一種摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統及振動測試方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于振動測試技術領域，具體涉及一種摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統及振動測試方法。
【背景技術】
[0002]高端機械裝備，如大型壓縮機、大型工程機械裝備、燃氣輪機、航空裝備、高檔數控機床、水面艦艇、深水潛艇等工作狀態大都處于連續的運轉過程中，而且這些裝備的工作速度越來越高，結構越來越復雜，尺寸越來越大，精度越來越高，結構部件越來越精密、功能越來越齊全，對其工作的可靠性與安全性，對外界及自身振動抑制與隔振的需要也越來越迫切。
[0003]有時使用單一的阻尼方式已經不能滿足隔振需要，并且在工況不斷發生變化的情況下，若隔振器的阻尼不能夠隨振動情況的變化而調整，則可能造成阻尼過大或過小的情況，這都不利于有效地隔振。若隔振器具有多種阻尼方式且其阻尼能夠自動調節，則可以解決上述問題。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統及振動測試方法。
[0005]本發明的技術方案是:
一種摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統，包括:安裝芯、摩擦阻尼壁、外殼、固定板、處理器、伺服電機、摩擦阻尼調節機構、電磁阻尼調節機構；
外殼底部連接在振動源上;安裝芯安裝在外殼內部，安裝芯頂部連接在被隔振對象上；摩擦阻尼壁安裝在外殼內壁；
處理器的輸出端連接伺服電機的輸入端，摩擦阻尼調節機構、伺服電機均安裝在安裝芯內部的中空結構;安裝芯、伺服電機固結在固定板上方，電磁阻尼調節機構安裝在外殼內且固結在固定板下方;伺服電機的輸出軸驅動摩擦阻尼調節機構沿安裝芯徑向移動，摩擦阻尼調節機構與摩擦阻尼壁間的摩擦阻尼隨著摩擦阻尼調節機構沿安裝芯徑向向外移動增大；電磁阻尼調節機構隨摩擦阻尼調節機構沿安裝芯徑向向外移動而產生電磁阻尼；電磁阻尼調節機構的電流輸出端連接處理器的輸入端。
[0006]所述摩擦阻尼調節機構包括摩擦阻尼片、主動錐齒輪、從動錐齒輪、軸承、孔用彈性擋圈、軸套、阻尼調節絲杠、阻尼調節絲母；
伺服電機與安裝芯聯結，主動錐齒輪與伺服電機的輸出軸固結，從動錐齒輪與阻尼調節絲杠一端固結，主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合，阻尼調節絲杠通過軸套、孔用彈性擋圈、軸承進行軸向固定，與安裝在摩擦阻尼片中的阻尼調節絲母配合，驅動阻尼片沿安裝芯的凹槽滑動；
所述電磁阻尼調節機構包括電磁阻尼盤、電磁鐵、電磁鐵安裝板、滾珠絲杠、滾珠絲母、第二止推軸承、第一止推軸承、止推軸承固定板、閉合線圈；
滾珠絲杠與固定板螺紋連接，固定板與安裝芯聯結;滾珠絲杠另一端裝配滾珠絲母，電磁阻尼盤固結在滾珠絲母下端，電磁阻尼盤上固結若干閉合線圈，電磁鐵夾持在電磁阻尼盤上，電磁阻尼盤旋轉時閉合線圈在產生感應電流，閉合線圈連接處理器;滾珠絲母的上下兩端分別通過第一止推軸承、第二止推軸承與外殼內壁連接，止推軸承固定板連接在外殼內部，第二止推軸承安裝在止推軸承固定板上；電磁鐵與電磁鐵安裝板固定，電磁鐵安裝板與外殼固定，電磁鐵的末端與外殼及止推軸承固定板螺紋聯結。
[0007]所述安裝芯與外殼之間安裝支撐彈簧，支撐彈簧的一端伸至安裝芯底部的彈簧安裝槽內。
[0008]采用所述的摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統進行振動測試的方法，包括:
步驟1、振動測試初始狀態時，摩擦阻尼片與摩擦阻尼壁不接觸；
步驟2、振動源開始振動時，由于被隔振對象的慣性，安裝芯與外殼發生相對位移，滾珠絲杠振動使滾珠絲母轉動，固結在滾珠絲母上的電磁阻尼盤隨之轉動；
步驟3、電磁鐵在通電狀態下產生電磁場，電磁阻尼盤轉動過程中閉合線圈切割磁感線產生渦電流，進而產生阻礙電磁阻尼盤轉動的力矩，此時安裝芯和外殼發生相對位移受到阻力，即產生電磁阻尼；
步驟4、處理器實時采集電磁阻尼盤產生的渦電流，根據渦電流調節摩擦阻尼:渦電流越大，則振動越大，需要增大摩擦阻尼以減小振動;渦電流越小，則振動越小，需要減小摩擦阻尼以保證被隔振對象的振動水平始終在要求的范圍內；
摩擦阻尼調節方式是:處理器發出信號控制伺服電機轉動，進而帶動主動錐齒輪與從動錐齒輪運動，與從動錐齒輪固結的阻尼調節絲杠驅動阻尼片安裝芯的凹槽滑動；摩擦阻尼片沿安裝芯徑向伸出或縮回，從而使摩擦阻尼片貼緊或松開摩擦阻尼壁，以增大或減小摩擦阻尼。
[0009]有益效果:
本發明的摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統適用于大型空氣壓縮機的單層隔振系統，但不僅限于該領域，可應用于單一阻尼方式無法滿足的場合，可以廣泛應用于激振源頻率變化，隔振器的阻尼也需要隨之變化的場合的隔振器。摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統通過摩擦阻尼片和摩擦阻尼壁產生摩擦阻尼、電磁阻尼盤和電磁鐵產生電磁阻尼、支撐彈簧的剛度將振動隔離開來。摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統工作時，電磁阻尼盤上會產生渦電流處理器根據渦電流信號對伺服電機進行控制，從而對摩擦阻尼進行調節，使得被隔振對象的振動始終符合隔振要求。該摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統不僅可通過摩擦和電磁產生復合阻尼，還可利用電磁阻尼產生的渦電流對摩擦阻尼進行調節從而適應不同的振動狀態。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明【具體實施方式】的摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統外形圖；
圖2是本發明【具體實施方式】的的摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統內部結構圖；
圖3是本發明【具體實施方式】的摩擦阻尼調節機構及電磁阻尼調節機構的結構示意圖； 圖4是本發明【具體實施方式】的安裝芯結構示意圖，(a)為安裝芯正面結構示意圖，(b)為安裝芯翻轉后結構示意圖；
圖5是本發明【具體實施方式】的電磁阻尼盤結構示意圖；
圖6是本發明【具體實施方式】的電磁鐵結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細說明。
[0012]如圖2所示的摩擦電磁復合阻尼智能隔振器系統，包括:安裝芯1、摩擦阻尼壁2、外殼3、固定板12、處理器22、伺服電機11、摩擦阻尼調節機構、電磁阻尼調節機構。
[0013]如圖4(a)~(b)所示，安裝芯1內部具有中空結構24，并開有用作摩擦阻尼片4滑動軌道的凹槽25，安裝芯1底部開有電機安裝孔26和彈簧安裝槽30。
[0014]外殼3底部通過螺栓連接在振動源上;安裝芯1安裝在外殼3內部，安裝芯1頂部通過螺栓連接在被隔振對象上;摩擦阻尼壁2安裝在外殼3內壁。
[0015]外殼3內部具有支撐結構，摩擦阻尼調節機構位于該支撐結構上方，電磁阻尼調節機構位于該支撐結構下方。安裝芯1與外殼3內部的支撐結構之間安裝支撐彈簧5，支撐彈簧5的一端伸至安裝芯1底部的彈簧安裝槽30內，另一端伸至支撐結構處，支撐彈簧5在振動源振動過程引起安裝芯和外殼發生相對位移時提供支撐作用。
[0016]處理器22的輸出端連接伺服電機11的輸入端，摩擦阻尼調節機構、伺服電機11均安裝在安裝芯1內部的中空結構24;安裝芯1、伺服電機11固結在固定板12上方，電磁阻尼調節機構安裝在外殼3內且固結在固定板12下方;伺服電機11的輸出軸驅動摩擦阻尼調節機構沿安裝芯1徑向移動，摩擦阻尼調節機構與摩擦阻尼壁3間的摩擦阻尼隨著摩擦阻尼調節機構沿安裝芯1徑向向外移動增大；電磁阻尼調節機構隨摩擦阻尼調節機構沿安裝芯1徑向向外移動而產生電磁阻尼；電磁阻尼調節機構的電流輸出端連接處理器22的輸入端。
[0017]摩擦阻尼調節機構及電磁阻尼調節機構的結構如圖3所示。
[0018]摩擦阻尼調節機構包括摩擦阻尼片4、主動錐齒輪23、從動錐齒輪29、軸承8、孔用彈性擋圈7、軸套9、阻尼調節絲杠5、阻尼調節絲母6。
[0019]伺服電機11與安裝芯1通過電機安裝孔26聯結，主動錐齒輪23與伺服電機11的輸出軸固結，從動錐齒輪29與阻尼調節絲杠5—端固結，主動錐齒輪23與從動錐齒輪29嚙合，阻尼調節絲杠5通過軸套9、孔用彈性擋圈7、軸承8進行軸向固定，與安裝在摩擦阻尼片4中的阻尼調節絲母6配合，驅動阻尼片4沿安裝芯1的凹槽25滑動。
[0020]電磁阻尼調節機構包括電磁阻尼盤