水润滑橡胶合金轴承装置、摩擦自激振动噪声主动抑制系统及方法

文档序号:17940 发布日期:2021-09-21 浏览:43次 >En<

阅读说明:本技术 水润滑橡胶合金轴承装置、摩擦自激振动噪声主动抑制系统及方法 (Water-lubricated rubber alloy bearing device, friction self-excited vibration noise active inhibition system and method ) 是由 王家序 甘来 向果 韩彦峰 肖科 贾航 王成 于 2021-05-14 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种水润滑橡胶合金轴承装置、摩擦自激振动噪声主动抑制系统及方法,水润滑橡胶合金轴承装置包括水润滑橡胶合金轴承和套设于水润滑橡胶合金轴承外的轴承座,还包括金属橡胶套,金属橡胶套设置于水润滑橡胶合金轴承和轴承座之间,金属橡胶套的一端设有用于驱动金属橡胶套变形以改变金属橡胶套刚度的驱动机构。本发明通过在水润滑橡胶合金轴承与轴承座之间布置金属橡胶套调节支撑刚度,使用驱动机构调节金属橡胶套的变形和刚度,并通过传感器实时监测轴承状态,采集轴承信号形成主动控制策略,主动控制金属橡胶套变形以调节其对水润滑橡胶合金轴承的支撑刚度,从而达到从噪声源头主动抑制水润滑橡胶合金轴承的摩擦自激振动噪声的功能。(The invention discloses a water-lubricated rubber alloy bearing device, a friction self-excited vibration noise active suppression system and a friction self-excited vibration noise active suppression method. According to the invention, the supporting rigidity is adjusted by arranging the metal rubber sleeve between the water-lubricated rubber alloy bearing and the bearing seat, the deformation and rigidity of the metal rubber sleeve are adjusted by using the driving mechanism, the bearing state is monitored in real time by the sensor, the bearing signal is acquired to form an active control strategy, and the deformation of the metal rubber sleeve is actively controlled to adjust the supporting rigidity of the metal rubber sleeve on the water-lubricated rubber alloy bearing, so that the function of actively inhibiting the friction self-excited vibration noise of the water-lubricated rubber alloy bearing from a noise source is achieved.)

水润滑橡胶合金轴承装置、摩擦自激振动噪声主动抑制系统 及方法

技术领域

本发明涉及水润滑橡胶合金轴承

技术领域

,尤其涉及一种水润滑橡胶合金轴承装置、摩擦自激振动噪声主动抑制系统及方法。

背景技术

目前,水润滑橡胶合金轴承被广泛应用于水中航行器的动力推进系统中。随着环境友好以及资源节约的绿色智能产业的持续发展,高端装备传动系统对降噪和环保技术方面的需求日益迫切。水下推进系统的噪声主要是因水润滑轴承表面摩擦自激振动现象产生。在转轴旋转过程中,转轴与水润滑橡胶合金轴承的橡胶合金表面摩擦,产生的多频线谱噪声强度大、辐射距离远、频率位于中高频,容易被声纳探测到,严重威胁水中航行器隐蔽性和水下生存能力,且对水下生物的生活环境造成影响。因此,抑制水润滑橡胶合金轴承产生的摩擦自激振动噪声对缩短水中航行器作战半径、提高其作战能力具有重要意义。现有技术中,使用消声材料和水声对抗设备只是从外部对噪声进行抑制,由于水下推进系统工作环境复杂恶劣,常常受到水下泥沙杂质的影响,水润滑橡胶合金轴承磨损后往往导致整个传动系统噪声的声场强度和幅值发生变化,预先使用的水声对抗设备无法实时快速在线做出噪声抑制调整,噪声抑制效果差;其次现有技术通过外部手段进行噪声抑制,没有从噪声源对其进行控制,难以保证噪声泄露。因此,可以抑制部分水下噪声的现有技术存在如下问题:

1.现有技术中,对水润滑橡胶合金轴承摩擦自激振动噪声的抑制主要是通过声对抗设备,噪声抑制效果容易受到多变恶劣工作环境的影响,且属于被动控制策略,效果有限;

2.现有技术中,水润滑橡胶合金轴承直接安装在轴承座上,水润滑橡胶表面摩擦自激振动噪声直接通过轴承座向水中航行器外传播,被动控制策略下噪声非常容易泄露;

3.现有技术中,水润滑橡胶表面摩擦自激振动噪声振幅和频率多变,无法实时快速在线针对噪声特点做出控制策略调整。

发明内容

针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种水润滑橡胶合金轴承装置、摩擦自激振动噪声主动抑制系统及方法,通过驱动机构根据需要驱动金属橡胶套变形来调节其支撑刚度,进一步提高缓冲吸振效果,达到从噪声源头上主动抑制水润滑轴承橡胶合金轴承摩擦自激振动噪声的功能。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

根据本发明的第一个方面,本发明提供一种水润滑橡胶合金轴承装置,包括水润滑橡胶合金轴承和套设于所述水润滑橡胶合金轴承外的轴承座,还包括金属橡胶套,所述金属橡胶套设置于所述水润滑橡胶合金轴承和所述轴承座之间,所述金属橡胶套的一端设有用于驱动所述金属橡胶套变形以改变所述金属橡胶套刚度的驱动机构。

采用上述结构,利用金属橡胶材料具有变形可控、刚度可调的优势,通过在水润滑橡胶合金轴承和轴承座之间增设金属橡胶套调节支撑刚度,并采用驱动机构根据需要驱动金属橡胶套变形来主动调节其对水润滑橡胶合金轴承的支撑刚度,提高缓冲吸振效果,从而实现从噪声源头上主动抑制水润滑轴承橡胶合金轴承摩擦自激振动噪声。

优选地,所述驱动机构为超磁致伸缩机构,所述超磁致伸缩机构包括固定挡圈和至少一个超磁致伸缩体,所述固定挡圈与所述轴承座固定连接,所述超磁致伸缩体的一端固定连接于所述固定挡圈的靠近所述金属橡胶套的一侧,所述超磁致伸缩体的另一端与所述金属橡胶套的所述另一端固定连接,所述超磁致伸缩体由超磁致伸缩材料制成。

采用上述结构,由于超磁致伸缩体由超磁致伸缩材料制成,而超磁致伸缩材料具有极大的磁致伸缩系数,在常温下由于磁化状态的改变,其长度和体积会发生较大变化,因此,通过超磁致伸缩体可以简单有效地驱动金属橡胶套伸缩变形,结构简单,成本低,驱动效果好。

优选地,所述超磁致伸缩体设有一个,所述超磁致伸缩体呈圆筒状。

这样,将超磁致伸缩体设置成圆筒状,可以使得金属橡胶套周向各个部位所受到的伸缩驱动力一致。

优选地,所述超磁致伸缩体设有多个,所述多个超磁致伸缩体沿所述固定挡圈的周向均匀间隔布置,所述超磁致伸缩体呈圆弧状且沿所述金属橡胶套的轴向方向延伸。

这样,周向分散均布多个超磁致伸缩体,各个磁致伸缩体对金属橡胶套的对应部位进行伸缩驱动,从而可以实现根据需要对金属橡胶套的不同部位施加不同的驱动力,更好地在复杂工作环境下对金属橡胶套不同部位的伸缩变形进行有针对性的调节。

优选地,所述水润滑橡胶合金轴承为径推一体式水润滑轴承。

采用径推一体式水润滑轴承,不仅能够缓冲转轴运动过程中的径向窜动,还能有效的避免转轴运转过程中的轴向窜动,降低转轴和轴承工作面间的摩擦、磨损,使转轴运转更加平稳、可靠,从而从源头上进一步抑制噪声,提高轴承的使用寿命和工作效率,节约使用成本。

优选地,所述水润滑橡胶合金轴承包括圆筒状的轴套和固定设置于所述轴套一端的法兰盘,所述轴承座套设于所述轴套上;

所述轴套的内壁固定粘接有圆筒状的径向承载橡胶合金衬,所述法兰盘的外侧粘接有环状的轴向承载橡胶合金衬;

所述径向承载橡胶合金衬的内壁上设置有横截面为弧形并延周向均布的多个第一水道槽,所述第一水道槽贯通径向承载橡胶合金衬的轴向两端,相邻所述第一水道槽之间的径向承载橡胶合金衬的表面为径向承载工作面;

所述轴向承载橡胶合金衬的外侧表面设置有沿周向均布的多个第二水道槽,所述第二水道槽贯通轴向承载橡胶合金衬的径向两端,相邻第二水道槽之间的轴向承载橡胶合金衬的表面为轴向承载工作面;

所述第一水道槽和第二水道槽一一对应设置。

优选地,所述水润滑橡胶合金轴承装置还包括推力盘,所述推力盘设置于所述轴向承载橡胶合金衬外侧。这样,推力盘可以有效减少水润滑橡胶合金轴承的轴向窜动,从源头上减少噪声产生。

根据本发明的第二个方面,本发明提供一种水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制系统,其包括本发明第一个方面所述的水润滑橡胶合金轴承装置,还包括位移传感器、加速度传感器、主控单元和至少一个反馈控制单元,所述位移传感器和加速度传感器的信号输出端分别与所述主控单元的信号输入端连接,所述主控单元的第一控制输出端分别与所述驱动机构的控制信号输入端连接,所述主控单元的第二控制输出端分别与所述反馈控制单元的信号输入端连接,所述反馈控制单元的信号输出端与所述驱动机构的控制信号输入端一一对应连接,其中,

所述位移传感器埋设于所述金属橡胶套内,其用于检测所述金属橡胶套的变形量,并将所述变形量传输到所述主控单元;

所述加速度传感器固定安装于所述水润滑橡胶合金轴承端部,其用于检测所述水润滑橡胶合金轴承的振动加速度信号,并将所述振动加速度信号传输给所述主控单元;

所述主控单元根据所述加速度传感器采集的振动加速度信号生成主动控制信号控制所述驱动机构驱动所述金属橡胶套伸缩变形,还根据所述位移传感器采集的变形量生成反馈控制信号发送给所述反馈控制单元,以使所述反馈控制单元基于预设的反馈控制策略控制所述驱动机构进一步微调所述金属橡胶套的变形。

本系统利用加速度传感器和位移传感器实时监测水润滑橡胶合金轴承的振动噪声和金属橡胶套的服役状态,并以此为依据经过主控单元计算分析并发出指令驱动驱动机构控制金属橡胶套刚度,对水润滑橡胶合金轴承摩擦自激振动噪声的产生进行主动抑制,从而实现根据轴承不同运行状态进行振动控制的智能控制。

根据本发明的第三个方面,本发明提供一种水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制方法,应用于本发明的第二个方面所述的水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制系统,其中,所述方法包括如下步骤:

S1,通过加速度传感器检测水润滑橡胶合金轴承的振动加速度信号;

S2,主控单元根据所述振动加速度信号计算出有效减少所述水润滑橡胶合金轴承摩擦自激振动的金属橡胶套的刚度K1,并发出主动控制信号控制驱动机构驱动金属橡胶套伸缩变形;

S3,通过位移传感器检测变形后的所述金属橡胶套的变形量X;

S4,所述主控单元根据所述变形量X计算出当前所述金属橡胶套的刚度K2,若|K1-K2|/K1小于预设误差阈值,则控制调节停止,若|K1-K2|/K1不小于预设误差阈值,则执行步骤S5;

S5,所述主控单元根据所述位移传感器采集的变形量X生成反馈控制信号发送给所述反馈控制单元,以使所述反馈控制单元基于预设的反馈控制策略控制所述驱动机构进一步微调所述金属橡胶套的变形,重复步骤S3、S4,直到|K1-K2|/K1小于预设误差阈值,控制调节停止。

优选地,步骤S4中,金属橡胶套在拉伸和压缩状态下其刚度K与变形量X的关系如下:

其中,KL为拉伸状态下的刚度,KD为压缩状态下的刚度,Es为金属橡胶弹性模量,h为金属橡胶螺旋卷螺距,d为金属丝直径,ds为金属橡胶厚度,ρMR为金属橡胶相对密度,X为金属橡胶套变形量,L为金属橡胶套原长度,A1-E1为拉伸时变形量X对刚度K的各阶次影响系数,A1为0阶影响系数,B1为一阶影响系数,C1为2阶影响系数,D1为三阶影响系数,E1为4阶影响系数,A2-E2为压缩时变形量X对刚度K的各阶次影响系数,A2为0阶影响系数,B2为一阶影响系数,C2为2阶影响系数,D2为三阶影响系数,E2为4阶影响系数。

本方法根据水润滑橡胶合金轴承的振动加速信号和金属橡胶套的变形量形成对金属橡胶套变形和刚度调节的主动控制策略,实现根据轴承不同运行状态进行振动控制的智能控制。

本发明的有益效果:

本发明通过在水润滑橡胶合金轴承与轴承座之间布置金属橡胶套调节支撑刚度,使用驱动机构调节金属橡胶套的变形和刚度,并通过传感器实时监测轴承状态,采集轴承信号形成主动控制策略,主动控制调整金属橡胶套变形以调节其对水润滑橡胶合金轴承的支撑刚度,达到从噪声源头上主动抑制水润滑橡胶合金轴承的摩擦自激振动噪声的功能。相比于现有技术中使用水声对抗设备从外部进行摩擦自激振动噪声的被动抑制,本发明从噪声源头出发,通过金属橡胶套在轴承装置内部在主动抑制摩擦自激振动噪声,抑制效果更好,且能够有效减少被动抑制噪声导致的噪声泄漏问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明一实施例中水润滑橡胶合金轴承装置的立体结构示意图(驱动机构未示出);

图2是图1的右视图;

图3是图2中的A-A剖视图;

图4是本发明一实施例中水润滑橡胶合金轴承的立体结构示意图;

图5是本发明一实施例中水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制系统的结构示意图;

图6是本发明一实施例中水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-5所示,本发明提供一种水润滑橡胶合金轴承装置,其包括水润滑橡胶合金轴承1和套设于水润滑橡胶合金轴承1外的轴承座2,还包括金属橡胶套3,金属橡胶套3设置于水润滑橡胶合金轴承1和轴承座2之间,金属橡胶套3的一端设有用于驱动金属橡胶套3变形以改变金属橡胶套3刚度的驱动机构4。

具体地,在本实施例中,金属橡胶套3由高分子橡胶合金弹性体通过模压硫化成型。

本实施例中,利用金属橡胶材料具有变形可控、刚度可调的优势,通过在水润滑橡胶合金轴承1和轴承座2之间增设金属橡胶套3进行支撑刚度的调节,并采用驱动机构4根据需要驱动金属橡胶套3变形来主动调节其支撑刚度,进一步提高缓冲吸振效果,从而实现从噪声源头上主动抑制水润滑轴承橡胶合金轴承摩擦自激振动噪声。

具体地,在本实施例中,金属橡胶套3安装后,金属橡胶套3的内壁与水润滑橡胶合金轴承1的外壁之间以及金属橡胶套3的外壁与轴承座2的内壁之间均为过盈配合。

在一个实施例中,如图5所示,驱动机构4为超磁致伸缩机构,超磁致伸缩机构包括固定挡圈41和至少一个超磁致伸缩体42,固定挡圈41与轴承座2固定连接,超磁致伸缩体42的一端固定连接于固定挡圈41的靠近金属橡胶套3的一侧,超磁致伸缩体42的另一端与金属橡胶套3的另一端固定连接,超磁致伸缩体42由超磁致伸缩材料制成。本实施例中,超磁致伸缩体42优选设置多个,多个超磁致伸缩体42沿固定挡圈41的周向均匀间隔布置,超磁致伸缩体42呈圆弧状且沿金属橡胶套3的轴向方向延伸。

由于超磁致伸缩体42由超磁致伸缩材料制成,而超磁致伸缩材料具有极大的磁致伸缩系数,在常温下由于磁化状态的改变,其长度和体积会发生较大变化,因此,通过超磁致伸缩体42可以简单有效地驱动金属橡胶套3伸缩变形,结构简单,成本低,驱动效果好。周向分散均布多个超磁致伸缩体42,各个磁致伸缩体对金属橡胶套3的对应部位进行伸缩驱动,从而可以实现根据需要对金属橡胶套3的不同部位施加不同的驱动力,更好地在复杂工作环境下对金属橡胶套3不同部位的伸缩变形进行有针对性的调节。

在其他一些实施例中,超磁致伸缩体42设有一个,且该超磁致伸缩体42呈圆筒状。

在一个实施例中,如图1-5所示,水润滑橡胶合金轴承1为径推一体式水润滑轴承。采用径推一体式水润滑轴承,不仅能够缓冲转轴6运动过程中的径向窜动,还能有效的避免转轴6运转过程中的轴向窜动,降低转轴6和轴承工作面间的摩擦、磨损,使转轴6运转更加平稳、可靠,从而从源头上进一步抑制噪声,提高轴承的使用寿命和工作效率,节约使用成本。

本实施例中,径推一体式水润滑轴承具体结构如图5所示,其包括圆筒状的轴套11和固定设置于轴套11一端的法兰盘12;轴套11的内壁固定粘接有圆筒状的径向承载橡胶合金衬13,法兰盘12的外侧粘接有环状的轴向承载橡胶合金衬14;径向承载橡胶合金衬13能够缓冲转轴6运动过程中的径向窜动,轴向承载橡胶合金衬14能有效的避免转轴6运转过程中的轴向窜动,从而在径向和轴向都有效减少转轴6窜动,从而减少自激摩擦振动噪声。

如图5所示,径向承载橡胶合金衬13的内壁上设置有横截面为弧形并延周向均布的多个第一水道槽15,第一水道槽15贯通径向承载橡胶合金衬13的轴向两端,相邻第一水道槽15之间的径向承载橡胶合金衬13的表面为径向承载工作面17;轴向承载橡胶合金衬14的外侧表面设置有沿周向均布的多个第二水道槽16,第二水道槽16贯通轴向承载橡胶合金衬14的径向两端,相邻第二水道槽16之间的轴向承载橡胶合金衬14的表面为轴向承载工作面18;第一水道槽15和第二水道槽16用于润滑水通过,第一水道槽15设置为弧形,有利于形成水膜,通过多个第一水道槽15和第二水道槽16可以使轴承在工作时形成多个水膜,达到良好的润滑效果。

如图5所示,作为优选,径向承载工作面17的横截面为凹弧形,径向承载工作面17与位于其两侧的第一水道槽15之间圆滑过渡,轴向承载工作面18为平面,轴向承载工作面18与位于其两侧的第二水道槽16之间圆滑过渡,径向承载工作面17的曲面以及各处圆滑过渡的曲面更容易形成弹性流体动压润滑,在传动轴与轴承间形成水膜支承,并有利于泥沙和杂质的排泄,从而降低轴承与转轴6之间的摩擦,减少摩擦自激振动噪声的产生,且减小工作面的磨损,延长轴承使用寿命。

如图5所示,第一水道槽15和第二水道槽16一一对应设置,这样有利于泥沙和杂质的排泄,减少轴承与转轴6之间的摩擦。

如图5所示,第一水道槽15和第二水道槽16为直槽,由于直槽成型简单,可降低轴承的制造成本。

在其他一些实施例中,也可将第一水道槽15和第二水道槽16设计为螺旋槽,由于第一水道槽15和第二水道槽16在导入润滑水的同时,也将润滑水中的泥沙带入轴承内,通过螺旋槽设计,有利于轴承排沙,从而降低轴承工作面的磨损,延长轴承的使用寿命,节约使用成本。

在一个实施例中,如图1、2、3和5所示,水润滑橡胶合金轴承装置还包括推力盘5,推力盘5设置于轴向承载橡胶合金衬14外侧。推力盘5可以有效减少水润滑橡胶合金轴承1的轴向窜动,从源头上减少噪声产生。

如图5所示,本发明实施例还提供一种水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制系统,其包括本发明上述任一实施例中水润滑橡胶合金轴承装置,还包括位移传感器100、加速度传感器200、主控单元300和至少一个反馈控制单元400,位移传感器100和加速度传感器200的信号输出端分别与主控单元300的信号输入端连接,主控单元300的第一控制输出端分别与驱动机构4的控制信号输入端连接,主控单元300的第二控制输出端分别与反馈控制单元400的信号输入端连接,反馈控制单元400的信号输出端与驱动机构4的控制信号输入端一一对应连接,其中,

位移传感器100埋设于金属橡胶套3内,其用于检测金属橡胶套3的变形量,并将变形量传输到主控单元300;

加速度传感器200固定安装于水润滑橡胶合金轴承1端部,其用于检测水润滑橡胶合金轴承1的振动加速度信号,并将振动加速度信号传输给主控单元300;

主控单元300根据加速度传感器200采集的振动加速度信号生成主动控制信号控制驱动机构4驱动金属橡胶套3伸缩变形,还根据位移传感器100采集的变形量生成反馈控制信号发送给反馈控制单元400,以使反馈控制单元400基于预设的反馈控制策略控制驱动机构4进一步微调金属橡胶套3的变形。

具体地,在本实施例中,加速度传感器200为三向加速度传感器,可以检测水润滑橡胶合金轴承1在X、Y、Z轴三个方向的加速度振动信号,位移传感器100为三向位移传感器,可以检测金属橡胶套3在X、Y、Z轴三个方向的位移量。

本系统工作原理如下:

利用加速度传感器200和位移传感器100实时监测水润滑橡胶合金轴承1的振动噪声和金属橡胶套3的服役状态,并以此为依据经过主控单元300计算分析并发出指令驱动驱动机构4控制金属橡胶套3刚度,对水润滑橡胶合金轴承1摩擦自激振动噪声的产生进行主动抑制,从而实现根据轴承不同运行状态进行振动控制的智能控制。

如图6所示,本发明实施例还提供一种水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制方法,应用于本发明上述实施例中的水润滑橡胶合金轴承装置的摩擦自激振动噪声主动抑制系统,该方法可以包括如下步骤:

S1,通过加速度传感器检测水润滑橡胶合金轴承的振动加速度信号;

S2,主控单元根据振动加速度信号计算出有效减少水润滑橡胶合金轴承摩擦自激振动的金属橡胶套的刚度K1,并发出主动控制信号控制驱动机构驱动金属橡胶套伸缩变形;

S3,通过位移传感器检测变形后的金属橡胶套的变形量X;

S4,主控单元根据变形量X计算出当前金属橡胶套的刚度K2,若|K1-K2|/K1小于预设误差阈值,则控制调节停止,若|K1-K2|/K1不小于预设误差阈值,则执行步骤S5;

S5,主控单元根据位移传感器采集的变形量X生成反馈控制信号发送给反馈控制单元,以使反馈控制单元基于预设的反馈控制策略控制驱动机构进一步微调金属橡胶套的变形,重复步骤S3、S4,直到|K1-K2|/K1小于预设误差阈值,控制调节停止。

预设误差阈值可以根据实验数据和实际需要具体设定,本实施例中,预设误差阈值为5%。

在一个实施例中,步骤S4中,金属橡胶套在拉伸和压缩状态下其刚度K与变形量X的关系如下:

其中,KL为拉伸状态下的刚度,KD为压缩状态下的刚度,Es为金属橡胶弹性模量,h为金属橡胶螺旋卷螺距,d为金属丝直径,ds为金属橡胶厚度,ρMR为金属橡胶相对密度,X为金属橡胶套变形量,L为金属橡胶套原长度,A1-E1为拉伸时变形量X对刚度K的各阶次影响系数,A1为0阶影响系数,B1为一阶影响系数,C1为2阶影响系数,D1为三阶影响系数,E1为4阶影响系数,A2-E2为压缩时变形量X对刚度K的各阶次影响系数,A2为0阶影响系数,B2为一阶影响系数,C2为2阶影响系数,D2为三阶影响系数,E2为4阶影响系数。

本方法根据水润滑橡胶合金轴承的振动加速信号和金属橡胶套的变形量形成对金属橡胶套变形和刚度调节的主动控制策略,实现根据轴承不同运行状态进行振动控制的智能控制。

本发明的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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