一种带有减振功能的机组设备及粒子阻尼器的制作方法

1.本实用新型涉及减振降噪技术领域，具体而言，涉及一种带有减振功能的机组设备及粒子阻尼器。


背景技术：

2.机组运行过程中，轴承偏磨、机组不同心或者轴承磨损；定转子摩擦、气隙不均匀或者轴承磨损；轴系扭转纵向振动、外部不平衡力矩、主机整体架构振动，导致基座产生振动间接传递至地面，造成地面发生振动，从而导致不稳定现象发生。
3.当前的机组设备的减振方式较为单一。减振方式通常运用橡胶、弹簧等。橡胶具有高弹性和黏弹性，与钢铁材质相比，橡胶的弹性变形很大，弹性模量很小，但是耐热能力较弱、其抗环境与抗高温的变化能力较弱，寿命较短，固有频率很难做到5hz以下。弹簧隔振器对工作环境适应性强，并能在恶劣环境下正常工作。对积极隔振、消极隔振、冲击振动和固体传声的隔离均有明显的效果。但是刚性弹簧阻尼大，运行时容易和设备产生共振，在设备放置不平时，内部弹簧容易摇晃。


技术实现要素：

4.本实用新型公开了一种带有减振功能的机组设备及粒子阻尼器，旨在改善现有机组设备的减振方式效果不佳的问题。
5.本实用新型采用了如下方案：
6.一种带有减振功能的机组设备，包括机组本体用以承托所述机组本体的基座，以及配置在所述基座上的粒子阻尼器；其中，所述粒子阻尼器设有多个，均贴合配置于所述基座的外侧，且各粒子阻尼器沿机组本体传递至所述基座的振动路径方向规则排布。
7.作为进一步改进，所述基座的上边缘侧和下边缘侧环设有经由多个粒子阻尼器均匀间隔围合形成的减振带，并且，两减振带之间经由相间隔排布的导向带以传递由机组本体所提供的振动源；各导向带均由沿减振带方向依次间隔排列的粒子阻尼器所组成；所述减振带、导向以形成减振区。
8.作为进一步改进，各所述减振带大致以横向环设的方式置于所述基座的外侧，各所述导向带大致以竖向配置的方式间隔排布于所述基座上，以衔接各减振带。
9.作为进一步改进，所述基座的顶面与所述机组本体相接触，所述基座的底面布设有多个隔振器，所述隔振器用以支承所述基座在放置面上；且所述隔振器的底部均配置有橡胶垫。
10.另提供一种粒子阻尼器，用以配置于如上所述的机组设备，包括壳体，以及用以填充在所述壳体内的阻尼颗粒；其中，所述壳体具有一端开口的容置腔，所述容置腔内设有隔板，以对应将所述容置腔分隔为多个容置空间；所述阻尼颗粒填充于各所述容置空间内，且所述壳体贴设于基座外侧，对应以封闭所述开口。
11.作为进一步改进，所述壳体还设有与所述开口相适配的盖板，所述盖板可拆装的
配置在所述壳体一侧；所述容置腔内至少均分有相对称布设的两个容置空间，且所述容置空间内的阻尼颗粒的填充率不相同。
12.作为进一步改进，所述容置腔具有六个容置空间，每一所述容置空间大小相同，且两两对称分布，其中，位于长度方向的边缘侧的容置空间内的填充率相同，位于中间侧的容置空间与边缘侧的容置空间的填充率不同。
13.作为进一步改进，所述容置腔的中间侧容置空间与边缘侧容置空间所填充的阻尼颗粒的直径不同。
14.作为进一步改进，所述阻尼颗粒的体积填充率为85％
‑
95％。
15.作为进一步改进，所述壳体沿盖板两侧延伸配置有安装耳，用以将所述壳体紧固于所述基座外侧，对应将所述盖板贴合配置在所述基座外。
16.通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
17.本技术在基座外侧贴合配置有多个粒子阻尼器，且各粒子阻尼器沿机组本体传递至基座的振动路径方向排布。通过粒子阻尼器内颗粒与颗粒之间的碰撞及摩擦，或颗粒与腔壁之间的碰撞及摩擦，以消耗振动能量。从而减少基座振动，提升附近机组设备的稳定性，以改善现有机组设备减振效果不佳的问题。可以应用于船舶低速机等。
18.此外，粒子阻尼器沿振动路径布设而非沿基座外侧铺满排布，在保障减振效果的同时，能够节省成本。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1是本实用新型实施例的带有减振功能的机组设备的结构示意图；
21.图2是一实施例中带有减振功能的机组设备的结构示意图；
22.图3是一实施例中粒子阻尼器的结构示意图；
23.图4是一实施例确定振动路径的流程图；
24.图5是一实施例的减振效果对比图。
25.图标：1
‑
机组本体；2
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基座；3
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粒子阻尼器；31
‑
壳体；32
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阻尼颗粒；33
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隔板；34
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盖板；4
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隔振器；5
‑
橡胶垫。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳
动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.实施例
32.结合图1和图2，本实施例提供了一种带有减振功能的机组设备，包括机组本体1，用以承托机组本体1的基座2，以及配置在基座2上的粒子阻尼器3；其中，粒子阻尼器3设有多个，均贴合配置于基座2的外侧，且各粒子阻尼器3沿机组本体1传递至基座2的振动路径方向规则排布。
33.需要说明的是，在本实施例中，基座2外侧贴合配置有多个粒子阻尼器3，且各粒子阻尼器3沿机组本体1传递至基座2的振动路径方向排布。通过粒子阻尼器3内颗粒与颗粒之间的碰撞及摩擦，或颗粒与腔壁之间的碰撞及摩擦，以消耗振动能量。从而减少基座2振动，提升附近机组设备的稳定性，以改善现有机组设备减振效果不佳的问题。此外，粒子阻尼器3沿振动路径布设而非沿基座2外侧铺满排布，在保障减振效果的同时，能够节省成本。
34.特别地，参照图4，振动路径可通过对基座2进行模态分析，以获得振动量级较大的区域。模态即结构系统的固有振动特性。线性系统的自由振动被解耦合为n个正交的单自由度振动系统，对应系统的n个模态。每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。通过振动传递路径分析获取基座的相关振动特性；根据材料属性及配合关系，建立有限元模型，进行有限元分析获得的模态分布；综合考虑振动传递路径、模态敏感点及实际安装情况，确定阻尼器安装位置。
35.当机组载荷过重，与地面直接刚性接触，无法通过隔振手段对地面进行减振处理，在一优选的实施例中，基座2的上边缘侧和下边缘侧环设有经由多个粒子阻尼器3均匀间隔
围合形成的减振带，并且，两减振带之间经由相间隔排布的导向带，以传递由机组本体1所提供的振动源；各导向带均由沿减振带方向依次间隔排列的粒子阻尼器3所组成；减振带、导向以形成减振区。该排布方式进一步减少了基座2与机组本体1之间，以及基座2与支撑面之间的振动。
36.较佳地，各减振带大致以横向环设的方式置于基座2的外侧，各导向带大致以竖向配置的方式间隔排布于基座2上，以衔接各减振带。
37.在其它的实施方式中，基座2的顶面与机组本体1相接触，基座2的底面布设有多个隔振器4，隔振器4用以支承基座2在放置面上；且隔振器4的底部均配置有橡胶垫5。通过在基座2底面配置隔振器4，以及与隔振器4一一对应配置的橡胶垫5，以减少基座2的振动，加强减振效果。适用于一些载荷较小的机组设备,且没有与地面直接刚性连接的情况。结合图3，另一实施例提供了一种粒子阻尼器3，用以配置于如上所述的机组设备，包括壳体31，以及用以填充在所述壳体31内的阻尼颗粒32；其中，壳体31具有一端开口的容置腔，容置腔内设有隔板33，以对应将容置腔分隔为多个容置空间；阻尼颗粒32填充于各容置空间内，且壳体31贴设于基座2外侧，对应以封闭开口。
38.需要说明的是，粒子阻尼器3填充有阻尼颗粒32，颗粒材料是典型的不连续多孔介质，颗粒材料体积小、耐高温，可靠性高，具有很好的减振效果。颗粒阻尼减振系统的耗能机理为：主结构发生振动时，机组基座颗粒阻尼器和主结构一起振动，外界激励使颗粒与颗粒之间、颗粒与阻尼器内壁之间发生碰撞和摩擦，阻尼器通过碰撞和摩擦耗散振动的能量。
39.在其它实施例中，壳体31还设有与开口相适配的盖板34，盖板34可拆装的配置在壳体31一侧；容置腔内至少均分有相对称布设的两个容置空间，且容置空间内的阻尼颗粒32的填充率不相同。
40.在另一优选的实施例中，盖板34与壳体31相焊接固定，容置腔具有六个容置空间，每一容置空间大小相同，且两两对称分布，其中，位于长度方向的边缘侧的容置空间内的填充率相同，位于中间侧的容置空间与边缘侧的容置空间的填充率不同。
41.在上述实施例的基础上，本实用新型一可选的实施例中，阻尼颗粒32的材质为金属、非金属或高分子复合材料；其形状为规则或不规则的多面体。容置腔的中间侧容置空间与边缘侧容置空间所填充的阻尼颗粒32的直径不同。
42.需要提到的是，阻尼颗粒32的体积填充率为85％
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95％。在一定的形状及填充空间内，并非颗粒的粒径越大越好、也不是颗粒的粒径越小越好。根据颗粒阻尼减振技术的机理，低阶阻尼主要由颗粒之间的碰撞和摩擦作用提供，而高阶阻尼则主要依靠颗粒与阻尼器壁之间的碰撞作用产生。如果颗粒直径增加到一定程度，对应的碰撞和摩擦作用增加到一定强度后，颗粒数量也会成为影响颗粒阻尼效果的一个重要因素。在阻尼器容积保持一定的情况下，颗粒直径越大其数量就越少，虽然单次接触耗能较大，但颗粒之间发生相互作用的机会也随之减少，同样是不利于增强阻尼效果的。兼顾考虑微重力、空间限制及减振效果，宜采用填充率在85％
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95％的体积填充率，耗能效果最佳。当填充率低时，阻尼颗粒无法发挥自身作用，当装填过程中达到饱和溢出时，相应的颗粒与颗粒之间无法碰撞，便使阻尼器变成单一的质量块。
43.在另一实施例中，壳体31沿盖板34两侧延伸配置有安装耳，用以将壳体31紧固于基座2外侧，对应将盖板34贴合配置在基座2外。安装耳上设置有螺栓孔，以使粒子阻尼器3
能够通过螺栓与基座2紧固连接。特别地，在其它实施方式中，粒子阻尼器3还可通过粘接、焊接等方式安装于基座2。
44.参照图5，安装粒子阻尼器的基座，对整个运行机组系统及其环境进行开机振动测试，得到安装粒子阻尼器前后的振动频谱曲线。图中曲线a为未安装粒子阻尼器时的振动情况，曲线b为机组基座安装粒子阻尼器时的振动情况。由图可知，安装粒子阻尼器的曲线b基本都在未安装粒子阻尼器的曲线a下面，空载即未安装粒子阻尼器时测试振动的总极值为123.75db,安装粒子阻尼器后测试振动的总极值为119.65db，说明安装粒子阻尼器后减振效果有显著提高。
45.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。