的外径为130㎜，法兰底座5上有两个内孔，直径为11㎜，用于安装连接。

本实用新型的减振原理如下：

橡胶减振器的减振力学模型可简化为单自由度线性阻尼-弹簧质量系统，如图4所示。

图4中，系统质量为m、刚度为Kd、系统阻尼系数为C；橡胶减振器构成的线性单自由度体系，当系统受Ze＝Z0ejwt的简谐支撑激振时，其运动方程可表示为：

以u＝z-ze代入上式可得：

式中F(ω)为随激振频率的平方而变化的基振力幅值。求解式(1-2)可以得到系统的相对位移振幅：

同理可以得到系统减振传递率T为：

式中ω为外界激振力频率，ω_n为系统固有频率，ξ为系统的阻尼比ξ＝c/c_c；系统的固有频率为：系统临界阻尼：

以ξ为参数，振动传递率T与频率比f/f_n的关系如图5所示。

从图5中可以看出，仅当时，系统的减振传递率小于1，即系统进入减振区；当f/f_n≈1时，系统处于共振状态。在工程设计中，一般要求频率比设在2.5～5之间。在减振区域，随着阻尼比ξ的减小，系统的减振效果越来越好；但阻尼比越小，系统共振时的共振放大率越大，这会危害散热装置的稳定性，甚至由于共振变形过大导致散热装置结构破坏。因此，理想的减振器应该是使系统的固有频率低，并具有可变的阻尼特性，即在系统的共振区有较大的阻尼，使系统不会有显著的共振放大，而在减振区有较小的阻尼，使系统有良好的减振效果，同时抗冲击性能和稳定性要好。

本实用新型在使用的时候，螺纹柱4连接支撑散热装置，法兰底座5连接到柴油机机组框架上，由于金属上骨架1为圆锥体形，因此粘接在金属上骨架1与金属下骨架2之间的橡胶3竖向截面呈V形，该V形橡胶3垂向承受载荷时，橡胶3的受力方式为压缩剪切型，其中垂向大部分为剪切受力，因此本实用新型固有频率低，垂向固有频率在6-8Hz范围内，其能够隔离由于动力系统和船舶运行造成的振动达到80％，有效降低了振动对散热装置的危害，保证了散热装置安装连接的可靠性，保证了船舶航行的安全。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。