专利名称：组合式空腹板隔振基座的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种动力设备安装基座，具体是一种能够减少舰船动力机械振动与噪声的设备安装基座。
背景技术：
舰船动力设备的振动是引起船体振动的主要振源之一，基座系统正是安装于浮筏和舰船之间的装置，船体摇摆时，能保证机器设备的稳定，同时将机器设备的重量及其运转时产生的力传递给船体结构。它是保证各种机械装置正常工作的重要结构，基座结构的可靠与否会直接影响到舰船的航行和作战能力。传统的基座系统由焊接在舰船上的纵向骨架、板架组成，它更多的只是起到支承设备的作用，而对设备传递到舰船的振动隔离效果并不明显。图1给出了一种典型舰船基座结构，其组成包括基座横向面板、基座垂向面板和基座肘板，该结构只能起到安装支撑动力设备的作用，而几乎没有减振降噪的效果。吸振器技术的理论和实验研究已经很完善，并已被广泛应用于实际工程中改善隔振系统的低频吸振效果。近年来，国内开始对周期结构在高频振动带隙的特性进行了研究，发现在周期结构的带隙频率范围内振动波不能传播。如能利用动力吸振器的低频吸振效果和周期结构高频振动带隙特性，设计一种基座结构，使基座结构在支承动力设备的同时，具备良好的低频和高频振动隔离效果，这对于改善舰船的声隐身性能具有十分重要的意义。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种组合式空腹板隔振基座，用于舰船动力设备中，以在低频和高频范围内隔离从动力设备传递到舰船的振动。本发明的目的是通过以下技术方案实现的—种组合式空腹板隔振基座，主要由双层周期空腹板、曲梁弹簧和动力吸振器组成，其中，双层周期空腹板由方钢线切割切除周期分布的小铁块形成空腹的一体结构，曲梁弹簧由两个相同的弹簧片相背焊接而成；动力吸振器，由两个相同的钢块焊接于弹簧钢而成；两个双层周期空腹板通过曲梁弹簧焊接连接，动力吸振器焊接到双层周期空腹板上。所述双层周期空腹板为薄板和板筋周期排列而成的一体化空腹结构。所述曲梁弹簧焊接在双层周期空腹板的板筋处，曲梁弹簧的数目与双层周期空腹板的空腹数相等。所述动力吸振器安装在上面双层周期空腹板的第三层薄板上，位置为空腹的中部，动力吸振器的数目与双层周期空腹板的空腹数相等。所述双层周期空腹板和曲梁弹簧宽度相同，动力吸振器的宽度应确保钢块与空腹板之间有足够的间隙。所述的双层周期空腹板中板筋与薄板的厚度比大于3，双层周期空腹板周期空腹的长度与薄板厚度之比大于20，双层周期空腹板的单层高度约为薄板厚度的10倍。
所述曲梁弹簧的厚度与薄板的厚度之比在1/3-1/2之间。所述动力吸振器中的弹簧钢片厚度取决于吸振频率，其长度伸出双层周期空腹板宽度的50%。所述动力吸振器中的钢块安装在弹簧钢片伸出空腹板的部分，钢块的质量不小于空腹板质量的20%。本发明所公开的组合式空腹板隔振基座的工作原理是周期分布的动力吸振器形成局域共振结构，在该结构的局域共振带隙范围内禁止振动从动力设备传递到舱段上，局域共振带隙可以出现在低频段；双层周期空腹板结构具有布拉格带隙特性，在布拉格带隙范围内振动波在空腹板中不能传播，布拉格带隙一般出现在高频段；在局域共振带隙远小于布拉格带隙的前提下，两种带隙互不影响，从而使舰船基座可以在低频和高频都取得显著减振效果。本发明的组合式空腹板隔振基座结构的局域共振带隙在50-200HZ频段，布拉格带隙在400-1500HZ和1800-3000HZ频段。相对于现有的舰船基座结构，本发明具有以下优
占-
^ \\\ 1、本发明独特的双层周期空腹板存在宽频段的布拉格带隙，在带隙内空腹板的横向振动传递衰减幅度可以高达80dB。2、本发明联合吸振技术和周期结构布拉格带隙机理，实现了低频段和高频段有效隔离、衰减结构噪声的传递。3、本发明可降低船体结构10-3000HZ频段振动加速度级在5dB以上，并具有良好的低频吸振效果。4、本发明的组合式空腹板隔振基座经强度校核，可推广到各型船舶的基座结构设计中，具有良好的实际应用价值。
图1 (I)是现有技术中典型舰船基座结构示意图；图1 (2)是图1 (I)的侧视图；图2 (I)是本发明的组合式空腹板隔振基座的结构示意图；图2 (2)是图2 (I)的侧视图；图3是双层周期空腹板的结构示意图；图4是曲梁弹簧的结构示意图；图5是悬臂梁式吸振器的结构示意图；图6是弧形连接板的结构示意图；图7是舰船组合式空腹板基座与船体结构连接示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。图1 (1)和图1 (2)给出了一种典型舰船基座结构，其组成包括基座横向面板1、基座垂向面板2和基座肘板3，该结构只能起到安装支撑动力设备的作用，而几乎没有减振降噪的效果。图2 (I)和图2 (2)给出了本发明所公开的一种新型组合式空腹板隔振基座结构，它由双层周期空腹板4、曲梁弹簧5、悬臂梁式动力吸振器6和弧形连接板7焊接而成。双层周期空腹板4由一整体方钢线切割而成，形成由薄板8和板筋9周期排列而成的一体结构，如图3所示。曲梁弹簧5安装在双层周期空腹板4每个周期单元的板筋9处，由两块相同的曲梁相背焊接而成，曲梁由弹簧钢经过热处理后通过模具压铸而成，如图4所示。悬臂梁式动力吸振器6安装在双层周期空腹板4每个周期单元的薄板8中间，由弹簧片10与两个相同的钢块11焊接而成，弹簧片的材料为Mn65弹簧钢，如图5所示。弧形连接板7每隔两个或者以上周期单元安装到组合式空腹板基座上，安装位置为双层周期空腹板4的板筋9处，其结构如图6所示，用于连接基座和舰船船体，其厚度与双层周期空腹板4中板筋9厚度一致。本发明使舰船基座结构用来支承动力设备的同时，具备良好的隔离设备传递下来的振动波传播的效果，具有良好的经济性和广阔的应用前景。组合式空腹板隔振基座结构形式应用到船舶的减振降噪中，应从船体振动的传递途径入手，找到复杂激励下基座中的主导传递通道、主导传递分量。在满足基座强度的要求下给出组合式空腹板基座的结构参数，同时兼顾设备总布置及安装工艺要求。具体实施方法如下1、根据动力设备的工作频率，确定悬臂梁式吸振器中钢块的质量以及弹簧片的厚度，抑制从动力设备传递到舰船的低频振动。吸振器安装在空腹板每个周期单元的薄板中间。2、调节双层周期空腹板的周期单元长度，改变空腹板的振动带隙频率范围，以满足舰船动力设备隔振系统所需要的高频隔振条件。3、依照舰船动力设备安装刚度的要求，确定曲梁弹簧的厚度。曲梁弹簧安装在空腹板每个周期单元的板筋处。4、弧形连接板每隔两个或者以上周期单元安装到组合式空腹板基座上，安装位置为空腹板的板筋处。5、舰船组合式空腹板基座由弧形连接板连接到舰船耐压壳上，动力设备通过减振器与基座连接，如图7所示。图7中12为动力设备，13为减振器，14为组合式空腹板基座结构、15为弧形连接板、16为舰船耐压壳。
权利要求
1.一种组合式空腹板隔振基座，其特征在于，主要由双层周期空腹板、曲梁弹簧和动力吸振器组成；其中，双层周期空腹板为方钢通过线切割切除周期分布的小铁块而形成空腹的一体化结构，曲梁弹簧由两个相同的弹簧片相背焊接而成，动力吸振器由两个相同的钢块焊接于弹簧钢片而成；两个双层周期空腹板之间通过曲梁弹簧连接；动力吸振器焊接在双层周期空腹板的空腹处。
2.根据权利要求1所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述双层周期空腹板为薄板和板筋周期排列而成的一体化空腹结构。
3.根据权利要求2所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述曲梁弹簧焊接在双层周期空腹板的板筋处，曲梁弹簧的数目与双层周期空腹板的空腹数相等。<
4.根据权利要求2所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述动力吸振器安装在上面双层周期空腹板的第三层薄板上，位置为空腹的中部，动力吸振器的数目与双层周期空腹板的空腹数相等。
5.根据权利要求2所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述的双层周期空腹板中板筋与薄板的厚度比大于3，双层周期空腹板周期空腹的长度与薄板厚度之比大于 20，双层周期空腹板的单层高度约为薄板厚度的10倍。
6.根据权利要求2所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述曲梁弹簧的厚度与薄板的厚度之比在1/3-1/2之间。
7.根据权利要求1所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述动力吸振器中的弹簧钢片厚度取决于吸振频率，其长度伸出双层周期空腹板宽度的50%。
8.根据权利要求1或7所述的组合式空腹板隔振基座，其特征在于，所述动力吸振器中的钢块安装在弹簧钢片伸出空腹板的部分，钢块的质量不小于空腹板质量的20%。
全文摘要
本发明提供的是一种组合式空腹板隔振基座。包括由方钢线切割切除周期分布的小铁块而形成的双层周期空腹板，由两个相同的弹簧片相背焊接而成的曲梁弹簧，由钢块和弹簧钢焊接而成的动力吸振器；两个双层周期空腹板通过曲梁弹簧连接，连接位置为空腹板的板筋处，动力吸振器安装在上面双层周期空腹板的下部。本发明使舰船基座结构支承动力设备的同时，在低频和高频段具备良好振动隔离效果，具有良好的经济性和广阔的应用前景，适用于各型船舶的基座结构。
文档编号F16F15/06GK102996705SQ20121049651
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者陈荣, 吴天行 申请人:上海交通大学