一種基於聚氨酯填充物的減振器的製造方法

2023-05-14 05:38:06

一種基於聚氨酯填充物的減振器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於聚氨酯填充物的減振器，包括圓桶形的外殼、墊板和彈性顆粒，所述彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，所述彈性顆粒設置在所述外殼中，所述彈性顆粒和所述外殼的開口之間設置有所述墊板。本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器結構簡單，通過在減振器外殼中填充帶聚氨酯顆粒的彈性材料，克服了紡機機器生產中振動導致系統的各種成形運動受到的幹擾和破壞，提高了生產效率和機器使用壽命。
【專利說明】一種基於聚氨酯填充物的減振器【技術領域】
[0001]本實用新型屬於工業設備的減振降噪領域，具體涉及一種基於聚氨酯填充物的減振器。
【背景技術】
[0002]高速和大功率機械設備的迅速發展帶來嚴重的振動和噪聲等問題，長時間使用會造成部分器件失效、儀器儀表失靈、壽命縮短，嚴重時甚至影響機械設備的精度和效率，降低設備的性能和可靠性，從而引發災難性後果，影響生產，造成極其慘重的經濟損失。彈性阻尼材料和技術是控制結構共振、結構發生振動和噪聲的最有效的方法，不但成為國際上極為重視的研究領域，而且近年來在工業界已取得了很多成功的應用，並取得顯著的進展和成績。如我國進口的德國大型機械設備中，大部分都採用了彈性阻尼材料來減小機械振動和噪聲；又如繼電器是一類振動敏感部件，過大的振動響應會使繼電器錯誤動作而導致嚴重事故。美國衛星上用的繼電器板，採用自由阻尼材料使共振放大倍數由44降至6。因此，阻尼材料及相關技術在電子和機械設備減振緩衝設計中應用的必然趨勢，使得對它的研究、開發和利用愈來愈受人們的重視，並且產生了重大的社會和經濟效益。
[0003]利用聚氨酯、浙青等配製阻尼材料是隨著阻尼減振降噪技術的要求而發展起來的優質價廉的一種新材料，它具有許多優良性能。首先，它具有較強的粘結力，因而可以粘結不同的材料來實現不同的功能；它還具有塑性和粘彈性，在外力作用下，半固態浙青或固態浙青即使出現被壓扁、展延、扭卷等變形現象，在外力取消後，仍能保持原有的形狀而不被破壞(裂縫或斷開)；最後，它還有溫度依賴性、抗透水性和耐腐蝕性，浙青材料在高溫條件下成型性很好，幾乎不溶於水並具有一定的防水性，同時也具有抵抗酸、鹼、鹽侵蝕的能力。在製備阻尼材料時，需要加入各種鬆散的填料(如鋸末、碳黑、石墨)包裹起來，並與金屬結構材料粘結成具有一定強度的整體從而實現各種不同的功能。浙青型粘彈性阻尼材料的基本配方是以浙青為基材，並配入大量有機、無機填料混合而成。浙青本身是一種具有中等阻尼的材料，在浙青和填料的界面上因摩擦而產生的振動能向熱能轉變，在振動的衰減中起主要作用。此外，填料的比`重、形狀、粒徑、粒度分布、表面活性等與阻尼材料的性能也有很大的關係。
[0004]浙青聚合物在作為阻尼材料使用的過程中的損耗使應力轉化為熱量，適當摻雜碳黑、石墨等填料，有助於提高阻尼材料的導熱性，避免阻尼材料因過熱而老化。此外，石墨和碳黑具有防止降解的優點，可以保護所填充的聚合物避免發生紫外線照射引發的降解。2004年石墨烯的發現開創了人們對碳材料研究的新紀元，它是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈.海姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導熱係數高達5300W/m.K，高於碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率比納米碳管或矽晶體高，而電阻率比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。石墨烯的這些獨特性能賦予了它可在阻尼材料中發揮重大的作用，將它作為填充劑，有望發揮其熱導率超高的特性，同時作為輕質剛性填充劑，石墨烯有助於材料剛度的大幅度增加和損耗因子的峰值增寬，這樣能增加耗散能量，改善減振降噪的效果，大大提升浙青型阻尼的減振性能和效果。
[0005]因此，需要一種基於聚氨酯填充物的減振器以解決上述問題。
實用新型內容
[0006]實用新型目的:本實用新型針對現有技術中紡機機器生產中振動導致系統的各種成形運動受到幹擾和破壞、生產效率降低、機器壽命降低的缺陷，提供一種基於聚氨酯填充物的減振器。
[0007]技術方案:為解決上述技術問題，本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器採用如下技術方案:
[0008]一種基於聚氨酯填充物的減振器，包括圓桶形的外殼、墊板和彈性顆粒，所述彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，所述彈性顆粒設置在所述外殼中，所述彈性顆粒和所述外殼的開口之間設置有所述墊板。
[0009]更進一步的，所述彈性顆粒設置在網兜中。將彈性顆粒設置在網兜中，更容易集中彈性顆粒。
[0010]更進一步的，還包括橡膠墊和固定環，所述彈性顆粒和所述墊板之間設置有所述橡膠墊，所述固定環將所述墊板固定在外殼內。
[0011]更進一步的，還包括固定環，所述固定環將所述墊板固定在所述外殼的開口內。
[0012]有益效果:本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器結構簡單，通過在減振器外殼中填充帶聚氨酯顆粒的彈性材料，其中，聚氨酯顆粒為現有技術中常用的材料，克服了紡機機器生產中振動導致系統的各種成形運動受到的幹擾和破壞，提高了生產效率和機器使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的立體圖；
[0014]圖2是本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的俯視圖；
[0015]圖3是本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的A-A向剖視圖；
[0016]圖4是本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的主視圖；
[0017]圖5是外殼的立體圖；
[0018]圖6是墊板的立體圖；
[0019]圖7是墊板的俯視圖；
[0020]圖8是墊板的B-B向剖視圖；
[0021]圖9是固定環的立體圖；
[0022]圖10是固定環的俯視圖；
[0023]圖11是固定環的C-C向剖視圖；
[0024]圖12是橡膠墊的立體圖；[0025]圖13是橡膠墊的俯視圖；
[0026]圖14是橡膠墊的D-D向剖視圖；
[0027]圖15是1.2kg規格的本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的加載力與壓縮變形量的三次實驗結果曲線圖；
[0028]圖16是1.0kg規格的本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的加載力與壓縮變形量的三次實驗結果曲線圖；
[0029]圖17是本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器的振動測點布置示意圖；
[0030]圖18第一測點1.0kg規格的減振器時域圖；
[0031]圖19第一測點1.0kg規格的減振器頻譜圖；
[0032]圖20第二測點1.0kg規格的減振器時域圖；
[0033]圖21第二測點1.0kg規格的減振器頻譜圖；
[0034]圖22第三測點1.2kg規格的減振器時域圖；
[0035]圖23第三測點1.2kg規格的減振器頻譜圖；
[0036]圖24第四測點1.2kg規格的減振器時域圖；
[0037]圖25第四測點1.2kg規格的減振器頻譜圖；
[0038]圖261.2kg規格純聚氨酯的減振器的力與位移曲線；
[0039]圖271.2kg規格聚氨酯與填料質量比9:1的減振器的力與位移曲線；
[0040]圖281.2kg規格聚氨酯與填料質量比8:2的減振器的力與位移曲線；
[0041]圖291.0kg規格聚氨酯與填料質量比8:2的減振器的力與位移曲線；
[0042]圖30L 35kg規格純聚氨酯的減振器的力與位移曲線。
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀了本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0044]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14所示，本實用新型的基於聚氨酯填充物的減振器，包括圓桶形的外殼1、墊板2和彈性顆粒，彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，彈性顆粒設置在外殼I中，彈性顆粒和外殼I的開口之間設置有墊板2。優選的，彈性顆粒設置在網兜中。彈性顆粒包括聚氨酯顆粒和填料，填料為炭黑和/或石墨烯。聚氨酯混合物在處理振動效果時，需要的初始力小的多，實用範圍更廣，實際減振效果更佳，則可以制定不同規格載荷的減振器，選擇性多樣化。更優選的，聚氨酯顆粒與填料的重量比為8:2-9:1，聚氨酯顆粒與填料的重量比合適。還包括橡膠墊3，彈性顆粒和墊板2之間設置有橡膠墊3，固定環4將墊板2固定在外殼內。還包括固定環4，固定環4將墊板2固定在外殼I的開口內。
[0045]其中，外殼I的開口處設置有一圈第一通孔，固定環4也設置有與第一通孔相對應的第二通孔，通過鉚釘5將固定環4固定在外殼I上。
[0046]墊板2為圓板形，其中部設置有第一凸起21，凸起21的中部設置有圓錐形的第一凹槽22，第一凹槽22的底部設置有第二凹槽23。
[0047]橡膠墊3為圓板形，橡膠墊3的外側設置有一圈第二凸起31，墊板2設置在第二凸起31圍成的區域內。這樣，橡膠墊3和墊板2之間的位置更容易固定，
[0048]實施例1
[0049]本實施例的基於聚氨酯填充物的減振器的外殼直徑為213mm，外殼高度為105mm，其中，彈性顆粒中聚氨酯顆粒和填料的質量比範圍為8:2-9:1，不同型號的減振器載荷承受能力和屈服力不同，其使用載荷範圍為IOOOkg?1350kg，最大可承受載荷1550kg，屈服力的範圍為2.3kN-6.6kN,屈服後的線性保持良好，剛度範圍為0.53kN/mm-0.82kN/mm。
[0050]製作方法:
[0051]將一定量的彈性顆粒裝入網兜中，無洩漏紮好稱重後，放置在外殼中，放在專用夾具上進行組裝，從上至下順序依次為固定環、墊板、橡膠墊、彈性顆粒和外殼。
[0052]進行其力與位移的測試，測定其屈服力，剛度，以及屈服後線性是否良好，從而對不同載荷下彈性顆粒用量進行評估，在紡機工作車間，通過信號採集系統進行振動時域、頻譜測試，以確定其具體振動有效值及振動最大值。
[0053]綜合以上數據，確定不同載荷強度下聚氨酯顆粒的合理用量，確保能夠最大化減輕紡機工作時的振動，提高生產效率。
[0054]實驗測試:
[0055](I)進行聚氨酯壓縮試驗，測定繪製其加載力與壓縮變形量的關係曲線圖；
[0056]測試目的:測量其彈性性能，是否具有一定的線性，並初步猜想聚氨酯在紡機工作環境下的適應情況；
[0057]測試結果:請參閱圖15和圖16所示，從壓力與位移關係可以看出，當施加在TPU上的力到一定程度時，能夠呈現線性狀態，初步猜想能夠適應不同載荷下紡機所產生的振動，且減振效果良好。
[0058](2)在紡機機角處進行減振器的振動時域、頻譜測試，測定其振動有效值及振動最大值，並觀察圖譜振動頻率，實際減振效果；
[0059]測試目的:TPU減振器實際減振效果測試
[0060]I)振動信號採集設備
[0061]TST5915動態信號採集系統
[0062]振動傳感器型號:608A11(Industrial Monitoring Instrumentation, IMI)
[0063]2)減振器:4隻基於聚氨酯填充物的減振器:其中，1.2kg規格兩隻，1.0kg規格兩隻；
[0064]3)測試對象
[0065]Tm3型經編機，其中經編機上電動機的轉速為2200轉/分。
[0066]4)振動測試點的布置
[0067]本次測試中，共在經編機上靠近減振器四個機腳處的Z (垂直)方向各安裝一個振動傳感器(共四個測點)，振動測點布置，請參閱圖17所示。
[0068]5)實驗步驟:
[0069]1、分別在經編機的四腳安裝本實用新型的減振器，其中機頭兩腳分別安裝一隻
1.2kg規格減振器，機尾兩腳分別安裝一隻1.0kg規格減振器；
[0070]2、分別在經編機上靠近減振器四個機腳處的Z (垂直)方向各安裝一個振動傳感器；[0071]3、開啟經編機，待機器運行穩定後在四個振動測點進行數據採集(採樣頻率:500Hz，採樣點數:2048點)。
[0072]測試結果:請參閱圖18、圖19、圖20、圖21、圖22、圖23、圖24和圖25所示，為四個測點上減振器的頻譜時域圖。
[0073]圖18為第一測點1.0kg規格的減振器時域圖；圖19為第一測點1.0kg規格的減
振器頻譜圖；
[0074]圖20為第二測點1.0kg規格的減振器時域圖；圖21為第二測點1.0kg規格的減
振器頻譜圖；
[0075]圖22為第三測點1.2kg規格的減振器時域圖；圖23為第三測點1.2kg規格的減振器頻譜圖；
[0076]圖24為第四測點1.2kg規格的減振器時域圖；圖25為第四測點1.2kg規格的減
振器頻譜圖。
[0077]表一為各測點的振動特徵量
[0078]表一、各測點有效值及最大值(cm/s2)
[0079]
【權利要求】
1.一種基於聚氨酯填充物的減振器，其特徵在於，包括圓桶形的外殼(I)、墊板(2)和彈性顆粒，所述彈性顆粒包括聚氨酯顆粒，所述彈性顆粒設置在所述外殼(I)中，所述彈性顆粒和所述外殼(I)的開口之間設置有所述墊板(2 )。
2.如權利要求1所述的基於聚氨酯填充物的減振器，其特徵在於，所述彈性顆粒設置在網兜中。
3.如權利要求1所述的基於聚氨酯填充物的減振器，其特徵在於，還包括橡膠墊(3)和固定環(4)，所述彈性顆粒和所述墊板(2)之間設置有所述橡膠墊(3)，所述固定環(4)將所述墊板(2)固定在外殼內。
4.如權利要求1所述的基於聚氨酯填充物的減振器，其特徵在於，還包括固定環(4)，所述固定環(4 )將所述墊板(2 )固定在所述外殼(I)的開口內。
【文檔編號】F16F7/108GK203585184SQ201320472757
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年8月2日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】檀鑫, 史迅 申請人:南京龍吟精密科技有限公司