專利名稱：縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力調(diào)頻減振器，適用于控制艦船推進(jìn)軸系縱向振動(dòng)的調(diào)頻減振，屬于動(dòng)力工程減振技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軸系振動(dòng)是船舶軸系設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。軸系的縱向振動(dòng)一直是研究的熱點(diǎn)之一。特別是隨著艦船大型化的發(fā)展，以及對(duì)船體振動(dòng)的限制，對(duì)縱向減振技術(shù)提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。軸系的縱向振動(dòng)主要是由縱向激振力造成。由于伴流的不均勻性，導(dǎo)致螺旋槳推力的不均勻性。對(duì)于大功率艦船，縱向激振力有可能使臨界轉(zhuǎn)速落入到工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，從而引起嚴(yán)重的共振。一方面，該振動(dòng)會(huì)被傳至推力塊附近的船體，對(duì)艦船造成危害；另一方面，該振動(dòng)將會(huì)影響到彈性聯(lián)軸器的可靠性，甚至導(dǎo)致推力軸承嚴(yán)重磨損或發(fā)熱燒壞。軸系縱向振動(dòng)的消減和回避可以通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率、減少輸入能量、避免扭振-縱振的強(qiáng)耦合、配置減振器等措施實(shí)現(xiàn)。調(diào)整系統(tǒng)固有頻率的基本方法是改變軸段的縱向剛度、集總質(zhì)量及其分布。即改變軸系的直徑長(zhǎng)度，推力軸承及支座剛度，改變飛輪質(zhì)量或在軸系縱振相對(duì)振幅較大處安裝調(diào)頻質(zhì)量，或者改變槳葉的數(shù)目，以及改變激振力的頻率。由于進(jìn)入系統(tǒng)的振動(dòng)能量是由主機(jī)和螺旋槳激振力提供，因此減少輸入系統(tǒng)的縱振能量的方法也難以應(yīng)用，而避免扭振-縱振強(qiáng)耦合是通過(guò)減小扭振的措施改變，所以除了調(diào)頻外，其他措施對(duì)消減縱振都不會(huì)有大的效果。但是，在調(diào)頻的方法里，對(duì)軸段的嚴(yán)格限制不是長(zhǎng)久之計(jì)。將推力座布置得更靠近船尾或者增加推進(jìn)器的葉片數(shù)目也只能是暫時(shí)的解決手段，而且在改變建成船只上推力座的位置幾乎是不可能的。增加推進(jìn)器葉片的數(shù)目則會(huì)導(dǎo)致效率的損失。因此，安裝縱向減振器是降低縱振最有效的方法。艦船軸系的縱向振動(dòng)的減小可以使用縱向減振器。該種減振器是通過(guò)減振器殼體內(nèi)的油液反復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔達(dá)到減振的效果。這種方法可以達(dá)到一定的減振效果，但對(duì)調(diào)節(jié)軸系的固有頻率沒(méi)有任何作用，在共振范圍內(nèi)的振動(dòng)依然較為劇烈。而且該種減振器減振效果不甚明顯，對(duì)油液的粘性有較大的要求。艦船軸系的縱向振動(dòng)還可以使用縱向調(diào)頻減振器。該種減振器可以達(dá)到減振和調(diào)頻的目的。由于它僅僅是一個(gè)單缸的減振器，所以它有以下缺點(diǎn)1、在實(shí)際使用過(guò)程中，推力環(huán)的激振力是不均勻的，造成活塞缸內(nèi)局部的壓力過(guò)大，使得在活塞缸內(nèi)產(chǎn)生脈沖力。2、當(dāng)激振力振動(dòng)過(guò)大時(shí)，會(huì)使活塞缸、連接管路以及油箱內(nèi)的壓力過(guò)大，從而產(chǎn)生爆管，有一定的危險(xiǎn)性。3、在軸系減振時(shí)，會(huì)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，回彈效果不是很好，容易使活塞受到推力環(huán)的沖擊，從而產(chǎn)生疲勞。4、單缸減振器的減振調(diào)頻還沒(méi)有達(dá)到最佳的減振性能。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，通過(guò)將多個(gè)減振調(diào)頻器中的活塞缸連通，并在活塞缸中添加限位閥，使多個(gè)減振調(diào)頻器一體化，從而不僅可以達(dá)到減振效果，同樣也可以達(dá)到調(diào)頻作用，而且針對(duì)推力環(huán)的推力不均勻性有較好的適應(yīng)性，減振效果更加明顯。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的具體技術(shù)方案為一種縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，用于艦船軸系的減振調(diào)頻，包括底座和位于底座上的殼體，所述底座上設(shè)有油泵、換熱器和油箱，所述殼體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)活塞缸和對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力塊，多個(gè)推力塊箍接為一體，每個(gè)活塞缸內(nèi)的活塞與相應(yīng)的一個(gè)推力塊鉸接，各活塞缸通過(guò)管路相互連通，所述油泵、換熱器和油箱連接到所述管路中。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中的活塞中開(kāi)有一定深度的孔，孔中裝有限位閥，用于控制推力塊與殼體之間的距離，以及調(diào)節(jié)活塞缸中的壓力。進(jìn)一步地，所述限位閥包括套筒，閥體和彈簧，所述套筒套裝在活塞的孔中，所述閥體套接在套筒內(nèi)，該閥體一端設(shè)置有凸起的擋圈，所述彈簧套接在閥體上，閥體在彈簧的張力下通過(guò)擋圈抵接在套筒上，當(dāng)推力塊上的壓力過(guò)大時(shí)，所述閥體在活塞的壓力下克服彈簧張力在套筒內(nèi)移動(dòng)，直至孔底，從而限定推力塊與殼體之間的距離，實(shí)現(xiàn)限位。進(jìn)一步地，所述彈簧套在閥體外周或容置于閥體內(nèi)部。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中的油泵用于補(bǔ)充活塞缸內(nèi)的液壓油；換熱器位于活塞缸和油箱之間的連接管路上，用于管路中液壓油的換熱；油箱用于存儲(chǔ)液壓油。本實(shí)用新型中活塞缸可以串聯(lián)或者并聯(lián)在一起，連接的方式可以依據(jù)具體情況而定。本實(shí)用新型中的油泵，冷卻器和油箱的位置需根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)置和擺放，可以固設(shè)或者可拆卸地連接在底座上。本實(shí)用新型在用于艦船軸系的減振調(diào)頻時(shí)，可以分別在軸系兩側(cè)設(shè)置一個(gè)，兩減振器對(duì)稱分布與推力環(huán)兩側(cè)，通過(guò)螺栓密封連接為一體。本實(shí)用新型在調(diào)節(jié)軸系的固有頻率的同時(shí)也能達(dá)到減振的效果。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的途徑是根據(jù)液體的可壓縮性較小，流動(dòng)的粘性，以及本身固有的質(zhì)量對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)頻減振。艦船軸系上的推力環(huán)推動(dòng)活塞組件在活塞缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)液壓油通過(guò)連接管路在油箱和活塞缸內(nèi)來(lái)回流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)艦船軸系的減振調(diào)頻。本實(shí)用新型中的活塞是可以前后活動(dòng)的，當(dāng)軸系發(fā)生縱振時(shí)，就會(huì)通過(guò)推力塊帶動(dòng)活塞振動(dòng)，活塞壓縮活塞缸中的液壓油，使液壓油進(jìn)入油箱。雖然液壓油不容易壓縮，但是它還是有一定的壓縮性，而艦船的推力足以壓縮油缸中的油，將外力產(chǎn)生的動(dòng)能儲(chǔ)存到油缸中。在壓縮的過(guò)程中，活塞以及管道里的油都有一定的質(zhì)量，也有一定的剛度。因此， 通過(guò)這個(gè)子系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)主系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率。液壓油有一定的粘度，在被活塞壓縮的時(shí)候，就會(huì)和管道的壁面產(chǎn)生阻尼，這些阻尼消耗一部分的振動(dòng)能。系統(tǒng)的阻尼是可以調(diào)整的，若在管路上設(shè)置節(jié)流式的阻尼器、安裝控制液壓油流量的調(diào)節(jié)閥門或者調(diào)節(jié)管路的直徑，就可以調(diào)節(jié)阻尼，同時(shí)也調(diào)整了減振系統(tǒng)的阻尼率。[0027]管路中的液壓油有自身的重量和自身的體積彈性模量，因此，管路中的液壓油就有了質(zhì)量和剛度。利用縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)(RC系統(tǒng))中液壓油的質(zhì)量和剛度，就可以調(diào)節(jié)軸系的縱向振動(dòng)的固有頻率。由于，艦船在行駛中，對(duì)軸系縱向振動(dòng)影響最大的是第一階振型。因此，可以針對(duì)第一階振型設(shè)計(jì)RC系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度，就可以確定RC系統(tǒng)的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)。本實(shí)用新型的RC系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種縱向減振調(diào)頻器的組合，也屬于動(dòng)力減振中的一種。動(dòng)力減振是將一個(gè)質(zhì)量-彈性裝置安放到原物理系統(tǒng)中，使主系統(tǒng)的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到附加的減振器系統(tǒng)上，從而實(shí)現(xiàn)減少主系統(tǒng)振動(dòng)的目的。縱向減振調(diào)頻器是將阻尼減振和動(dòng)力調(diào)頻減振合為一體，使無(wú)阻尼動(dòng)力減振器變?yōu)橛凶枘岬膭?dòng)力減振器，使得其減振范圍也因此變寬，從而改善減振效果。本實(shí)用新型將多個(gè)縱向減振調(diào)頻器連為一體，從一個(gè)單自由度的減振改善為多自由度的減振，使減振的頻帶更寬，這種方法會(huì)大幅度的改善縱向減振調(diào)頻器，使其性能更為優(yōu)越。本實(shí)用新型與以往的縱向減振調(diào)頻器有如下優(yōu)點(diǎn)1、對(duì)激振力的不均勻有很好的適應(yīng)性。2、減振系統(tǒng)的安全性提高，能夠抵抗較高的激振力。3、與單一的縱向減振調(diào)頻器相比，減振效果更明顯。

[0033]圖1為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。[0034]圖2為圖2的正視結(jié)構(gòu)示意圖。[0035]圖3為圖2的后視結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]圖4為圖2的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。[0037]圖5為本實(shí)用新型中換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。[0038]圖6為本實(shí)用新型的簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖。[0039]圖7為本實(shí)用新型中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。[0040]圖8為本實(shí)用新型中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖之[0041]圖9為本實(shí)用新型中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖之[0042]圖10為本實(shí)用新型的整體安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)用新型的組成部分主要有上殼體11’，下殼體 11”，油泵12，連接管路13，換熱器14，油箱15，底座16。下殼體11”固定在底座16上。上殼體11’和下殼體11”中都設(shè)有推力塊111，活塞112和活塞缸113。針對(duì)縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱RC系統(tǒng))的參數(shù)可以設(shè)計(jì)推力塊111的結(jié)構(gòu)，在與推力環(huán)的接觸處涂上白合金， 這樣可以減少磨損，推力塊111與活塞112之間采用球形鉸接，將振動(dòng)力通過(guò)銷座傳遞到活塞12上。若將推力塊111和活塞112進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，這樣就不能使推力塊充分潤(rùn)滑。油泵12可以采用高壓型的齒輪泵或者柱塞泵。油泵12的作用是不斷的給每個(gè)活塞缸進(jìn)行液壓油的補(bǔ)充。油泵12上有一個(gè)壓力計(jì)121，用于指示活塞缸中的壓力變化，確保RC運(yùn)作的安全性。在油泵入口前設(shè)置有過(guò)濾器122，用于過(guò)濾進(jìn)入油泵中的油，防止油泵的磨損。連接管路13的作用是連接活塞缸113，換熱器14和油箱15以及活塞缸113和油泵12，連接管路13需要耐壓能力好的材料，一般采用無(wú)縫鋼管。連接管路13中與其他元件的連接處要保證較高的密封性。在連接管路上設(shè)有單向閥131和分流集流閥132，單向閥安裝在油泵12的出口和入口處，保證液壓油流動(dòng)的方向不變，而分流集流閥132安裝在冷卻器入口前，控制液壓油的流入和流出。換熱器14是用來(lái)帶走壓縮油箱時(shí)所產(chǎn)生的熱量。如圖5所示，換熱器是由外殼 141和內(nèi)螺旋管142組成，外殼141上的有出口管1411和入口管1412，這兩個(gè)管口是用來(lái)連接冷卻介質(zhì)，內(nèi)螺旋管142連接活塞缸113和油箱15。換熱器采用的冷卻介質(zhì)使用油介質(zhì)，由于連接管路的溫度較高，水冷可能會(huì)造成連接管路的腐蝕，從而造成連接管路的抗壓性，對(duì)RC的使用安全問(wèn)題造成影響。冷卻油管的油通過(guò)油泵提供動(dòng)力循環(huán)冷卻油管的溫度，換熱器也要保證它的密封性。油箱15是一個(gè)活塞缸，它的上面有排除空氣的排氣閥151，頂部還設(shè)有入口閥門 152，在與連接管連接處設(shè)有出口閥門153。在使用時(shí)，入口閥門152處于關(guān)閉狀態(tài)。油箱的材質(zhì)主要是45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，可以采用鍛鋼件或者鑄鋼件。由于油箱15承受的壓力很大，因此也要保證它的密封性。整個(gè)RC系統(tǒng)的連接方法可以按圖6所示。如圖7，圖8和圖9所示，殼體中活塞112有兩種，一種是單純的活塞，其外側(cè)套有外密封圈11M。密封圈IIM采用唇形密封圈，一般使用組合式U形圈或者作形圈。另一種不僅包括密封圈還在其內(nèi)設(shè)置了限位閥?；钊?12在活塞缸中進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞缸的底部有連接管路13的孔，這些孔可以使液壓油出入活塞缸113。殼體中的活塞112和活塞缸113分別有六個(gè)，以殼體中心孔為中心采用環(huán)形分布，活塞112和活塞缸113的數(shù)量可以依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改變。圖8和圖9是限位閥的兩種形式，可以任選其一。活塞112中開(kāi)有一定深度的孔，孔中裝有限位閥，用于控制推力塊與殼體之間的距離，以及調(diào)節(jié)活塞缸中的壓力?；钊械南尬婚y是用來(lái)保證推力塊和殼體的距離在限定范圍內(nèi)。也就是說(shuō)用來(lái)限定推力塊在振動(dòng)中的位移變化，防止了增加軸系柔韌性后帶來(lái)的軸向竄動(dòng)問(wèn)題，或者防止推力塊因壓力過(guò)大而產(chǎn)生損壞。限位閥是由套筒1121，閥體1122，彈簧1123組成。所述套筒1121套裝在活塞112 的孔中，所述閥體1122套接在套筒1121內(nèi)，該閥體1122—端設(shè)置有凸起的擋圈，所述彈簧 1123套接在閥體上，正常情況下閥體1122在彈簧1123的張力下通過(guò)擋圈抵接在套筒1121 上。當(dāng)推力塊移動(dòng)時(shí)，閥體112頂住連接孔，活塞缸中壓力增加，從而降低了推力環(huán)的移動(dòng)速度。當(dāng)閥體的底部接觸到活塞外殼時(shí)，將停止推力塊和推力環(huán)的移動(dòng)，也就控制了推力環(huán)的振動(dòng)。當(dāng)壓力減小時(shí)，液壓油的張力推動(dòng)活塞移動(dòng)，從而帶動(dòng)閥體移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的位置時(shí)閥體離開(kāi)殼體，連接管的孔就打開(kāi)了，油泵中的油繼續(xù)循環(huán)。該系統(tǒng)的使用方法是首先，將所有部件連接好，使活塞位于活塞缸底部，關(guān)閉油箱上的出口閥門153并開(kāi)啟入口閥門152，向油箱15加入液壓油，加滿后關(guān)閉入口閥門152。然后，用油泵12將油注入到上下殼體的活塞缸中，在注入時(shí)觀測(cè)油泵上的壓力計(jì)。若有回油到油泵中，說(shuō)明限位閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，等待油壓穩(wěn)定后說(shuō)明活塞等部件已經(jīng)與推力塊緊密貼合。最后，打開(kāi)油箱上連接管的出口閥門153和排氣閥151，再次等待油壓穩(wěn)定后，說(shuō)明RC系統(tǒng)工作就緒。若油壓一直不能穩(wěn)定，說(shuō)明有漏油現(xiàn)象，需要進(jìn)行RC系統(tǒng)密封性檢查。 如圖10所示，本實(shí)用新型在軸系縱向減振的應(yīng)用中，可以對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)減振調(diào)頻器系統(tǒng)1和2，兩個(gè)減振調(diào)頻器系統(tǒng)中間夾一推力環(huán)，推力環(huán)隨軸系一起旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)。這兩個(gè)縱向動(dòng)力減振器可以確保軸系的前后振動(dòng)都會(huì)受到緩沖。本實(shí)用新型可以安裝在推力軸承的前后位置都可以達(dá)到減振的目的。但是，若將本實(shí)用新型放在推力軸承的后面，則本實(shí)用新型承受的激振能量較多。因此，為了讓推力軸承承受一部分激振能量，故將本實(shí)用新型放在推力軸承的前面效果會(huì)更佳。減振調(diào)頻器系統(tǒng)1與減振調(diào)頻器系統(tǒng)2采用螺栓連接。 由于推力環(huán)與推力塊之間是滑動(dòng)摩擦，因此需要潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。殼體上設(shè)有潤(rùn)滑油管道。 使用油泵將潤(rùn)滑油循環(huán)使用。進(jìn)出油泵需要對(duì)潤(rùn)滑油過(guò)濾，防止雜質(zhì)進(jìn)入減振器造成不必要的磨損。同時(shí)保證兩個(gè)減振器中間的密封性，防止漏油。
權(quán)利要求1.一種縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，用于艦船軸系的減振調(diào)頻，其特征在于，包括底座(16) 和位于底座(16)上的殼體(11)，所述底座(16)上設(shè)有油泵(12)、換熱器(14)和油箱(15)， 所述殼體(11)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)活塞缸(11 和對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力塊(111)，所述多個(gè)推力塊 (111)箍接為一體，每個(gè)活塞缸(113)內(nèi)的活塞(112)與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)推力塊(111)鉸接， 各活塞缸(11 通過(guò)管路相互連通，所述油泵(12)、換熱器(14)和油箱(1 連接到所述管路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞(112)中開(kāi)有一定深度的孔，孔中裝有限位閥，用于控制推力塊(111)與殼體(11)之間的距離，以及調(diào)節(jié)活塞缸(11 中的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，所述限位閥包括套筒(1121)，閥體(1122)和彈簧(1123)，所述套筒(1121)套裝在活塞(112)的孔中，所述閥體(1122)套接在套筒(1121)內(nèi)，該閥體(1122)—端設(shè)置有凸起的擋圈，所述彈簧(1123)套接在閥體(1122)上，閥體(1122)在彈簧(1123)的張力下通過(guò)擋圈抵接在套筒(1121)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧(1123)套在閥體(1122)外周或容置于閥體(1122)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，所述油泵(12)用于補(bǔ)充活塞缸(113)內(nèi)的液壓油，換熱器(14)位于活塞缸(113)和油箱(15)之間的連接管路上，用于管路中液壓油的換熱，油箱(15)用于存儲(chǔ)液壓油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，活塞缸(11 通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)方式連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，油泵(12)、換熱器 (14)和油箱(1 固設(shè)或者可拆卸地連接在底座(16)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，其特征在于，在用于艦船軸系的減振調(diào)頻時(shí)，分別在軸系兩側(cè)設(shè)置一個(gè)縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，對(duì)稱分布于推力環(huán)兩側(cè)，并通過(guò)螺栓密封連接為一體。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種縱向減振調(diào)頻器系統(tǒng)，用于艦船軸系的減振調(diào)頻，包括底座(16)和位于底座(16)上的殼體(11)，所述底座(16)上設(shè)有油泵(12)、換熱器(14)和油箱(15)，所述殼體(11)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)活塞缸(113)和對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力塊(111)，多個(gè)推力塊(111)箍接為一體，每個(gè)活塞缸(113)內(nèi)的活塞(112)與相應(yīng)的一個(gè)推力塊(111)鉸接，各活塞缸(113)通過(guò)管路相互連通，所述油泵(12)、換熱器(14)和油箱(15)連接到所述管路中。本實(shí)用新型將多個(gè)縱向減振調(diào)頻器連為一體，從一個(gè)單自由度的減振改善為多自由度的減振，使減振的頻帶更寬，使減振調(diào)頻的性能更為優(yōu)越。
文檔編號(hào)F16F9/32GK202152818SQ20112021284
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者劉振勇, 吳崇健, 蔣炎坤, 馬磊 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)