阅读说明：本技术 一种适用于高频振动环境的自适应减振基座 (Self-adaptive vibration damping base suitable for high-frequency vibration environment ) 是由 张龙 程俊 刘秉斌 邱荣凯 陶瑜 马俊 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种适用于高频振动环境的自适应减振基座,该方案包括有圆形的安装面板、圆形的底盘和导向柱；所述底盘尺寸和安装面板的尺寸一致；所述导向柱固定连接在底盘上；所述安装面板上对应导向柱的位置处设置有凸缘导向孔；所述底盘上固定有多个不同类型的弹簧；所述安装面板上的凸缘导向孔套在导向柱上并能够沿导向柱滑动,且安装面板与底盘的中心对齐；所述安装面板根据其上固定的设备的质量不同受到部分弹簧或全部弹簧的支撑；多个不同类型间的弹簧相互之间的刚度和高度均不相同。该方案的基座弹性刚度随承载设备的质量变化而自动变化,整体固有频率受设备质量变化的影响很小,保持远低于环境振动的水平,具有自适应减振功能。(The invention provides a self-adaptive vibration damping base suitable for a high-frequency vibration environment, which comprises a circular mounting panel, a circular chassis and a guide post, wherein the circular mounting panel is arranged on the circular chassis; the size of the chassis is consistent with that of the mounting panel; the guide post is fixedly connected to the chassis; a flange guide hole is formed in the position, corresponding to the guide post, of the mounting panel; a plurality of springs of different types are fixed on the chassis; the flange guide hole on the mounting panel is sleeved on the guide post and can slide along the guide post, and the mounting panel is aligned with the center of the chassis; the mounting panel is supported by partial springs or all springs according to the mass of equipment fixed on the mounting panel; the springs of the plurality of different types are different from each other in stiffness and height. The elastic rigidity of the base of the scheme automatically changes along with the mass change of the bearing equipment, the influence of the mass change of the equipment on the whole natural frequency is small, the level far lower than the environmental vibration is kept, and the self-adaptive vibration reduction function is realized.)

一种适用于高频振动环境的自适应减振基座

技术领域

本发明涉及的是减振降噪设备领域，用于在大型风洞厂房、海上钻进平台等受高频振动影响的作业环境下，尤其是一种适用于高频振动环境的自适应减振基座。

背景技术

在大型风洞厂房、海上钻进平台等作业环境内，运输设备常受到环境振动因素影响。为了减轻振动对设备安全使用的不利影响，或降低振动对设备工作精度的干扰，采用减振基座是常用的方法之一。目前常用的弹簧减振基座，通过设计基座的弹性刚度，可使得设备-基座整体的固有频率远离环境振动频率，起减振作用。常规减振基座的弹性刚度是固定的，而固有频率与结构刚度正相关、与结构质量负相关，若设备质量发生变化，则设备-基座整体的固有频率也将发生变化，可能变得靠近环境振动频率，导致该基座的减振功能失效。例如在高频振动环境中使用的储液罐，将其安装在弹性刚度较低的减振基座上，满载时储液罐-基座整体的固有频率较低，可减轻高频振动的影响，但随着罐内液体不断被使用，储液罐质量不断减小，整体固有频率逐渐靠近高频振动，减振效果越来越弱。常规减振基座不能自适应储液罐质量不断减小这种工作模式。

中国专利CN106122688A公开了一种减振基座，由三个底座、两个V型平衡杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆、重量球以及安装板等组件构成，将动力源产生的能量多重转换，并且通过多个连杆相互作用，将振动能量转换为各种形式能量而消耗，达到减震的目的。该装置本质上是通过结构阻尼减振，也不具有变刚度自适应减振特性。

综上，现有技术普遍存在基座弹性刚度不可调节的缺点，因此不能用于不同质量设备的减振，更不能用于质量实时变化的设备的自适应减振。本发明装置所有部件加工简单，精度要求低、装配简单，通过设计弹簧组数量、刚度和高度，可以用于在高频振动环境下质量实时减小的设备的自适应减振。该结构形式到目前为止尚未见报道。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种适用于高频振动环境的自适应减振基座的技术方案，该方案的基座弹性刚度随承载设备的质量变化而自动变化，整体固有频率受设备质量变化的影响很小，保持远低于环境振动的水平，具有自适应减振功能。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种适用于高频振动环境的自适应减振基座，其特征是：包括有圆形的安装面板、圆形的底盘和导向柱；所述底盘尺寸和安装面板的尺寸一致；所述导向柱固定连接在底盘上；所述安装面板上对应导向柱的位置处设置有凸缘导向孔；所述底盘上固定有多个不同类型的弹簧；所述安装面板上的凸缘导向孔套在导向柱上并能够沿导向柱滑动，且安装面板与底盘的中心对齐；所述安装面板根据其上固定的设备的质量不同受到部分弹簧或全部弹簧的支撑；多个不同类型间的弹簧相互之间的刚度和高度均不相同。

作为本方案的优选：设置在底盘上的多个不同类型的弹簧包括有：

一号弹簧共4个，刚度为2.0k，高度为h，分布在横边长0.6R、竖边长度1.2R的矩形的四个角点上，矩形与底盘中心对齐。其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度；

二号弹簧共4个，刚度为1.0k，高度为分布在横边长1.2R、竖边长度0.6R的矩形的四个角点上，矩形与底盘中心对齐；其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度；

三号弹簧共2个，刚度为1.0k，高度为

沿底盘中心左右两侧对称分布，与底盘中心距离为0.6R；其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度；

四号弹簧共2个，刚度为0.5k，高度为沿底盘中心上下两侧对称分布，与底盘中心距离为0.6R；其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度；

五号弹簧共4个，刚度为0.25k，高度为分布边长1.2R的正方形的四个角点上，正方形与底盘中心对齐；其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度。

作为本方案的优选：底盘周向设置有多个地脚螺栓孔，底盘能够通过地脚螺栓孔安装或直接置于工作平台上。

作为本方案的优选：安装面板上设置有若干个用于固定设备的安装孔。

作为本方案的优选：安装孔的安装分部设置为：

3×3个安装孔呈矩阵分布在安装面板中部，孔与孔间纵横间距0.3R；

4个安装孔分布在横边长0.6R、竖边长度1.6R的矩形的四个角点上，矩形与安装面板的中心对齐；

4个安装孔分布在横边长1.6R、竖边长度0.6R的矩形的四个角点上，矩形与安装面板的中心对齐；

其中，R为安装面板和底盘的半径。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中采用在底盘和安装面板之间设置有多个不同高度不同刚度的弹簧，能够实现安装面板根据其上方承载的设备的质量不同，由不同数量和种类的弹簧对安装面板进行支撑，起到减振基座的整体弹性刚度随承载设备的质量变化而自动变化，设备-基座整体固有频率保持远低于环境振动的水平，可以用于在高频振动环境下质量实时减小的设备的自适应减振。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为安装面板的结构示意图。

图3为安装面板上安装孔的孔位分部示意图。

图4为底盘上弹簧位置分部示意图。

图5为自适应减振工作原理分析计算图表。

图中，1为安装面板，2为导向柱，3为底盘，4为一号弹簧，5为二号弹簧，6为三号弹簧，7为四号弹簧，8为五号弹簧。1-1为凸缘导向孔，2-2为安装孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，该适用于高频振动环境的自适应减振基座包括安装面板1、导向柱2、底盘3、一号弹簧4、二号弹簧5、三号弹簧6、四号弹簧7、五号弹簧8。导向柱2、一号弹簧4共4个、二号弹簧5共6个、三号弹簧6共3个、四号弹簧7共1个、五号弹簧8共4个均焊接在底盘3上。所述安装面板1可沿导向柱2滑动，受部分或全部弹簧支撑。所述底盘3周向设置有8个地脚螺栓孔，可通过地脚螺栓孔安装或直接置于工作平台上。

如图2所示，所述安装面板1周向设置有4个凸缘导向孔1-1，沿导向柱2滑动；面板内有一系列安装孔1-2，可供选用于固定设备。根据所固定设备的质量不同，安装面板1受部分或全部弹簧支撑。

如图3所示，安装面板1上的安装孔1-2分布设置如下：3×3个安装孔1-2分布在底盘3中部，孔与孔间纵横间距0.3R；4个安装孔1-2分布在横边长0.6R、竖边长度1.6R的矩形的四个角点上，矩形与底盘3中心对齐；4个安装孔1-2分布在横边长1.6R、竖边长度0.6R的矩形的四个角点上，矩形与底盘3中心对齐。

如图4所示，一～五号弹簧的分布设置如下：

a、一号弹簧共4个，刚度为2.0k，高度为h，分布在横边长0.6R、竖边长度1.2R的矩形的四个角点上，矩形与底盘中心对齐。其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度。

b、二号弹簧共4个，刚度为1.0k，高度为

分布在横边长1.2R、竖边长度0.6R的矩形的四个角点上，矩形与底盘中心对齐。其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度。

c、三号弹簧共2个，刚度为1.0k，高度为

沿底盘中心左右两侧对称分布，与底盘中心距离为0.6R。其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度。

d、四号弹簧共2个，刚度为0.5k，高度为

沿底盘中心上下两侧对称分布，与底盘中心距离为0.6R。其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度。

e、五号弹簧共4个，刚度为0.25k，高度为

分布边长1.2R的正方形的四个角点上，正方形与底盘中心对齐。其中，R为安装面板和底盘的半径，m为安装板质量，g为重力常数，k为弹簧刚度。

如图5所示，为本装置自适应减振工作原理分析计算图。当质量为M(0≤M≤20m)的设备固定在安装板上时，忽略弹簧自身的质量，根据解析方法可得设备-基座整体的固有频率为其中K为整体的弹性刚度。根据本装置设计的弹簧刚度、高度计算可知，当11m＜M≤20m时，所有弹簧均起支撑作用，K等于16k；当5m＜M≤11m时，一号弹簧分离，仅二～五号弹簧均起支撑作用，K等于8k；当2m＜M≤5m时，一～二号弹簧分离，仅三～五号弹簧均起支撑作用，K等于4k；当0.5m＜M≤2m时，一～三号弹簧分离，仅四～五号弹簧均起支撑作用，K等于2k；当0m≤M≤0.5m时，一～四号弹簧分离，仅五号弹簧均起支撑作用，K等于1k。根据可计算得，随着设备质量由20m不断减小到0m，设备-基座整体的固有频率变化如图5所示，图中为基座空载时的固有频率。可以看出，当设备质量不断减小，设备-基座整体的固有频率相对变化百分比小于20％，保持在基本稳定的范围内，远离高频振动，起到了自适应减振的作用。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。