一种基于颗粒阻尼的动力吸振器及船舶的制作方法

本申请涉及船舶减振，具体而言，涉及一种基于颗粒阻尼的动力吸振器及船舶。

背景技术：

1、船上异常振动，除影响人体舒适性外，还可能引起局部结构疲劳破坏，或机械设备故障。动力吸振器是通过附加一个质量弹簧系统，吸收和消耗振动能量，使结构处于反共振状态从而达到减振的目的。

2、常规的被动式动力吸振器具有结构设计简单、可靠性高，且不需要外界提供能量等优点，成本较低，适用性强。但被动式动力吸振器也存在吸振频带窄的缺点，当外界频率发生变化时，其减振效果会大打折扣。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种基于颗粒阻尼的动力吸振器及船舶，能够有效吸收和耗散船舶甲板传递来的振动能量，并且能够有效拓宽吸振频率。

2、第一方面，提供了一种基于颗粒阻尼的动力吸振器，包括基座、保护罩、弹簧、箱体、支撑杆、旋转体和阻尼颗粒：

3、基座紧固在船体甲板上；保护罩罩设在基座上，且保护罩底部与基座上表面固定连接；

4、支撑杆竖直设于保护罩内，支撑杆的底部与基座固定连接，支撑杆的顶部与保护罩固定连接；支撑杆上部设置外螺纹，外螺纹由支撑杆上端端部向下延伸预定长度；

5、箱体为一具有圆柱外形的空心结构，中心位置设置一具有上下贯穿通孔的空心圆柱，空心圆柱包括上部分和下部分，下部分底部与箱体的内底面固接，上部分顶部与箱体的内顶面固接，上部分底部与下部分顶部之间相距预定距离，上部分与下部分之间设置一具有内螺纹的旋转件，旋转件的上端面与上部分的下端面滚动连接，旋转件的下端面与下部分的上端面滚动连接；空心圆柱及旋转件套设在支撑杆上，且旋转件的内螺纹与支撑杆的外螺纹螺纹配合；

6、弹簧套在支撑杆上并处于箱体底部和基座之间；

7、旋转体包括至少两个旋转块，所有旋转块设置在箱体中，且都与旋转件固定连接，所有旋转块围绕旋转件呈圆周均匀分布；

8、在箱体中，在旋转块与箱体内壁之间的空挡中填入有阻尼颗粒。

9、在一种可实施的方案中，箱体的顶面位置设置有用于填充阻尼颗粒的装载孔，并通过一可拆装的盖板将装载孔封闭。

10、在一种可实施的方案中，在旋转体中，所有旋转块旋转时的圆周外径小于箱体的内侧直径。

11、在一种可实施的方案中，旋转块为对称结构。

12、在一种可实施的方案中，旋转块底面的沿垂直于径向的宽度大于旋转块顶面的沿垂直于径向的宽度，旋转块沿箱体径向延伸的两个侧面设置为内凹弧面或倾斜坡面。

13、在一种可实施的方案中，阻尼颗粒在箱体中的空挡中的填充率为60％～98％。

14、在一种可实施的方案中，在旋转块在竖直方向的高度为箱体内部空间高度的15％～70％。

15、在一种可实施的方案中，在箱体的内壁表面粘有软质包覆层。

16、在一种可实施的方案中，软质包覆层的表面设置为凹凸不平状。

17、根据本申请的第二方面，还提供了一种船舶，包括前述方案中的基于颗粒阻尼的动力吸振器。

18、与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：

19、本申请中，箱体和内部的阻尼颗粒、旋转体共同构成动力吸振器的动质量元素。

20、船舶在海上航行时横摇、纵摇状况下，在弹簧的缓冲下及支撑杆的限制下，使得箱体能够稳定的保持沿支撑杆轴线方向往复运动，同时弹簧的设置，吸收船舶甲板上的振动能量，并将振动能量转移至箱体上，以吸收振动能量。

21、当箱体沿支撑杆往复运动时，会带动旋转件沿支撑杆的内螺纹转动，进而带动旋转体的旋转块绕箱体的中轴线转动，从而搅动箱体内的阻尼颗粒，在阻尼颗粒受振动能量影响相互碰撞摩擦的基础上，进一步促进阻尼颗粒与颗粒阻尼、旋转块以及箱体内壁之间的碰撞与摩擦，从而加速振动能力的耗散。

22、本申请的基于颗粒阻尼的动力吸振器，不需要外界提供能量，能够有效吸收和耗散船舶甲板传递来的振动能量，并且箱体和内部的阻尼颗粒、旋转体的共同作用能够有效拓宽吸振频率。同时，进一步地，通过调整箱体的尺寸及阻尼颗粒的填充量来改变动力吸振器的固有频率，从而满足不同的需求，使得本实施例的吸振器的吸振频带可调且较宽，当外界频率发生变化时，其仍能保持较好的减震效果。

技术特征：

1.一种基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，包括基座(1)、保护罩(2)、弹簧(3)、箱体(4)、支撑杆(5)、旋转体(6)和阻尼颗粒(7)：

2.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，所述箱体(4)的顶面位置设置有用于填充所述阻尼颗粒(7)的装载孔，并通过一可拆装的盖板(43)将所述装载孔封闭。

3.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，在所述旋转体(6)中，所有所述旋转块(61)旋转时的圆周外径小于所述箱体(4)的内侧直径。

4.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，所述旋转块(61)为对称结构。

5.根据权利要求4所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，所述旋转块(61)底面的沿垂直于径向的宽度大于所述旋转块(61)顶面的沿垂直于径向的宽度，所述旋转块(61)沿所述箱体(4)径向延伸的两个侧面设置为内凹弧面(611)或倾斜坡面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，所述阻尼颗粒(7)在所述箱体(4)中的空挡中的填充率为60％～98％。

7.根据权利要求6所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，在所述旋转块(61)在竖直方向的高度为所述箱体(4)内部空间高度的15％～70％。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，在所述箱体(4)的内壁表面粘有软质包覆层(8)。

9.根据权利要求8所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器，其特征在于，所述软质包覆层(8)的表面设置为凹凸不平状。

10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的基于颗粒阻尼的动力吸振器。

技术总结
本申请提供一种基于颗粒阻尼的动力吸振器及船舶，吸振器包括基座、保护罩、弹簧、箱体、支撑杆、旋转体和阻尼颗粒。基座紧固在甲板上，保护罩固定在基座上。支撑杆竖直设于保护罩内，底部与基座固连，顶部与保护罩固连，上部设外螺纹。箱体中心设一空心圆柱，分为间隔距离的上、下部分，下部分底部与箱体固接，上部分顶部与箱体内顶固接，上与下之间设置一具有内螺纹旋转件。旋转件的上、下端面分别与上、下部分的端面滚动连接。空心圆柱及旋转件套在支撑杆，旋转件内螺纹与支撑杆外螺纹配合。弹簧套在支撑杆处于箱体与基座间。旋转体在箱体内与旋转件固定连接，箱体内填入阻尼颗粒。本吸振器能吸收和耗散甲板的振动能量，且能拓宽吸振频率。

技术研发人员：张凯,张佳亚,徐一通,王明杰,蔡文佳,李虹熹
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29