一种可调频吸振器的设计研究

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罗茨风机在工业上的应用非常广泛,但是罗茨风机的噪音非常大,严重影响了工作人员的身心健康,也极大的污染了周围的环境。罗茨风机的噪音主要包括气动噪音和机械振动噪音,为了对铝电解厂净化车间中罗茨风机产生的机械噪音进行有效的降噪,本文设计出了一种频率可调的动力吸振器。论文的研究内容应用到的理论基础有:机械振动理论、动力吸振器的减振原理和减振效果的评价方法等,在这些理论的基础上,从能量的角度,分析了吸振器的工作原理。根据主动式动力吸振器的结构、原理、应用范围和作用方式,提出了一种可调频吸振器的设计方案。该吸振器采用电磁驱动的方式,使传动过程具有很好的柔顺性,减小了振动对其的影响,弹性元件采用连续悬臂梁结构,实现吸振器的固有频率在一定范围内连续可调,设计了一种电磁阻尼装置,可将吸振器吸收的振动能量及时的转化成电能,并通过电路中电阻耗散掉。根据该方案,完成了基于电磁驱动的悬臂梁式吸振器的结构参数设计。建立该吸振器的动力学模型,分析其减振原理,并对该振动系统吸振器的结构参数进行了优化,在此基础上,提出了一种吸振器的尺寸参数优化方法,得到吸振器减振性能最优时悬臂梁的几何尺寸。为了简化仿真计算,将和某型号罗茨风机固有频率相近的平板结构作为振动的主系统,运用有限元方法,通过主系统振级落差的变化,比较了该吸振器悬臂梁尺寸优化前后的减振效果;分析了基于电磁驱动的悬臂梁式吸振器的性能,给出了该吸振器的频率调节范围,并分析了吸振器移频后的减振效果,通过安装位置对该吸振器减振效果的影响分析,为吸振器选择安装位置提供依据。通过研究得出以下结论:通过对吸振器尺寸参数的优化,能够使其减振效果更好;基于电磁驱动的悬臂梁式吸振器具有良好的移频特性,在可调节范围内,都能有效的对主系统进行减振;安装位置对该吸振器的减振效果影响不大,便于吸振器在主系统上找到合适的安装位置。
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