海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器的制作方法

本實用新型涉及一種減振裝置，特別是涉及一種用于海運船舶的橡膠減振器。

背景技術：

大噸位海運船舶一般采用柴油機動力，其中散熱裝置用于柴油機組散熱，由于發動機室空間限制，散熱裝置外形輪廓通常設計成一個長度長、高度高，寬度小的長方體。在船舶航行過程中，動力系統的柴油機組的振動、電動機組的振動及船舶航運過程中產生的振動都會對散熱裝置產生振動或沖擊作用，甚至還可能引起散熱裝置設備的共振，對散熱裝置運行安全性和連接可靠性形成威脅，進而會對船舶航行的安全性和可靠性構成危害。

目前，海運船舶柴油機動力室的散熱裝置是通過金屬彈簧將其連接到發動機框架，這種連接方式只能保證垂向的隔振效果，很難保證橫向和縱向的隔振。金屬彈簧存在以下缺陷：(1)金屬彈簧阻尼小，通過共振頻率時共振放大倍率過大。金屬彈簧的阻尼系數很小，采用金屬彈簧隔振散熱裝置，在通過共振頻率時共振放大倍率過大，導致散熱裝置在共振點的振動幅度過大，影響散熱裝置內部結構連接而導致設備故障。(2)金屬彈簧橫向和縱向剛度過小。金屬彈簧橫向和縱向剛度很小，船舶在航行過程會出現橫傾或縱傾，金屬彈簧剛度小容易導致散熱裝置在橫向或縱向有很大變形，導致設備失穩。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種減振效果好，并且能夠保證散熱裝置平穩的海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，包括金屬上骨架和金屬下骨架，所述金屬上骨架呈圓錐體形，所述金屬下骨架呈筒狀，所述金屬上骨架位于金屬下骨架內，金屬上骨架的外側壁與金屬下骨架的內側壁通過橡膠粘接，所述金屬上骨架的頂部固設有螺紋柱，所述金屬下骨架上固設有法蘭底座。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架的底面高于金屬下骨架的底面。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架的外徑從上至下逐漸減小，金屬上骨架外側壁的傾斜角度為15度。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬下骨架的與橡膠粘接的內側壁內徑從上至下逐漸減小，金屬下骨架的與橡膠粘接的內側壁傾斜角度為15度。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述橡膠斷面的上自由面形狀為S形樣條曲線，橡膠斷面的下自由面形狀為圓弧曲線。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬下骨架的位于金屬上骨架下方的內側壁內徑從上至下逐漸增大。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架和金屬下骨架的材料均為Q235號鋼或45號鋼。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架與所述螺紋柱一體成型，所述金屬下骨架與所述法蘭底座也一體成型。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器與現有技術不同之處在于本實用新型在使用的時候，螺紋柱連接支撐散熱裝置，法蘭底座連接到柴油機機組框架上，由于金屬上骨架為圓錐體形，因此粘接在金屬上骨架與金屬下骨架之間的橡膠豎向截面呈V形，該V形橡膠垂向承受載荷時，橡膠的受力方式為壓縮剪切型，其中垂向大部分為剪切受力，因此本實用新型固有頻率低，其能夠隔離由于動力系統和船舶運行造成的振動達到80％，有效降低了振動對散熱裝置的危害，保證了散熱裝置安裝連接的可靠性，保證了船舶航行的安全。

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器的主視圖；

圖2為本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器的俯視圖；

圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖；

圖4為線性單自由度體系模型圖；

圖5為振動傳遞率與振動頻率比的關系圖。

具體實施方式

如圖1所示，并結合圖2、3所示，本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器包括金屬上骨架1和金屬下骨架2，所述金屬上骨架1呈圓錐體形，所述金屬下骨架2呈筒狀，所述金屬上骨架1位于金屬下骨架2內，金屬上骨架1的外側壁與金屬下骨架2的內側壁通過橡膠3粘接，所述金屬上骨架1的頂部固設有螺紋柱4，所述金屬下骨架2上固設有法蘭底座5。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架1的底面高于金屬下骨架2的底面，其高度差為24㎜，形成一個空心空間。這種結構特點使得該橡膠減振器在振動載荷作用下，橡膠3與金屬上骨架1向下運動時，在設計的承載范圍內，該減振器下部自身的空間就可以滿足運動變形要求，這樣對安裝條件要求簡單，安裝該減振器只需在船舶柴油機發電機室框架預留兩個安裝螺栓孔，不需要在機組框架上打大孔，不會影響機組框架強度。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架1的外徑從上至下逐漸減小，金屬上骨架1外側壁的傾斜角度為15度。所述金屬下骨架2的與橡膠3粘接的內側壁內徑從上至下逐漸減小，金屬下骨架2的與橡膠3粘接的內側壁傾斜角度為15度。由于金屬上骨架1外側壁的傾斜角度為15度，以及金屬下骨架2的與橡膠3粘接的內側壁傾斜角度為15度，因此粘接在金屬上骨架1與金屬下骨架2之間的橡膠3豎向截面呈V形，其傾斜角度也為15度。該V形橡膠3垂向承受載荷時，橡膠3的受力方式為壓縮剪切型，其中垂向大部分為剪切受力，因此本實用新型固有頻率低，垂向固有頻率在6-8Hz范圍內。橡膠材料為高強度橡膠，保證了該橡膠減振器的承載能力。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述橡膠3斷面的上自由面形狀為S形樣條曲線，橡膠3斷面的下自由面形狀為圓弧曲線。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬下骨架2的位于金屬上骨架1下方的內側壁內徑從上至下逐漸增大。

本實用新型海運船舶柴油機機組散熱裝置用橡膠減振器，其中所述金屬上骨架1和金屬下骨架2的材料均為Q235號鋼或45號鋼。所述金屬上骨架1與所述螺紋柱4一體成型，所述金屬下骨架2與所述法蘭底座5也一體成型。金屬上骨架1頂部外徑為54㎜，金屬下骨架2的外徑為130㎜，法蘭底座5上有兩個內孔，直徑為11㎜，用于安裝連接。

本實用新型的減振原理如下：

橡膠減振器的減振力學模型可簡化為單自由度線性阻尼-彈簧質量系統，如圖4所示。

圖4中，系統質量為m、剛度為Kd、系統阻尼系數為C；橡膠減振器構成的線性單自由度體系，當系統受Ze＝Z0ejwt的簡諧支撐激振時，其運動方程可表示為：

以u＝z-ze代入上式可得：

式中F(ω)為隨激振頻率的平方而變化的基振力幅值。求解式(1-2)可以得到系統的相對位移振幅：

同理可以得到系統減振傳遞率T為：

式中ω為外界激振力頻率，ω_n為系統固有頻率，ξ為系統的阻尼比ξ＝c/c_c；系統的固有頻率為：系統臨界阻尼：

以ξ為參數，振動傳遞率T與頻率比f/f_n的關系如圖5所示。

從圖5中可以看出，僅當時，系統的減振傳遞率小于1，即系統進入減振區；當f/f_n≈1時，系統處于共振狀態。在工程設計中，一般要求頻率比設在2.5～5之間。在減振區域，隨著阻尼比ξ的減小，系統的減振效果越來越好；但阻尼比越小，系統共振時的共振放大率越大，這會危害散熱裝置的穩定性，甚至由于共振變形過大導致散熱裝置結構破壞。因此，理想的減振器應該是使系統的固有頻率低，并具有可變的阻尼特性，即在系統的共振區有較大的阻尼，使系統不會有顯著的共振放大，而在減振區有較小的阻尼，使系統有良好的減振效果，同時抗沖擊性能和穩定性要好。

本實用新型在使用的時候，螺紋柱4連接支撐散熱裝置，法蘭底座5連接到柴油機機組框架上，由于金屬上骨架1為圓錐體形，因此粘接在金屬上骨架1與金屬下骨架2之間的橡膠3豎向截面呈V形，該V形橡膠3垂向承受載荷時，橡膠3的受力方式為壓縮剪切型，其中垂向大部分為剪切受力，因此本實用新型固有頻率低，垂向固有頻率在6-8Hz范圍內，其能夠隔離由于動力系統和船舶運行造成的振動達到80％，有效降低了振動對散熱裝置的危害，保證了散熱裝置安裝連接的可靠性，保證了船舶航行的安全。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。