專利名稱：氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)發(fā)生器，特別是涉及一種氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器。屬于往 復(fù)式機(jī)械背景噪聲發(fā)生裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
不論是我們的日常生活還是工業(yè)生產(chǎn)，都會(huì)涉及到一些可以產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備，例 如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、家用洗衣機(jī)、機(jī)床電機(jī)等等。這些設(shè)備由于其本身的固有本質(zhì)特性，在工作 時(shí)都會(huì)產(chǎn)生具有一定規(guī)律的振動(dòng)和固定頻率的聲音。這些振動(dòng)和聲音構(gòu)成了這些設(shè)備的固 有動(dòng)態(tài)特性。相反，伴隨著機(jī)械設(shè)備的基本振動(dòng)，往往還存在著大量來(lái)自于機(jī)械設(shè)備外部的背 景噪聲。這些噪聲的存在必然會(huì)對(duì)我們所關(guān)注的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生一定干擾。背景噪聲的能量 愈大，對(duì)于機(jī)械固有振動(dòng)的信息提取就愈加困難。目前，關(guān)于機(jī)械振動(dòng)的背景噪聲的研究也 逐漸引起了越來(lái)越多的關(guān)注?；谶@樣的一個(gè)問(wèn)題背景，我們研究發(fā)明了本項(xiàng)專利氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器， 用于人為的模擬機(jī)械振動(dòng)時(shí)的背景噪聲振動(dòng)。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)對(duì)該裝置的可調(diào) 參數(shù)的調(diào)節(jié)，在一定范圍內(nèi)改變背景噪聲的特性，產(chǎn)生研究需要的特定的背景噪聲。而且還 有原理簡(jiǎn)單，裝置小巧，操作安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效地控制及降低各種往復(fù)式機(jī)械特征線譜信噪 比的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于它包括殼體和碰撞小球，所述殼體為 兩端封閉的空心扁圓柱狀，殼體的扁圓柱狀空心腔構(gòu)成碰撞室，殼體側(cè)壁面開有一個(gè)進(jìn)氣 孔和多個(gè)出氣孔，所述碰撞小球裝在碰撞室內(nèi)。要使小球與本振動(dòng)發(fā)生器的碰撞室壁碰撞產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)氣孔的氣體要具有一定的 壓強(qiáng)。要想獲得穩(wěn)定的功率譜，進(jìn)氣孔的壓強(qiáng)值還必須保持穩(wěn)定。試驗(yàn)證明，輸入的氣壓存 在一個(gè)最小工作值0. IMPa,即只有輸入氣體的氣壓值大于0. IMPa時(shí)才可以激起穩(wěn)定的隨 機(jī)振動(dòng)。隨著穩(wěn)定輸入氣壓值的增加，隨機(jī)振動(dòng)各頻率段的幅值也隨之同步增大，而功率譜 曲線保持不變。當(dāng)輸入氣壓值保持一定，系統(tǒng)的振動(dòng)能量又與碰撞室中的小球數(shù)量(或所有小球 與碰撞室的體積比)保持相關(guān)。由于受到氣體流速和碰撞室的空間的約束，在一定范圍內(nèi)， 振動(dòng)的能量是隨著小球數(shù)量增多而增加的；當(dāng)小球數(shù)目增加到一定程度之后，由于碰撞室 內(nèi)自由空間過(guò)于狹小，小球的大部分能量就消耗在球體之間的相互摩擦與碰撞之上。因此 碰撞室中的小球數(shù)量存在著一個(gè)最優(yōu)值可以使系統(tǒng)在一定的氣壓輸入下產(chǎn)生最大能量的 振動(dòng)。
3
實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)碰撞小球的體積之和應(yīng)占碰撞室容積的15 - 25%時(shí)，振動(dòng)的平均功率 往往達(dá)到最大值。故碰撞小球的體積比應(yīng)在這個(gè)區(qū)間選取。此外，輸入氣壓值可以很好的控制輸出振動(dòng)的功率。兩者之間在試驗(yàn)室條件下基 本為線性增長(zhǎng)關(guān)系，即氣壓值越大，得到的平均功率也就越大。所述每個(gè)出氣孔具有相同的尺寸。所述進(jìn)氣孔直徑大于出氣孔直徑。所述進(jìn)氣孔與出氣孔的圓心均在殼體同一高度的側(cè)壁面上。所述進(jìn)氣孔與出氣孔的圓心均在殼體中部同一高度的側(cè)壁面上。所述出氣孔均勻分布在殼體同一高度的側(cè)壁面上。為便于更換碰撞室內(nèi)的碰撞小球，所述殼體上端面為一活動(dòng)蓋，活動(dòng)蓋與殼體之 間對(duì)應(yīng)的位置上開有安裝螺孔，螺釘旋入螺孔將活動(dòng)蓋與殼體緊密連接在一起。所述進(jìn)氣孔向殼體外水平延伸一進(jìn)氣嘴。所述進(jìn)氣嘴與殼體一體成型。所述殼體為鋁制殼體，密度為2.69g/cm3。所述碰撞小球?yàn)榫郾┬∏颍芏葹?.92g/cm3。材料的力學(xué)性能結(jié)晶度高，結(jié) 構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能。其強(qiáng)度和硬度、彈性都比較高，本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度 高，分子量增加的時(shí)候，沖擊強(qiáng)度也增大，是比較理想的碰撞沖擊材料。所述殼體的半徑為65-80mm，碰撞室的半徑為55_75mm，殼體側(cè)壁厚度為10_15mm， 出氣孔直徑為2-3. 5mm，進(jìn)氣孔直徑為6_8mm，殼體上端面厚度為4_6mm，殼體下端面厚度為 2. 5-3. 5mm，殼體高度為360-400mm，進(jìn)氣嘴的嘴壁厚度為2. 5-3. 5mm，所述碰撞小球的直徑 為 10-19. 028mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，工作時(shí)在發(fā)生器的碰撞室 里放置一定數(shù)量的碰撞小球，在進(jìn)氣孔處接入一定壓強(qiáng)的穩(wěn)定氣流。打開進(jìn)氣閥門，穩(wěn)定氣 流就會(huì)帶動(dòng)碰撞小球在碰撞室內(nèi)做無(wú)規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，與碰撞室室壁碰撞便會(huì)產(chǎn)生較為穩(wěn)定 的寬帶振動(dòng)。此氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器不僅能有效地控制和降低各頻率段的線譜信噪 比，還具有體積小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝操作控制方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)需要改變系統(tǒng)的 參數(shù)(碰撞室內(nèi)小球的體積比，小球直徑和輸入氣壓值)來(lái)得到不同的功率譜。


圖1是本發(fā)明的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的俯視圖3是本發(fā)明的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器工作時(shí)的安裝位置示意圖； 圖4是工作時(shí)氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器在一定條件下產(chǎn)生的隨機(jī)振動(dòng)的典型功率圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-2所示結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖，它包括鋁 制殼體1和多個(gè)聚丙烯碰撞小球，所述殼體1為兩端封閉的空心扁圓柱狀，殼體1的扁圓柱狀空心腔構(gòu)成碰撞室2，殼體1側(cè)壁面開有一個(gè)進(jìn)氣孔3和多個(gè)出氣孔4，所述碰撞小球裝 在碰撞室2內(nèi)；所述進(jìn)氣孔3與出氣孔4的圓心均在殼體1中部同一高度的側(cè)壁面上；所述 出氣孔4均勻分布在殼體1上；所述每個(gè)出氣孔4具有相同的尺寸；所述進(jìn)氣孔3向殼體1 外水平延伸一進(jìn)氣嘴5 ；所述進(jìn)氣嘴5與殼體1 一體成型；為便于更換碰撞室2內(nèi)的碰撞小 球，所述殼體1上端面為一活動(dòng)蓋6，活動(dòng)蓋6與殼體1之間對(duì)應(yīng)的位置上開有安裝螺孔7， 螺釘旋入螺孔7將活動(dòng)蓋6與殼體1緊密連接在一起；所述的碰撞小球的體積之和占碰撞 室容積的15 - 25% ；所述殼體1的半徑為72. 5mm，碰撞室的半徑為62. 5mm，殼體1側(cè)壁厚 度為10mm，出氣孔4直徑為3mm，進(jìn)氣孔3直徑為7mm，殼體1上端面厚度為5mm，殼體1下 端面厚度為3mm，殼體1高度為380mm，進(jìn)氣嘴5的嘴壁厚度為3mm，所述碰撞小球的直徑為 15.875mm。工作時(shí)，在碰撞室里放置35個(gè)的碰撞小球(35 X Φ 15. 875)，然后將氣動(dòng)小球隨機(jī) 振動(dòng)發(fā)生器安置在隔振裝置(空氣彈簧)與基礎(chǔ)之間的位置，如圖3所示。在進(jìn)氣嘴處接入 一定壓強(qiáng)的穩(wěn)定氣流(輸入氣壓0. 3MPa)。打開進(jìn)氣閥門，穩(wěn)定氣流就會(huì)帶動(dòng)碰撞小球在碰 撞室內(nèi)做無(wú)規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，與碰撞室室壁碰撞便會(huì)產(chǎn)生較為穩(wěn)定的寬帶振動(dòng)，如圖4所示。本發(fā)明并不限于以上實(shí)施方式，只要是本說(shuō)明書及權(quán)利要求書中提及的方案均是 可以實(shí)施的。
權(quán)利要求
1.氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于它包括殼體和碰撞小球，所述殼體為兩端 封閉的空心扁圓柱狀，殼體的扁圓柱狀空心腔構(gòu)成碰撞室，殼體側(cè)壁面開有一個(gè)進(jìn)氣孔和 多個(gè)出氣孔，所述碰撞小球裝在碰撞室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述碰撞小球的體 積之和占碰撞室容積的15 - 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述每個(gè)出氣 孔具有相同的尺寸，所述進(jìn)氣孔直徑大于出氣孔直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述出氣孔均勻分 布在殼體同一高度的側(cè)壁面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述進(jìn)氣孔與出氣 孔的圓心均在殼體同一高度的側(cè)壁面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述進(jìn)氣孔與出氣 孔的圓心均在殼體中部同一高度的側(cè)壁面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述殼體上端 面為一活動(dòng)蓋，活動(dòng)蓋與殼體之間對(duì)應(yīng)的位置上開有安裝螺孔，螺釘旋入螺孔將活動(dòng)蓋與 殼體緊密連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述進(jìn)氣孔向殼體 外水平延伸一進(jìn)氣嘴，所述進(jìn)氣嘴與殼體一體成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述殼體為鋁 制殼體，所述碰撞小球?yàn)榫郾┬∏颉?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，其特征在于所述殼體的半 徑為65-80mm，碰撞室的半徑為55_75mm，殼體側(cè)壁厚度為10_15mm，出氣孔直徑為2_3. 5mm, 進(jìn)氣孔直徑為6-8mm，殼體上端面厚度為4_6mm，殼體下端面厚度為2. 5-3. 5mm,殼體高度為 360-400mm，進(jìn)氣嘴的嘴壁厚度為2. 5-3. 5mm，所述碰撞小球的直徑為10-19. 028mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器，它包括殼體和碰撞小球，所述殼體為兩端封閉的空心扁圓柱狀，殼體的扁圓柱狀空心腔構(gòu)成碰撞室，殼體側(cè)壁面開有一個(gè)進(jìn)氣孔和多個(gè)出氣孔，所述碰撞小球裝在碰撞室內(nèi)，所述碰撞小球的體積之和占碰撞室容積的15－25%時(shí)。本氣動(dòng)小球隨機(jī)振動(dòng)發(fā)生器不僅能有效地控制和降低各頻率段的線譜信噪比，還具有體積小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝操作控制方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)需要改變系統(tǒng)的參數(shù)來(lái)得到不同的功率譜。
文檔編號(hào)G10K9/02GK102074228SQ20101052734
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者朱石堅(jiān), 樓京俊, 浣石, 翁雪濤 申請(qǐng)人:朱石堅(jiān)