CN212407452U - 一种可调节式减振配重装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可调节式减振配重装置，涉及机械工程技术领域，安装于机械设备，壳体包含顶盖和侧盖；若干调节模块一部分竖向设置，另一部分横向设置；每个调节模块包含多根支撑杆和多个叠加且可调节设置的砝码，每根支撑杆上套设多个可调节设置的第一减振垫。本申请的减振配重装置可以使得减振配重装置的固有频率和阻尼达到满足机械设备减振需求的状态，使得装配上减振配重装置的机械设备的质心达到满足机械设备使用要求的状态。

Description

一种可调节式减振配重装置

技术领域

本申请涉及机械工程技术领域，特别涉及一种可调节式减振配重装置。

背景技术

对于一些机械设备，在一些特殊的工况环境下，机械设备会面临外部激励引发的谐振问题，而谐振会导致机械设备损坏或者机械设备精度损失，而谐振主要由机械设备的固有频率和阻尼决定。同时，基于特定的机械设备，质心位置不在安装接口的几何中心，会直接导致机械设备面临运动过程中的线角耦合问题。基于特定的旋转机械设备，质心位置不在旋转轴上，会直接导致机械设备面临运动过程中的旋转阻力矩增大的问题。

相关技术中，解决机械设备运行时谐振问题和质心问题主要分为两种情形，第一种情形，对未进行减振设计的设备补充安装减振装置；第二种情形，对已进行减振设计的机械设备更换减振装置。

但是，无论是补充安装减振装置还是更换减振装置，机械设备要么需要额外增加减振装置的安装接口，如支耳等；要么需要对已经固定安装接口的机械设备，额外增加转接板；对于大型机械设备，为保证减振性能，需要配套大型减振装置，其相应的安装接口或转接板需要额外占用较大的空间，而这对于空间本就有限的机械设备，通常需要全部重新设计规划。同时，无论是补充安装新减振装置还是更换新减振装置，新减振装置都需要反复拆装进行试验，才能得到满足要求的固有频率、阻尼以及质心位置，且通常需要整体拆装，拆装的工作量较大；并且新减振装置从设计到投产，再到加工安装，增加额外成本。

实用新型内容

本申请实施例提供一种可调节式减振配重装置，可简便安装于机械设备，且可以通过改变减振配重装置的安装位置、以及调节减振配重装置的内部的调节模块，使得减振配重装置的固有频率和阻尼达到满足机械设备减振需求的状态，使得装配上减振配重装置的机械设备的质心达到满足机械设备使用要求的状态。

本申请提供了一种可调节式减振配重装置，安装于机械设备，包含壳体，其包含可拆卸的顶盖和侧盖；

若干调节模块，分为互不干涉的两个部分，一部分竖向设置于所述壳体内，另一部分横向设置于所述壳体内；每个所述调节模块包含多根支撑杆和多个叠加且可调节设置的砝码，多根支撑杆环绕在叠加设置的砝码周围，每根支撑杆上套设多个可调节设置的第一减振垫；

当安装所述减振配重装置的机械设备的质心位置需要改变时，增减若干调节模块中砝码的数量，改变砝码在调节模块中的位置；当所述减振配重装置固有频率需要改变时，增减第一减振垫的数量和砝码的数量；当所述减振配重装置的阻尼需要改变时，更换第一减振垫的种类。

一些实施例中，所述壳体底部具有四个用于与机械设备对接的安装脚，每个安装脚开设一个容纳安装件的安装孔。

一些实施例中，所述减振配重装置包含多种对应不同阻尼系数的第一减振垫，所述第一减振垫的材质均为硅橡胶。

一些实施例中，每个所述调节模块包含一个呈矩形的承载支座、四根平行的支撑杆以及两个螺母；所述承载支座平行于所述顶盖或侧盖设置，四根所述支撑杆垂直穿透所述承载支座的四角；每根所述支撑杆在所述承载支座一侧套设所述第一减振垫，另一侧套设第二减振垫；所述两个螺母与所述支撑杆螺纹匹配，且将所有减振垫和承载支座夹持在中间。

一些实施例中，每根所述支撑杆还安装一个锥形压块，每根所述支撑杆的一端设置端头，另一端穿透顶盖或者侧盖并用锥形压块固定，且所述端头通过紧固螺钉固定于所述壳体。

一些实施例中，所述第一减振垫和第二减振垫均为圆柱形，且所述第二减振垫的长度大于所述第一减振垫，每根支撑杆上设置一个第二减振垫以及六个第一减振垫。

一些实施例中，每根支撑杆上还设置有两个减振垫压块，一个所述减振垫压块设置在所述第二减振垫与所述螺母之间，另一个所述减振垫压块设置在最外侧的其中一个第一减振垫与所述螺母之间。

一些实施例中，多个所述砝码设置于四根所述支撑杆的正中央，位于所述承载支座朝向顶盖或侧盖的一侧；且多个砝码两两可拆卸固定连接。

一些实施例中，每个所述砝码开设成阶梯状的内六角槽和内螺纹孔，还包含一个外螺柱；所述内螺纹孔的直径小于所述内六角槽的内切圆直径；所述外螺柱从背对于内六角槽的一面向外伸出，且所述外螺柱与所述内螺纹孔同轴设置，且所述外螺柱的长度大于所述内六角槽的深度，小于所述内六角槽和内螺纹孔的深度之和。

一些实施例中，所述壳体侧壁开设多个调节窗口，所述调节窗口用于在不拆卸顶盖和侧盖的前提下，改变砝码在调节模块中的位置。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种可调节式减振配重装置，主要包含壳体和若干调节模块，一部分调节模块竖向设置，另一部分调节模块横向设置，每个调节模块包含支撑杆、砝码和多个第一减振垫，通过增减若干调节模块中砝码的数量，改变砝码在调节模块中的位置，增减第一减振垫的数量，更换第一减振垫的种类，使得减振配重装置的固有频率和阻尼达到满足机械设备减振需求的状态，使得装配上减振配重装置的机械设备的质心达到满足机械设备使用要求的状态(具体指的是质心与机械设备回转轴重合，例如质心和机械设备的安装接口几何中心重合)；本申请的减振配重装置集成一体，可简便安装于机械设备，无须额外增设安装接口或转接板，不用额外占用空间；在进行质心、固有频率和阻尼调节时，无须对减振配重装置整体进行反复拆装实验，只需要在安装好减振配重装置之后，对减振配重装置内部进行微调即可，大大减少了拆装工作量，提高了调节效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的减振配重装置的***图；

图2为本申请实施例提供的调节模块的***图；

图3为本申请实施例提供的减振配重装置的正面示意图；

图4为本申请实施例提供的减振配重装置的侧面示意图；

图5为本申请实施例提供的砝码正面示意图；

图6为本申请实施例提供的砝码背面示意图；

附图标记：1、壳体；2、顶盖；3、侧盖；4、承载支座；5、砝码；6、支撑杆；7、第一减振垫；8、第二减振垫；9、减振垫压块；10、螺母；11、锥形压块；12、紧固螺钉；51、内螺纹孔；52、内六角槽；53、外螺柱；100、调节模块；101、安装脚；102、调节窗口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请公开了一种可调节式减振配重装置的实施例，减振配重装置安装于机械设备，其包含壳体1和若干调节模块100；壳体1包含可拆卸的顶盖2和侧盖3。若干调节模块100分为彼此独立且互不干涉的两个部分，一部分竖向设置于壳体1内，另一部分横向设置于壳体1内。每个调节模块100包含多根支撑杆6和多个叠加且可调节设置的砝码5，多根支撑杆6环绕在叠加设置的砝码5周围，每根支撑杆6上套设多个可调节设置的第一减振垫7。

在将减振配重装置安装于机械设备之后，机械设备和减振配重装置需综合考虑；当安装有减振配重装置的机械设备的质心位置需要改变时，增减若干调节模块100中砝码5的数量，改变砝码5在调节模块100中的位置。具体地，调节安装有减振配重装置的机械设备的质心位置的具体过程分为三种，一种是粗调，直接通过增减横向设置或竖向设置的调节模块100的数量，较大单位的改变质量，来实现质心位置的粗调；第一种微调，通过增减调节模块100中砝码5的数量，较小单位的改变质量，来实现质心位置的微调；第二种微调，是通过改变调节模块100中砝码5的位置，来实现质心位置的微调。对于特定的机械设备，调节的目标是使得安装有减振配重装置的机械设备的质心位置与安装接口的几何中心重合，避免机械设备运动过程中出现线角耦合问题；对于特定的旋转机械设备，调节的目标是使得安装有减振配重装置的机械设备的质心位置落在旋转轴上，避免机械设备运动过程中出现旋转阻力矩增大的问题。

当减振配重装置的固有频率需要改变时，通过增减第一减振垫7的数量，增减砝码5的数量进行调节；具体地，固有频率的调节与减振配重装置的重量和刚度相关，减振配重装置的重量通过增减砝码5的数量即可，减振配重装置的刚度通过增减第一减振垫7的数量进行调节。

当减振配重装置的阻尼需要改变时，更换第一减振垫7和/或第二减振垫8的种类，通过改变第一减振垫7和/或第二减振垫8的阻尼系数来实现对减振配重装置的阻尼的调节。

在本申请的附图中，仅仅示出竖向设置的调节模块100为两个，横向设置的调节模块100为一个的情形；但在实际设计时，减振配重装置在两个方向上的调节模块100可以任意搭配。

如图3所示，壳体1的底部具有四个用于与机械设备安装接口对接的安装脚101，每个安装脚101开设一个安装孔。减振配重装置通过四个安装脚101可直接安装于机械设备，在实际使用时，只需要在机械设备上直接开孔安装即可，相对于现有的减振装置，无须额外增设安装接口和转接板，本申请的减振配重装置为集成整体装置，安装简便。

优选地，壳体1呈长方体壳体，且该长方体壳体的一对相对面(相对设置的两个面)为正方形，则长方形壳体的另外两对相对面之间的距离相等，在上述两对相对面之间设置横向和竖向支撑杆6，每个支撑杆6的长度相等，便于各个支撑杆6灵活安装，彼此可以互换。

具体地，更换第一减振垫7的种类指的是更换不同类型的硅橡胶，不同类型的硅橡胶对应不同的阻尼系数。在实际使用减振配重装置的时候，减振配重装置包含多种对应不同阻尼系数的第一减振垫7，多种第一减振垫7的材质均为硅橡胶。不同种类的第一减振垫7可以是尺寸相同、刚度相同但阻尼系数不同，还可以是尺寸相同，但是刚度、阻尼系数不同。不论是什么种类的第一减振垫7，其刚度和阻尼系数均为已知。在调节减振配重装置的固有频率或阻尼时，可以根据已知的刚度和阻尼系数计算需要多少数量，并进行增减调节。

在一个减振配重装置的实施例中，每个调节模块100包含一个呈矩形的承载支座4、四根平行的支撑杆6以及两个螺母10。承载支座4平行于顶盖2或侧盖3设置，具体地，竖向设置的调节模块100的承载支座4平行于顶盖2，横向设置的调节模块100的承载支座4平行于侧盖3设置。四根支撑杆6垂直穿透承载支座4的四角。每根支撑杆6在承载支座4一侧套设第一减振垫7，另一侧套设第二减振垫8。具体地，第一减振垫7朝向顶盖2或侧盖3，第二减振垫8位于另外一侧。两个螺母10与支撑杆6螺纹匹配，且将所有减振垫和承载支座4夹持在中间。当需要改变砝码5在调节模块100中的位置时，只需要移动两个螺母10，即可调整整个所有砝码5的位置。

如图3所示，进一步地，每根支撑杆6还安装一个锥形压块11，每根支撑杆6的一端设置端头，另一端穿透顶盖2或者侧盖3并用锥形压块11固定，且端头通过紧固螺钉12固定于壳体1。锥形压块11能够可拆卸固定支撑杆6。

进一步地，第一减振垫7和第二减振垫8均为圆柱形，且第二减振垫8的长度大于第一减振垫7，每根支撑杆6上设置一个第二减振垫8以及六个第一减振垫7。

优选地，每根支撑杆6上还设置有两个减振垫压块9，一个减振垫压块9设置在第二减振垫8与螺母10之间，另一个减振垫压块9设置在最外侧的其中一个第一减振垫7与螺母10之间。减振垫压块9能够在压紧第一减振垫7和第二减振垫8的同时，不改变第一减振垫7和第二减振垫8的阻尼系数。

如图2所示，多个砝码5设置于四根支撑杆6的正中央，位于承载支座4朝向顶盖2或侧盖3的一侧；且多个砝码5两两可拆卸固定连接。优选地，对应于砝码5的位置，顶盖2和侧盖3开设有一个便于增加或减少的砝码5的通孔。

在一个实施例中，每个砝码5开设成阶梯状的内六角槽52和内螺纹孔51，每个砝码5还设置一个外螺柱53。内螺纹孔51的直径小于内六角槽52的内切圆直径；外螺柱53从背对于内六角槽52的砝码5的一面向外伸出，且外螺柱53与内螺纹孔51同轴设置，且外螺柱53的长度大于内六角槽52的深度，小于内六角槽52和内螺纹孔51的深度之和。在减振配重装置中，要求外螺柱53与内螺纹孔51匹配的部分的连接强度，能够支持10个砝码5的重量；根据砝码5实际重量的不同，外螺柱53与内螺纹孔51匹配的部分的连接强度也随之发生变化。

在减振配重装置使用时，内六角槽52便于砝码5的安装拆卸，一个砝码5的外螺柱53与另一个相邻砝码5的内螺纹孔51相互配合，便于改变减振配重装置的质量，且砝码5设计巧妙，减小了所有砝码5占用的空间，减小了减振配重装置的体积。

优选地，在一个实施例中，外螺柱53周向全部设置有外螺纹；在另一个实施例中，从外螺柱53与砝码5连接的一端开始，到内六角槽52与内螺纹孔51的阶梯面的部分长度外边面光滑，在外螺柱53的长度大于内六角槽52的深度的部分加工外螺纹。

如图3所示，优选地，壳体1设置横向的调节窗口102，调节窗口102用于在不拆卸顶盖2和侧盖3的前提下，改变砝码5在调节模块100中的位置，进而改变质心位置。

本申请的减振配重装置使用安装灵活，可以安装于机械设备内部、机械设备外壳表面或者同机械设备一起安装于外部激励面。

本申请的具体工作原理如下：

在机械设备质心和安装接口的几何中心不重合时，在动态环境下，机械设备会出现线角耦合问题。具体地，安装接口的几何中心指的是，例如机械设备的四个安装接口成长方形的四角时，则安装接口的几何中心为长方形的中心；当机械设备的八个安装接口成长方体的八角时，则安装接口的几何中心为长方体的中心。尤其对于一些精密设备，例如惯性测量装置，线角耦合问题会对线性加速度、角速度的测量引入误差，影响整体测量精度。另外，线角耦合问题会导致部分机械设备的固有频率降低，在以低频段为主的外部激励环境下，机械设备的抗振性能降低。

本申请的减振配重装置在安装于机械设备的合适的位置后，可以通过增减调节模块100的数量，增减若干调节模块100中砝码5的数量，改变砝码5在调节模块100中的位置，实现安装有减振配重装置的机械设备的质心和安装接口的几何中心重合(能够通过模拟模型直接观测)，从而解决机械设备线角耦合问题，提高惯性测量设备等精密设备的性能。

同样的，调节减振配重装置的质量(与砝码5的数量相关)、刚度(与第一减振垫7的数量相关)的大小可以实现对减振配重装置的固有频率的调节。通过调节减振配重装置固有频率，使减振配重装置的固有频率与外部激励的频率相等时，可以消除机械设备在原谐振频率的谐振。

具体地，原谐振频率更改后会产生两个新的谐振点，为了保证机械设备在外部激励作用下不会产生谐振，需要将新的谐振频率调节至外部激励频率范围外。质量、刚度参数共同确定机械设备的固有频率值，质量越高，新的谐振频率与原谐振频率的距离越远。当调节后的谐振频率刚好避开外部激励频率范围时，一般留5％安全范围，为最理想状态。

阻尼***的基本规律等同无阻尼弹簧***，但是阻尼的存在可以降低谐振点的振动峰值。通过调节试验加上动力学计算，可以直接解算出外部激励环境下的最佳的阻尼值，可以提升减振配重装置的减振性能。

本申请的减振配重装置，通过增减若干调节模块100中砝码5的数量，改变砝码5在调节模块100中的位置，增减第一减振垫7的数量，更换第一减振垫7和/或第二减振垫8的种类，使得减振配重装置的固有频率和阻尼达到满足机械设备减振需求的状态，使得装配上减振配重装置的机械设备的质心达到满足机械设备使用要求的状态(质心在旋转轴上或者质心位置位于安装接口的几何中心)；本申请的减振配重装置集成一体，可简便安装于机械设备，无须额外增设安装接口或转接板，不用额外占用空间，在安装时只需要在机械设备上设置对应于安装脚101的孔即可，即便没有设置安装用的孔，也可以直接在机械设备上开设；减振配重装置，各个零件基本固化，可实现批量生产，在进行质心、固有频率和阻尼调节时，无须对减振配重装置整体进行反复拆装实验，只需要在安装好减振配重装置之后，对减振配重装置内部进行微调即可；即使减振配重装置在使用过程中，需要更换减振配重装置，也不需要进行整体拆卸，只需要进行内部细微调整即可，相对于传统的减振装置，大大减少了拆装工作量，提高了调节效率。此外，相对于传统的减振装置，无论是补充安装还是更换，本申请的减振配重装置因为批量生产，无需单独设计，减少了大量设计生产成本。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可调节式减振配重装置，安装于机械设备，其特征在于：

壳体(1)，其包含可拆卸的顶盖(2)和侧盖(3)；

若干调节模块(100)，分为互不干涉的两个部分，一部分竖向设置于所述壳体(1)内，另一部分横向设置于所述壳体(1)内；每个所述调节模块(100)包含多根支撑杆(6)和多个叠加且可调节设置的砝码(5)，多根支撑杆(6)环绕在叠加设置的砝码(5)周围，每根支撑杆(6)上套设多个可调节设置的第一减振垫(7)。

2.如权利要求1所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：所述壳体(1)底部具有四个用于与机械设备对接的安装脚(101)，每个安装脚(101)开设一个容纳安装件的安装孔。

3.如权利要求1所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：所述减振配重装置包含多种对应不同阻尼系数的第一减振垫(7)，多种所述第一减振垫(7)的材质均为硅橡胶。

4.如权利要求1所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：每个所述调节模块(100)包含一个呈矩形的承载支座(4)、四根平行的支撑杆(6)以及两个螺母(10)；所述承载支座(4)平行于所述顶盖(2)或侧盖(3)设置，四根所述支撑杆(6)垂直穿透所述承载支座(4)的四角；每根所述支撑杆(6)在所述承载支座(4)一侧套设所述第一减振垫(7)，另一侧套设第二减振垫(8)；所述两个螺母(10)与所述支撑杆(6)螺纹匹配，且将所有减振垫和承载支座(4)夹持在中间。

5.如权利要求1所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：每根所述支撑杆(6)还安装一个锥形压块(11)，每根所述支撑杆(6)的一端设置端头，另一端穿透顶盖(2)或者侧盖(3)并用锥形压块(11)固定，且所述端头通过紧固螺钉(12)固定于所述壳体(1)。

6.如权利要求4所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：所述第一减振垫(7)和第二减振垫(8)均为圆柱形，且所述第二减振垫(8)的长度大于所述第一减振垫(7)，每根支撑杆(6)上设置一个第二减振垫(8)以及六个第一减振垫(7)。

7.如权利要求6所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：每根支撑杆(6)上还设置有两个减振垫压块(9)，一个所述减振垫压块(9)设置在所述第二减振垫(8)与所述螺母(10)之间，另一个所述减振垫压块(9)设置在最外侧的其中一个第一减振垫(7)与所述螺母(10)之间。

8.如权利要求4所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：多个所述砝码(5)设置于四根所述支撑杆(6)的正中央，位于所述承载支座(4)朝向顶盖(2)或侧盖(3)的一侧；且多个砝码(5)两两可拆卸固定连接。

9.如权利要求8所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：每个所述砝码(5)开设成阶梯状的内六角槽(52)和内螺纹孔(51)，每个所述砝码(5)设置一个外螺柱(53)；所述内螺纹孔(51)的直径小于所述内六角槽(52)的内切圆直径；所述外螺柱(53)从背对于内六角槽(52)的一面向外伸出，且所述外螺柱(53)与所述内螺纹孔(51)同轴设置，且所述外螺柱(53)的长度大于所述内六角槽(52)的深度，小于所述内六角槽(52)和内螺纹孔(51)的深度之和。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种可调节式减振配重装置，其特征在于：所述壳体(1)侧壁开设多个用于改变砝码(5)在调节模块(100)中位置的调节窗口(102)。

Images