本實(shí)用新型涉及一種減振裝置，特別是涉及一種用于海運(yùn)船舶的橡膠減振器。

背景技術(shù)：

大噸位海運(yùn)船舶一般采用柴油機(jī)動(dòng)力，其中散熱裝置用于柴油機(jī)組散熱，由于發(fā)動(dòng)機(jī)室空間限制，散熱裝置外形輪廓通常設(shè)計(jì)成一個(gè)長(zhǎng)度長(zhǎng)、高度高，寬度小的長(zhǎng)方體。在船舶航行過程中，動(dòng)力系統(tǒng)的柴油機(jī)組的振動(dòng)、電動(dòng)機(jī)組的振動(dòng)及船舶航運(yùn)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)都會(huì)對(duì)散熱裝置產(chǎn)生振動(dòng)或沖擊作用，甚至還可能引起散熱裝置設(shè)備的共振，對(duì)散熱裝置運(yùn)行安全性和連接可靠性形成威脅，進(jìn)而會(huì)對(duì)船舶航行的安全性和可靠性構(gòu)成危害。

目前，海運(yùn)船舶柴油機(jī)動(dòng)力室的散熱裝置是通過金屬?gòu)椈蓪⑵溥B接到發(fā)動(dòng)機(jī)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?gòu)椈纱嬖谝韵氯毕荩?1)金屬?gòu)椈勺枘嵝?，通過共振頻率時(shí)共振放大倍率過大。金屬?gòu)椈傻淖枘嵯禂?shù)很小，采用金屬?gòu)椈筛粽裆嵫b置，在通過共振頻率時(shí)共振放大倍率過大，導(dǎo)致散熱裝置在共振點(diǎn)的振動(dòng)幅度過大，影響散熱裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接而導(dǎo)致設(shè)備故障。(2)金屬?gòu)椈蓹M向和縱向剛度過小。金屬?gòu)椈蓹M向和縱向剛度很小，船舶在航行過程會(huì)出現(xiàn)橫傾或縱傾，金屬?gòu)椈蓜偠刃∪菀讓?dǎo)致散熱裝置在橫向或縱向有很大變形，導(dǎo)致設(shè)備失穩(wěn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種減振效果好，并且能夠保證散熱裝置平穩(wěn)的海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)組散熱裝置用橡膠減振器。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(nèi)，金屬上骨架的外側(cè)壁與金屬下骨架的內(nèi)側(cè)壁通過橡膠粘接，所述金屬上骨架的頂部固設(shè)有螺紋柱，所述金屬下骨架上固設(shè)有法蘭底座。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(cè)壁的傾斜角度為15度。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(nèi)側(cè)壁內(nèi)徑從上至下逐漸減小，金屬下骨架的與橡膠粘接的內(nèi)側(cè)壁傾斜角度為15度。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(nèi)側(cè)壁內(nèi)徑從上至下逐漸增大。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(hào)鋼或45號(hào)鋼。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)組散熱裝置用橡膠減振器與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本實(shí)用新型在使用的時(shí)候，螺紋柱連接支撐散熱裝置，法蘭底座連接到柴油機(jī)機(jī)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(shí)，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(shí)用新型固有頻率低，其能夠隔離由于動(dòng)力系統(tǒng)和船舶運(yùn)行造成的振動(dòng)達(dá)到80％，有效降低了振動(dòng)對(duì)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(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)組散熱裝置用橡膠減振器的主視圖；

圖2為本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(dòng)傳遞率與振動(dòng)頻率比的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，并結(jié)合圖2、3所示，本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(nèi)，金屬上骨架1的外側(cè)壁與金屬下骨架2的內(nèi)側(cè)壁通過橡膠3粘接，所述金屬上骨架1的頂部固設(shè)有螺紋柱4，所述金屬下骨架2上固設(shè)有法蘭底座5。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(gè)空心空間。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得該橡膠減振器在振動(dòng)載荷作用下，橡膠3與金屬上骨架1向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在設(shè)計(jì)的承載范圍內(nèi)，該減振器下部自身的空間就可以滿足運(yùn)動(dòng)變形要求，這樣對(duì)安裝條件要求簡(jiǎn)單，安裝該減振器只需在船舶柴油機(jī)發(fā)電機(jī)室框架預(yù)留兩個(gè)安裝螺栓孔，不需要在機(jī)組框架上打大孔，不會(huì)影響機(jī)組框架強(qiáng)度。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(cè)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(nèi)側(cè)壁內(nèi)徑從上至下逐漸減小，金屬下骨架2的與橡膠3粘接的內(nèi)側(cè)壁傾斜角度為15度。由于金屬上骨架1外側(cè)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(nèi)側(cè)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(shí)，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(shí)用新型固有頻率低，垂向固有頻率在6-8Hz范圍內(nèi)。橡膠材料為高強(qiáng)度橡膠，保證了該橡膠減振器的承載能力。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(nèi)側(cè)壁內(nèi)徑從上至下逐漸增大。

本實(shí)用新型海運(yùn)船舶柴油機(jī)機(jī)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(hào)鋼或45號(hào)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(gè)內(nèi)孔，直徑為11㎜，用于安裝連接。

本實(shí)用新型的減振原理如下：

橡膠減振器的減振力學(xué)模型可簡(jiǎn)化為單自由度線性阻尼-彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4中，系統(tǒng)質(zhì)量為m、剛度為Kd、系統(tǒng)阻尼系數(shù)為C；橡膠減振器構(gòu)成的線性單自由度體系，當(dāng)系統(tǒng)受Ze＝Z0ejwt的簡(jiǎn)諧支撐激振時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方程可表示為：

以u(píng)＝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(tǒng)的相對(duì)位移振幅：

同理可以得到系統(tǒng)減振傳遞率T為：

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

以ξ為參數(shù)，振動(dòng)傳遞率T與頻率比f(wàn)/f_n的關(guān)系如圖5所示。

從圖5中可以看出，僅當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)的減振傳遞率小于1，即系統(tǒng)進(jìn)入減振區(qū)；當(dāng)f/f_n≈1時(shí)，系統(tǒng)處于共振狀態(tài)。在工程設(shè)計(jì)中，一般要求頻率比設(shè)在2.5～5之間。在減振區(qū)域，隨著阻尼比ξ的減小，系統(tǒng)的減振效果越來越好；但阻尼比越小，系統(tǒng)共振時(shí)的共振放大率越大，這會(huì)危害散熱裝置的穩(wěn)定性，甚至由于共振變形過大導(dǎo)致散熱裝置結(jié)構(gòu)破壞。因此，理想的減振器應(yīng)該是使系統(tǒng)的固有頻率低，并具有可變的阻尼特性，即在系統(tǒng)的共振區(qū)有較大的阻尼，使系統(tǒng)不會(huì)有顯著的共振放大，而在減振區(qū)有較小的阻尼，使系統(tǒng)有良好的減振效果，同時(shí)抗沖擊性能和穩(wěn)定性要好。

本實(shí)用新型在使用的時(shí)候，螺紋柱4連接支撐散熱裝置，法蘭底座5連接到柴油機(jī)機(jī)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(shí)，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(shí)用新型固有頻率低，垂向固有頻率在6-8Hz范圍內(nèi)，其能夠隔離由于動(dòng)力系統(tǒng)和船舶運(yùn)行造成的振動(dòng)達(dá)到80％，有效降低了振動(dòng)對(duì)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(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。