一种高压液压软管的减振装置

本发明属于振动控制技术领域，具体涉及一种高压液压软管的减振装置。

背景技术：

高压液压软管属于液压辅件，被广泛应用于含有液压系统的机械设备中，一般作为机械设备中固定的液压元件与移动的液压元件的连接以及高压油液的通道使用，高压液压软管与液压硬管占有同样的重要地位。由于高压液压软管常被用于连接移动设备用，且具有一定的弯曲半径，管体本身相对柔软，当高压液压软管受到管体内压力脉动激励、其他设备传递的外部激励以及由于运动造成的管体变形等作用，高压液压软管容易发生振动。如果振动过大，高压液压软管容易出现摆动，造成管接头密封损坏，甚至造成高压液压软管的断裂破坏等危害。因此，对高压液压管路的振动进行抑制具有重要的研究意义和工程价值。

现有技术中，针对液压管路抑制振动方法包括被动控制技术和主动控制技术两种。

被动控制技术主要包括以下两种：第一是在液压管路本体上附加粘弹性材料，附加粘弹性材料为高分子聚合物。当高分子聚合物受到作用力时，其内部会发生相应的拉压，弯曲以及剪切变形，聚合物中的弹性成分会将一部分机械能储存起来，当外力消失后将能量释放，聚合物弹性成分的形变产生回弹，而聚合物粘性成分所吸收的机械能不会释放到外界，而是转化为热能耗散。第二是对卡箍的局部优化，可以通过卡箍的局部优化提高管路系统的固有频率，从而避免共振的发生。

主动控制技术主要针对管路内的流体压力脉动，通过主动式脉动衰减器引入幅值相等、相位相反的次级压力脉动来消除液压管路原有的压力脉动，其关键的核心技术在于控制率和作动器的设计。现有技术中最常用的控制率为pid，模糊控制，神经网络控制，lqr以及fx-lms算法。压电作动器根据采用的压电陶瓷的不同，分为薄膜型和叠堆型。薄膜型主要分为压电陶瓷片和压电陶瓷薄膜，薄膜型压电作动器可以直接粘贴在控制对象上。压电叠堆作动器利用力学上的串联、电学上的并联原理，能够实现灵敏度高，功率大，相应频率高等特点。

现有技术对液压管路进行振动抑制的控制对象多集中于液压硬管，而且所设计的减振装置均需改变原有液压硬管的管路安装形式，甚至需要将原有管路断开，进行减振装置的安装，这给工程应用带来诸多不便。目前，针对高压液压软管的减振装置还鲜有人研究。

因此，亟需研究一种高压液压软管的减振装置。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中存在的仅针对液压硬管进行振动抑制，所采用振动控制方法为单一的主动减振或者被动减振的控制，且减振效果并不理想的问题，本发明以高压液压软管为研究对象，考虑主被动控制结合的控制方法，提供一种高压液压软管的减振装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种高压液压软管的减振装置，包括管路夹、压电叠堆作动器以及粘弹性阻尼件；

所述管路夹夹持在高压液压软管的外侧；

所述粘弹性阻尼件贴敷在所述管路夹与所述高压液压软管之间；

所述压电叠堆作动器将作用力传递至高压液压软管。

优选地，所述管路夹包括上管路夹和下管路夹；

所述上管路夹和所述下管路夹通过螺栓与螺母固定。

优选地，所述高压液压软管与所述压电叠堆作动器之间设置传递件；

所述传递件的上表面与所述高压液压软管的下表面贴合；

所述压电叠堆作动器将作用力传递至所述传递件，所述传递件将作用力传递至高压液压软管。

优选地，所述压电叠堆作动器的上端设置高强弹簧。

优选地，所述压电叠堆作动器的转接头为平头。

优选地，所述压电叠堆作动器通过螺栓与螺母固定在所述下管路夹上。

优选地，所述传递件上设计卡块，所述下管路夹上设计卡槽，所述传递件与所述下管路夹通过卡块与卡槽卡接。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的一种高压液压软管的减振装置针对液压系统中的高压液压软管的任意位置进行减振，方便减振装置的安装与实施，能够很好地抑制高压液压软管的振动。

另外，本发明的一种高压液压软管的减振装置通过压电叠堆作动器实现液压软管的主动减振，通过粘弹性阻尼件实现高压液压软管的被动减振，具备主被动一体化的减振功能。基于压电陶瓷的逆压电效应的主动振动控制方法，由压电传感器检测高压液压软管的振动，通过有效的主动控制算法输出控制信号，经过功率放大后施加于压电叠堆作动器，实现高压液压软管振动的主动控制，主动减振能够消除高压液压软管的低频振动。通过贴敷粘弹性阻尼件，利用粘弹性阻尼材料对高压液压软管振动能量的吸收与耗散，能够很好的消除高压液压软管的高频振动。因此，本发明的一种高压液压软管的减振装置能够实现高压液压软管的全频域减振。

附图说明

图1为本发明中减振装置的结构示意图；

图2为本发明中下管路夹的结构示意图；

图3为本发明中传递件的结构示意图；

图4为本发明中压电叠堆作动器的结构示意图；

图5为本发明中上管路夹的结构示意图。

【附图标记说明】

1：高压液压软管；2：压电叠堆作动器；3：高强弹簧；4：传递件；5：下管路夹；6：粘弹性阻尼件；7：上管路夹；8：螺栓；9：垫片；10：螺母。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1-图5所示，本发明实施例提供一种高压液压软管的减振装置，包括管路夹、压电叠堆作动器2以及粘弹性阻尼件6。

管路夹由上管路夹7和下管路夹5组成，并夹持在高压液压软管1的外侧；

粘弹性阻尼件6设置在管路夹与高压液压软管1之间。

压电叠堆作动器2将作用力传递至高压液压软管1。

压电叠堆作动器2以压电陶瓷为基础元件，安装固定在下管路夹5上，并输出位移及力。

本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置，可方便安装于高压液压软管外侧的任意位置，能够很好地抑制流体的压力脉动对高压液压软管的振动激励。

尤其，本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置安装在泵源出口处连接的高压液压软管1处，属于泵源源头减振，能够更好地抑制压力脉动对液压系统产生的振动。

另外，本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置通过压电叠堆作动器2实现高压液压软管1的主动减振，通过粘弹性阻尼件6实现高压液压软管1的被动减振，实现了主被动一体化的减振功能。采用压电叠堆作动器2进行主动控制原理如下：当高压液压软管1受高压压力脉动激励时，压电加速度传感器会检测到管路的振动，经过信号调理单元转化为模拟的电压信号，再经过a/d模块，由模拟量转化为数字量，进入到控制单元里的主控模块。主控模块具有高速处理大量数据的能力，对进入到主动控制器的数字量数据先进行缓存处理，然后按照预先设计的控制算法执行运算，得到了数字量的控制信号，再通过控制信号的d/a模块进行数模转换，将数字量控制信号转化为模拟量控制信号。由于直接获得的模拟控制信号还不能足以驱动压电叠堆作动器2进行有效的作动，因此需要通过电压驱动放大单元，得到可以有效驱动压电陶瓷叠堆作动器2作动的放大控制信号，压电叠堆作动器2产生的作动可有效抑制高压液压软管1的振动。

基于压电叠堆作动器2的主动振动控制，由压电传感器检测高压液压软管的振动，通过主动控制算法输出控制信号，经过功率放大后施加于压电叠堆作动器2，实现振动主动控制，主动减振能够消除高压液压管路中的低频。通过贴敷粘弹性阻尼件6，利用粘弹性阻尼材料对高压液压软管1的振动能量的吸收与耗散，能够很好的消除高压液压软管1的高频振动。因此，本发明的减振装置能够实现全频域减振。

优选地，本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置的管路夹包括上管路夹7和下管路夹5，上管路夹7与下管路夹5通过螺栓8以及螺母10固定，并且螺栓与上管路夹7之间设置垫片9。垫片9的作用主要是增大接触面积、减小上管路夹的压力，防止上管路夹7与下管路夹5之间产生松动。垫片9能够防止零件表面被磨损，还能起到防止螺栓8与上下管路夹之间产生松动。

优选地，本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置，高压液压软管1与所述压电叠堆作动器2之间设置传递件4。传递件4的上表面与高压液压软管1的下表面贴合，压电叠堆作动器2将作用力传递至传递件4，传递件4将作用力传递至高压液压软管1。当高压液压软管1发生振动时，柱形的压电叠堆作动器2产生作用力，作用于传递件4，通过传递件4作用于高压液压软管1，从而实现高压液压软管1的主动减振。传递件4与高压液压管路1的下表面相贴合，能够增大高压液压软管1的受力面积，更好地实现减振效果。下管路夹5具有底座，压电叠堆作动器2安装在下管路夹5的底座上。

优选地，本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置压电叠堆作动器2通过螺栓8固定在所述下管路夹5上。

下管路夹5的底座可以通过螺栓固定在基础上，以减少高压液压管路1的晃动。

传递件4的上表面为弧面，与高压液压软管1外径配合，传递件4的下表面为平面，压电叠堆作动器2的转接头为平头，更好的实现与传递件4之间的传递功能，达到主动减振的目的。

由于压电叠堆作动器2具有抗压不抗拉的特性，因此采用高强弹簧3对压电叠堆作动器2进行预紧，高强弹簧3设置在压电叠堆作动器2的上端。高强弹簧3将压电叠堆作动器2产生的作用力传递到传递件4，传递件4将作用力作用于高压液压软管1，实现高压液压软管1的主动减振。

优选地，本发明实施例的一种高压液压软管的减振装置，如图2-图3所示，传递件4的左右两端设计卡块，下管路夹5上设置卡槽，传递件4与下管路夹5卡接，传递件4相对高压液压管路1实现卡紧。

以上实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定，本领域技术人员在权利要求的范围内做出各种变形或修改，均属于本发明的实质内容。