CN211820516U

CN211820516U - 一种阻尼构架

Info

Publication number: CN211820516U
Application number: CN202020408647.9U
Authority: CN
Inventors: 肖望强; 罗元易
Original assignee: Xiamen Zhenwei Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Zhenwei Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2030-03-26

Abstract

本实用新型公开了一种阻尼构架，包括构造成开放或封闭的若干个中空轮廓结构和填充在中空轮廓结构内部的阻尼材料，中空轮廓结构由若干壁元件拼接而成，若干个中空轮廓结构之间通过连接件相互固定连接，阻尼材料为散体阻尼颗粒或为由弹性包袋包裹的阻尼颗粒包袋。本实用新型的阻尼构架可与外部设备刚性连接，当外部设备振动时，其振动传递到阻尼构架上，由于阻尼构架的高阻尼效应，迅速耗能，阻断振动向外传递，从而达到减振、隔振的作用。该构架具有较大的结构阻尼，可以满足结构振动低传递作用，外部设备产生的振动经过阻尼构架，达到对***的降噪作用。该构架可以抑制弹性波的传播，是作为高铁动力包构架、风机底座等设备支撑结构的最佳选择。

Description

一种阻尼构架

技术领域

本实用新型涉及机电设备技术领域，特别涉及一种阻尼构架。

背景技术

高铁动车的转向架，风机、电机等设备的基座都是承载设备的关键性构件，高铁动车的转向架、动力包构架等是高铁运行过程中的关键性功能的单元，列车在运行过程中，转向架构架的高纵向和对角刚度是满足车辆运行过程的关键需要，另外，列车在运行过程中，轮轨与的激励通过车轮转递到列车转向架，这对转向架的动强度提出了更高的要求，因此常常用较重材料和生产成本制造转向架构架。除了技术方面的高成本之外，这还导致转向架构架具有大重量。但是列车轻量化是后续的关键，如何设计既能够满足列车转向架动刚度、也能保证列车转向架动强度成为了大家研究的热点。

建筑常用的风机、电机、水泵等机电设备的承载基座，目前最常用的是简单槽钢基座，并在槽钢基座设置隔振器。但是由于槽钢结构的阻尼小，设备的振动可能很快的经过槽钢传递到隔振器上，但由于隔振技术的有限，目前最好的隔振器隔振效率无法满足业主的需求，对于安装在楼板上的设备，其振动会经过隔振器传递到楼面，从而导致噪声，引起业主投诉。为此，能否在现有隔振元件的基础上，设计一种高阻尼框架，代替现有的槽钢基座，使得设备的振动在经过阻尼框架后快速衰减，从而提高隔振效率。

另外，有些静态物体或者是运行在特定轨道、架子上面的物体需要稳定的环境保证能够让其精确的进行工作。但是，普通的框架或者承载装置在受到外界激扰时，两种装置之间会发生相对位移，产生振动，使得工作无法顺利进行或者会破坏稳定运行的状态。因此普通的框架装置无法满足需要高精度环境工作的装置的需求。

有鉴于此，亟待针对现有的承载装置进行优化设计，使得能够提供一种能够让工作环境维持在稳定状态的装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高静刚度、低振动转递的阻尼构架，在框架或者受承载装置受到激扰后，能使得整体装置迅速稳定下来，保证良好的工作环境。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种阻尼构架，包括构造成开放或封闭的若干个中空轮廓结构和填充在所述中空轮廓结构内部的阻尼材料，所述的中空轮廓结构由若干壁元件拼接而成，若干个中空轮廓结构之间通过连接件相互固定连接，所述的阻尼材料为散体阻尼颗粒或为由弹性包袋包裹的阻尼颗粒包袋。

一种填充方式中，所述的阻尼颗粒为铁合金颗粒、铜合金颗粒、锰合金颗粒、锌合金颗粒中的一种或多种。

另一种填充方式中，所述阻尼构架角落位置的中空轮廓结构内填充的阻尼颗粒为第一阻尼颗粒，其余位置的中空轮廓结构内填充的阻尼颗粒为第二阻尼颗粒，所述第一阻尼颗粒的粒径小于第二阻尼颗粒的粒径，第一阻尼颗粒的比重大于第二阻尼颗粒的比重。

其中，所述的第一阻尼颗粒为铁合金颗粒、铜合金颗粒、锰合金颗粒、锌合金颗粒中的一种或多种，所述的第二阻尼颗粒为细砂颗粒、陶瓷颗粒、橡胶颗粒、塑料颗粒中的一种或多种。

进一步地，所述中空轮廓结构的内部空腔截面形状为圆形或多边形，每个中空轮廓结构内部空腔的阻尼材料填充率均为90～95％。

进一步地，所述壁元件的厚度为3～8mm。

进一步地，所述阻尼颗粒的外接球的球半径或颗粒包袋的外接球的球半径r与填充的中空轮廓结构的内部空腔的腔体深度D之间的关系为：r≤D/10。所述阻尼颗粒为直径0.001～100mm的球体或长短轴长度均为0.001～100mm的椭球体或边长为0.001～100mm规则的多面体或边长为0.001～100mm的不规则多面体。所述阻尼颗粒的表面摩擦因子为0.01～0.99，表面恢复系数为0.3～0.8，密度为0.1～30g/㎝³。

进一步地，所述的连接件为中空结构体或实心结构体，所述连接件通过焊接、铆接、螺栓连接中的一种与所述中空轮廓结构刚性连接。

进一步地，还包括用于减震的弹性元件，所述的弹性元件安装在若干中空轮廓结构底部，所述的弹性元件为弹簧隔振器、金属丝隔振器、橡胶隔振器中的一种或多种。

其中，所述阻尼颗粒的总质量m_p、弹性元件的个数n、单个弹性元件的载荷T_i、构架及承载设备质量和m_i之间的关系式为：

mx＝1.3nT_i-∑m_i。

本实用新型具有如下有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供的阻尼结构可以降低框架质量或者减小装置稳定下来的时间，同时将颗粒与承载装置结合在一起，当填充于中空轮廓结构内的阻尼颗粒材料受到外界较大激扰时，每个中空轮廓结构内的阻尼颗粒会产生运动，将外界的激扰的机械能通过粒子间的旋转摩擦、碰撞及颗粒与阻尼箱壁之间的摩擦碰撞耗散掉。当外界的激扰较小时，不足以破坏粒子的堆积状态，粒子表现出质量效应，可以使得装置迅速稳定下来。由此，达到受承载装置处于稳定工作环境的要求。同时，颗粒耗能与外界激扰的方向无关，对空间内的任意方向的激扰均有明显的稳定效果，由于粒子材质的多样性，可以适应不同的工作环境，进而保证受承载装置不受损害。

附图说明

图1为实施例一中的高铁转向阻尼构架的结构示意图。

图2为颗粒包袋的结构示意图。

图3为高铁转向阻尼构架填充阻尼粒子和未填充阻尼粒子时的振动输入输出曲线对比图。

图4为实施例二中风机隔振基座的安装示意图。

图5为实施例二中风机阻尼构架的立体结构示意图。

主要组件符号说明：100、风机阻尼构架；101、加强筋；1、中空轮廓结构；10、壁元件；100、加强筋；21、铁合金颗粒；22、弹性包袋；23、细砂颗粒；24、陶瓷颗粒；3、风机；4、弹性元件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

实施例一

如图1、图2所示，一种高铁转向架式阻尼构架，包括构造成开放的中空轮廓结构1和填充在中空轮廓结构1内部的阻尼材料，中空轮廓结构1由若干壁元件10拼接而成，壁元件10的厚度为5mm。为了进一步增强中空轮廓结构1的整体强度，还可以在中空轮廓结构1的内部设置加强筋101。阻尼材料为粒径为3mm的铁合金颗粒21或为由弹性包袋22包裹的铁合金颗粒21包袋，每个中空轮廓结构1内部空腔的铁合金颗粒21或铁合金颗粒21包袋的填充率均为95％。

以高铁转向架式阻尼构架的外表面为测点进行振动测试，测试结果如图3所示，图中a实线为未填充阻尼粒子时的振动输入输出曲线；图中b虚线为填充阻尼粒子时的振动输入输出曲线。从图中可以看出，相对于常规构架，本实施例的阻尼构架在主振方向的峰值降幅可以达到83％，具有较好的减振作用。

实施例二

如图4、图5所示，一种风机隔振基座，包括风机阻尼构架100和通过螺栓连接固定安装在风机阻尼构架100上的风机3。风机阻尼构架100包括构造成封闭的中空轮廓结构1、填充在中空轮廓结构1内部的阻尼材料以及安装在若干中空轮廓结构1底部的弹性元件4。弹性元件4为弹簧隔振器、金属丝隔振器、橡胶隔振器中的一种或多种。其中，阻尼颗粒的总质量m_p、弹性元件4的个数n、单个弹性元件4的载荷T_i、风机阻尼构架100及风机质量和m_i之间的关系式为：

m_p＝1.3nT_i-∑m_i。

中空轮廓结构1由若干壁元件10拼接而成，壁元件10的厚度为5mm。为了进一步增强中空轮廓结构1的整体强度，还可以在中空轮廓结构1的内部设置加强筋101。风机阻尼构架100四个角落位置的中空轮廓结构1内填充的阻尼材料为粒径为3mm的铁合金颗粒21，其余位置的中空轮廓结构1内填充的阻尼材料为粒径为4mm的细砂颗粒23或粒径为5mm的陶瓷颗粒24。每个中空轮廓结构1内部空腔的铁合金颗粒的填充率均为95％。

阻尼构架100在外界激扰(风机3)较大的情况下，阻尼颗粒的堆积状态被破坏，产生阻尼效果，通过颗粒间的摩擦、碰撞及颗粒对中空轮廓结构1壁面之间的摩擦碰撞进行迅速的耗能，使得受承载装置处于稳定的工作环境中。同时，由于颗粒阻尼材料具有万向性，颗粒的阻尼效果与外界的扰动方向无关，对任意方向的激扰均可以迅速有效的减小，适用性强。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种阻尼构架，其特征在于：包括构造成开放或封闭的若干个中空轮廓结构和填充在所述中空轮廓结构内部的阻尼材料，所述的中空轮廓结构由若干壁元件拼接而成，若干个中空轮廓结构之间通过连接件相互固定连接，所述的阻尼材料为散体阻尼颗粒或为由弹性包袋包裹的阻尼颗粒包袋。

2.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述的阻尼颗粒为铁合金颗粒、铜合金颗粒、锰合金颗粒、锌合金颗粒中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述阻尼构架角落位置的中空轮廓结构内填充的阻尼颗粒为第一阻尼颗粒，其余位置的中空轮廓结构内填充的阻尼颗粒为第二阻尼颗粒，所述第一阻尼颗粒的粒径小于第二阻尼颗粒的粒径，第一阻尼颗粒的比重大于第二阻尼颗粒的比重。

4.如权利要求3所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述的第一阻尼颗粒为铁合金颗粒、铜合金颗粒、锰合金颗粒、锌合金颗粒中的一种或多种，所述的第二阻尼颗粒为细砂颗粒、陶瓷颗粒、橡胶颗粒、塑料颗粒中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述中空轮廓结构的内部空腔截面形状为圆形或多边形，每个中空轮廓结构内部空腔的阻尼材料填充率均为90～95%。

6.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述壁元件的厚度为3～8mm。

7.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述阻尼颗粒的外接球的球半径或颗粒包袋的外接球的球半径r与填充的中空轮廓结构的内部空腔的腔体深度D之间的关系为：r≤D/10，所述阻尼颗粒为直径0.001～100mm的球体或长短轴长度均为0.001～100mm的椭球体或边长为0.001～100mm规则的多面体或边长为0.001～100mm的不规则多面体，所述阻尼颗粒的表面摩擦因子为0.01～0.99，表面恢复系数为0.3～0.8，密度为0.1～30g/㎝³。

8.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述的连接件为中空结构体或实心结构体，所述连接件通过焊接、铆接、螺栓连接中的一种与所述中空轮廓结构刚性连接。

9.如权利要求1所述的一种阻尼构架，其特征在于：还包括用于减震的弹性元件，所述的弹性元件安装在若干中空轮廓结构底部，所述的弹性元件为弹簧隔振器、金属丝隔振器、橡胶隔振器中的一种或多种。

10.如权利要求9所述的一种阻尼构架，其特征在于：所述阻尼颗粒的总质量

、弹性元件的个数n、单个弹性元件的载荷

、构架及承载设备质量和

之间的关系式为：

。