一种管路主被动控振装置

本发明涉及一种管路主被动控振装置，具体涉及一种压电陶瓷堆与阻尼弹簧复合的管路主被动控振装置，属于航空液压管路系统振动与噪声控制领域。

背景技术：

航空液压管路系统一般从航空发动机附近机匣的传动装置出发，连接液压油泵和作动装置，是实现机体各种操作任务的重要机电系统。液压管路系统具有特殊的结构特点，一般管路长度较长，弯曲多，结构复杂，且由于空间受限需要沿飞机壁板固定布置。航空液压泵产生的压力脉动冲击载荷导致管路系统产生强烈振动，致使整个液压管路系统都承受较大的环境振动激励。在管路弯曲处、变径处等强烈激励处会产生大位移幅值的强迫振动，引起管体碰撞、磨损、裂纹，管体固定卡箍松脱、失效甚至断裂，影响飞行安全。

随着航空液压系统向着高压化发展，压力脉动冲击下管路的振动更加强烈，因此对航空液压管路系统的振动控制技术提出了更高的要求。随着航空液压管路系统向着高压化发展，急需研制一种大作动力复合控振装置，抑制宽频域航空管路的振动。

技术实现要素：

本发明针对目前航空液压管路系统振动控制问题，提供一种结构对称、大作动力、宽频域以及在三维方向具有可靠减振效果的主被动复合控振装置。

本发明的技术方案如下：

一种管路主被动控振装置，包括限位鞍座、圆环、滑块、压电陶瓷堆、阻尼弹簧，

限位鞍座沿管路周向安装，压电陶瓷堆、阻尼弹簧两端分别安装有限位鞍座、滑块，压电陶瓷堆、阻尼弹簧依次沿管路的周向等距间隔布置套装于圆环内，并通过限位鞍座和滑块的径向挤压固定，限位鞍座、滑块和圆环共同作用将压电陶瓷堆和阻尼弹簧固定在管路外表面。

优选，管路主被动控振装置还包括压紧螺栓，压紧螺栓对滑块施加径向预紧力。

优选，限位鞍座内端面制有与所述管路相适配的圆弧面，外端制有与压电陶瓷堆和阻尼弹簧适配的凹槽，安装时将压电陶瓷堆或阻尼弹簧嵌入凹槽中。

优选，圆环上制有螺纹孔，螺纹孔与压紧螺栓适配，用于调整预紧力的大小，同时调节限位鞍座和滑块的径向距离，通过改变阻尼弹簧中钢弹簧的压缩量进而改变阻尼弹簧的刚度。

优选，圆环上制有凹槽，凹槽与滑块适配，并且滑块可在凹糟内滑动，用于安装滑块。

优选，滑块上制有与压电陶瓷堆和阻尼弹簧适配的凹槽，用于安装压电陶瓷堆和阻尼弹簧，安装时将压电陶瓷堆和阻尼弹簧嵌入凹槽中。

优选，压电陶瓷堆包括若干片压电陶瓷片。

优选，压电陶瓷堆外接电源和控制装置，控制装置对管路的振动信号进行处理，并将信号传递给压电陶瓷堆，压电陶瓷堆接受控制装置传入的信号并施加相应的作用力于管路上以实现对管路系统的振动响应抑制低频振动。

优选，阻尼弹簧包括顶端罩盖、底端罩盖、阻尼胶环、钢弹簧。

有益效果：本专利的管路主被动控振装置通过结构上的具有对称性设计与主被动宽频域减振的结合，能够提供多个方向的作动力，对复杂空间管路的振动有很好的抑制效果，压电陶瓷堆和阻尼弹簧交错均布于管路表面，实现了主被动一体化、宽频域减振，阻尼弹簧具有低频性和大阻尼的优点，压电陶瓷堆反应灵敏，圆环与压紧螺栓配合调节预紧力大小进而控制压电陶瓷堆和阻尼弹簧的刚度，同时圆环与压电陶瓷堆配合能够提供相对大的的作动力。压电陶瓷堆和阻尼弹簧可以独立起减振作用，也能够协调配合共同作动，且安装简便，减振效果可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种管路主被动控振装置的结构示意图；

图2为本发明一种管路主被动控振装置的结构立体示意图；

图3为本发明的阻尼弹簧结构示意图；

图4为本发明的管路主被动控振装置的具体结构示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、管路，2、限位鞍座，3、圆环，4、滑块，5、压电陶瓷堆，6、压紧螺栓，7、阻尼弹簧，71、顶端罩盖，72、底端罩盖，73、阻尼材料，74、钢弹簧。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中至始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，一种管路主被动控振装置，包括管路1、限位鞍座2、圆环3、滑块4、压电陶瓷堆5、压紧螺栓6、阻尼弹簧7，

限位鞍座2沿管路1周向安装，压电陶瓷堆5、阻尼弹簧7两端分别安装有限位鞍座2、滑块4，压电陶瓷堆5、阻尼弹簧7依次沿管路1的周向等距间隔布置套装于圆环3内，并通过限位鞍座2和滑块4的径向挤压固定，限位鞍座2、滑块4和圆环3共同作用将压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7固定在管路1外表面。

其中，本例中压电陶瓷堆5、阻尼弹簧7的数量均为3个且沿所述管路1的周向等距间隔放置，压电陶瓷堆5、阻尼弹簧7通过限位鞍座2和滑块4的径向挤压固定，压紧螺栓6为压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7施加预紧力。

而且，本例中的圆环3还加工有矩形槽和螺纹孔，所述螺纹孔可与顶紧螺栓6配合调整预紧力的大小，同时调节限位鞍座2和滑块4的径向距离，通过改变阻尼弹簧7中钢弹簧的压缩量进而改变阻尼弹簧的刚度。滑块4是一个中心加工有矩形槽的长方体质量块，凹槽与压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7的顶端相配合。限位鞍座2内端面为与所述管路1相适配的圆弧面，外端加工有矩形凹槽，凹槽与压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7的底端相配合。并且，阻尼弹簧7包括顶端罩盖71、底端罩盖72、阻尼胶环73、钢弹簧74。顶端罩盖71、底端罩盖72通过阻尼胶环73套装，并且顶端罩盖71、底端罩盖72内安装有钢弹簧74为弹性元件，通过调整钢弹簧74的长度改变阻尼弹簧7的刚度。压电陶瓷堆5是由多片压电陶瓷片51堆叠而成，并且压电陶瓷堆5作为主动作动器，外接电源和控制装置，控制装置对管路1的振动信号进行处理，并将信号传递给压电陶瓷堆5，压电陶瓷堆5接受控制装置传入的信号，并施加相应的作用力于管路1上以实现对管路系统的振动响应抑制低频振动，实现对管路1实时、准确的控制。

本例的管路主被动控振装置的连接方法，包括如下步骤：

在管路1上安装限位鞍座2，为便于限位鞍座2的安装，可以使用胶黏剂将限位鞍座2和管路1胶接，限位鞍座2均匀放置在管路1的外表面，相邻限位鞍座2之间留有一定的间隙；

将压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7准确放入限位鞍座2的凹槽中，压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7交错均布，并固定在限位鞍座2上；

滑块4分别与压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7上端配合，滑块4准确嵌入圆环3的凹槽中。为使压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7径向固定，并可对预紧力的大小进行，使用压紧螺栓6压紧滑块4。

本专利的管路主被动控振装置通过压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7交错均布于管路1表面实现主被动复合，具有宽频域减振效果，阻尼弹簧7具有低频性和大阻尼的优点，压电陶瓷堆5反应灵敏，圆环3与压紧螺栓6配合，通过调节预紧力的大小进而控制压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7的刚度，同时圆环3与压电陶瓷堆5结合能够为管路1的振动抑制提供更大的作动力。压电陶瓷堆5和阻尼弹簧7可以独立起减振作用，也能够协调配合共同作动，适应能力强，且安装简便，减振效果可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。