一種單自由度線振動減振方法及實現裝置與流程
2023-05-28 07:43:47 1
本發明涉及一種單自由度線振動的減振方法及實現裝置，屬於需要減振的機械設備領域，尤其是運動載體上的具有多自由度運動部件的機械設備領域，如車載、船載、機載動中通天線產品，攝影雲臺設備，坦克火炮等設備的減振。
背景技術：
在現有的機械設備安裝中，為了消除安裝固定面振動對設備的影響，通常都在設備與固定面之間安裝有減振裝置，通常採用的減振裝置是彈性連接件。這樣的減振裝置雖然可以有效衰減固定面傳遞到機械設備上的某一自由度的振動，但往往使固定面和機械設備之間的其他自由度的剛度和固有頻率降低，造成機械設備運動部分的運動控制難度增加，影響整個機械設備性能指標。
技術實現要素：
為了避免現有技術的不足之處，本發明提出了一種單自由度線振動減振方法及實現裝置，既可以有效衰減單自由度運動方向上的線振動又不降低其他運動自由度的剛度。
本發明的技術方案為：
所述一種單自由度線振動減振方法，其特徵在於：通過彈性連接件連接載體與設備，彈性連接件衰減載體某一自由度的振動；還通過直線運動連接件連接載體與設備，直線運動連接件的直線運動方向沿彈性連接件所衰減的單一自由度振動方向。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振方法，其特徵在於：所述直線運動連接件採用直線軸承和光軸配合實現，光軸軸向沿彈性連接件所衰減的單一自由度振動方向。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振方法，其特徵在於：所述彈性連接件採用鋼絲繩減振器和/或減振橡膠實現。
所述一種單自由度線振動減振實現裝置，其特徵在於：包括用於連接設備的減振板(2)、用於連接載體的底座板(1)、彈性連接件、直線運動連接件；
所述彈性連接件連接減振板(2)和底座板(1)，並且衰減振動方向垂直於底座板(1)平面的載體振動；
所述直線運動連接件連接減振板(2)和底座板(1)，並且直線運動連接件的直線運動方向沿彈性連接件所衰減的振動方向。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振實現裝置，其特徵在於：所述彈性連接件由鋼絲繩減振器(3)和裝在鋼絲繩圈內的減振橡膠(6)配合實現；且彈性連接件數量不小於三套。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振實現裝置，其特徵在於：所述直線運動連接件由直線軸承(4)和光軸(5)配合實現；直線軸承(4)和光軸(5)分別安裝在減振板(2)和底座板(1)上，且光軸(5)軸向沿彈性連接件所衰減的振動方向；所述直線運動連接件數量不小於三套。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振實現裝置，其特徵在於：所述直線軸承(4)與光軸(5)配合內孔壁上嵌入有至少3排軸向滾珠(7)。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振實現裝置，其特徵在於：所述直線運動連接件由法蘭軸套(8)和光軸(5)配合實現；法蘭軸套(8)和光軸(5)分別安裝在減振板(2)和底座板(1)上，且光軸(5)軸向沿彈性連接件所衰減的振動方向；所述直線運動連接件數量不小於三套。
進一步的優選方案，所述一種單自由度線振動減振實現裝置，其特徵在於：所述法蘭軸套(8)和光軸(5)採用聚甲醛材質加工。
有益效果
由技術方案可知，本發明提出的方法及實現裝置既可以衰減單自由度運動方向上的線振動又不降低其他運動自由度的剛度。使安裝在減振裝置上的機械設備在非振動方向上具有很高的剛性及諧振頻率；可以有效降低機械設備運動部分的控制難度，大大提高控制精度。優選方案中，直線運動連接件採用直線軸承和光軸實現，使用壽命長，價格便宜，可降低生產成本。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1為本發明實施例的結構裝配示意圖；
圖2為本發明實施例的結構爆炸圖；
圖3為本發明實施例直線軸承4和光軸5的簡易裝配剖視圖；
圖4：本發明實施例法蘭軸套8和光軸5的簡易裝配剖視圖。
圖中：
1-底座板，2-減振板，3-鋼絲繩減振器，4-直線軸承，5-光軸，6-減振橡膠，7-滾珠，8-法蘭軸套。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
由於目前在減振設計領域中，設計人員往往關注和考慮的是如何儘可能的將振動衰減，比如在船載天線設備中，在天線設備與安裝載體之間加裝彈性連接件，將船艙發動機等外部振動衰減，以滿足天線設備的使用要求。但在實際使用中又發現這樣的減振方式對控制方面帶來了很大的問題，由於加裝彈性連接件，不僅衰減了垂直於天線設備與安裝載體安裝面的振動，而且將其他方向的剛度也降低了，導致固有頻率也降低了，造成機械設備運動部分的運動控制難度大幅增加，尤其當載體本身也有運動時，對設備的運動部分的控制精度很難滿足設計要求，影響整個機械設備性能指標。
為解決上述技術問題，同時又不大幅增加加工成本，本發明提出了一種單自由度線振動減振方法及實現裝置，既可以有效衰減單自由度運動方向上的線振動又不降低其他運動自由度的剛度。
其中方法的核心特徵是通過彈性連接件連接載體與設備，彈性連接件衰減載體某一自由度的振動；還通過直線運動連接件連接載體與設備，直線運動連接件的直線運動方向沿彈性連接件所衰減的單一自由度振動方向。這樣就通過彈性連接件減振，通過直線運動連接件增加其他方向的剛度。
在實施例中，具體的實現裝置包括用於連接設備的減振板2、用於連接載體的底座板1、彈性連接件、直線運動連接件，如圖1所示。
所述彈性連接件連接減振板2和底座板1，並且衰減振動方向垂直於底座板1平面的載體振動。對應於船載天線設備，底座板1固定到天線載體上，減振板2連接天線主體。
如圖2所示，所述彈性連接件由鋼絲繩減振器3和裝在鋼絲繩圈內的減振橡膠6配合實現；且彈性連接件數量不小於三套，如本實施例中採用四套彈性連接件成正方形分布，且減振橡膠6截面還可變換形狀，以更好的滿足減振要求。
所述直線運動連接件連接減振板2和底座板1，並且直線運動連接件的直線運動方向沿彈性連接件所衰減的振動方向。如圖2和圖3所示，所述直線運動連接件由直線軸承4和光軸5配合實現，所述直線軸承4與光軸5配合內孔壁上嵌入有至少3排軸向滾珠7；直線軸承4和光軸5分別安裝在減振板2和底座板1上，且光軸5軸向沿彈性連接件所衰減的振動方向；所述直線運動連接件數量不小於三套，本實施例中採用四套直線運動連接件安裝在底座板1和減振板2的四角。
此外，如圖4所示，所述直線運動連接件也可由法蘭軸套8和光軸5配合實現，法蘭軸套8和光軸5分別安裝在減振板2和底座板1上，且光軸5軸向沿彈性連接件所衰減的振動方向。法蘭軸套8和光軸5採用聚甲醛材質，聚甲醛不僅質量輕(密度為1.45g/m3)，幾何穩定性好，而且抗衝擊性能高(缺口衝擊韌度6kj/m2)，自潤滑，較好的耐酸/鹼性，耐高溫。其很低的摩擦係數，保證了它在單方向滑動摩擦過程中始終保持穩定的機械配合關係。使用壽命長，價格便宜，生產製造成本低，可用於海上等惡劣環境。
裝配時，先將減振橡膠6裝入鋼絲繩減振器3內待用，直線軸承4連接到減振板2上待用，螺絲保持鬆動；後將光軸5及安裝減振橡膠6的鋼絲繩減振器3連接到底座板1上，連接螺絲保持鬆動；再將連接直線軸承4的減振板2通過直線軸承4和光軸5的配合放置到底座板1上；最後緊固全部連接螺絲完成。
由上述技術方案可知，本發明提出的方法及實現裝置既可以衰減單自由度運動方向上的線振動又不降低其他運動自由度的剛度。使安裝在減振裝置上的機械設備在非振動方向上具有很高的剛性及諧振頻率；可以有效降低機械設備運動部分的控制難度，大大提高控制精度。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。