一种减振复合机架的制作方法

1.本发明涉及一种复合机架，具体是涉及一种用于诱导通风装置的减振复合机架。


背景技术：

2.舰船航行过程中会遇到较为复杂的环境条件，其中对装舰设备要求最高的为冲击工况。复合机架是诱导通风装置中的主承重结构，不同的结构设计会影响整个装置的抗冲击、振动及噪声指标。
3.改进前的复合机架，图1所示，结构强度低，安全因子小，难以满足抗冲击及减振的要求。
4.因此，需要对现有的复合机架改进后，使改进后的复合机架具有结构强度高、安全因子大、抗冲击、可有效降低装置的振动指标等优点。


技术实现要素：

5.本发明是要提出一种减振复合机架，该机架具有以下特点：
6.1、使诱导通风装置满足低振动、低噪声特性；
7.2、使诱导通风装置满足更高的结构强度要求，具备更高的抗冲击能力；
8.3、使诱导通风装置结构更简单、轻便，易于拆装。
9.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种减振复合机架，包括横边框、竖直边框、纵边框，顶部框架由两根横边框和四根纵边框组成，中间两根纵边框上焊接两根竖直边框作为电机挂架与电机基座相连接。
10.进一步，所述竖直边框与顶部框架之间焊接有三角支撑板。
11.进一步，所减振复合机架主体用槽钢焊接制作。
12.进一步，所述顶部框架的槽钢内焊接的垫圈和螺母。
13.进一步，所述减振复合机架安装在诱导通风装置装置内，诱导通风装置装置通过吊耳与船体进行吊装安装。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明的减振复合机架通过静载荷下结构强度分析研究、冲击静载荷下结构强度分析研究及装置的振动分析，得出本减振复合机架相比改进前的机架有如下优点：
16.1)可以保证装置的重量集中在减振复合机架上，整个结构轻便牢固、强度更高、安全因子大，满足抗冲击要求；
17.2)本减振复合机架可有效降低装置的振动指标；
18.3)本减振复合机架为主承重设计，因此箱体设计为非承载式、无框架结构，结构简单轻便，易于拆装。
附图说明
19.图1是现有的复合机架结构示意图；
20.图2是本发明的减振复合机架结构立体示意图；
21.图3是本发明的减振复合机架结构主视图；
22.图4是图3的左视图；
23.图5是图3的俯视图；
24.图6是冲击输入半正弦波形图；
25.图7是风机四个机脚位置的平均振动图；
26.图8是安装有减振复合机架的诱导通风装置四个机脚位置的平均振动响应图。
具体实施方式
27.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
28.如图2至图5所示，本发明的减振复合机架，包括横边框1、螺母2、方斜垫圈3、电机挂架4、三角支撑板5、纵边框6。
29.减振复合机架主体用槽钢焊接制作，顶部框架由两根横边框1和四根纵边框6组成，中间两根纵边框6上焊接两根竖直边框作为电机挂架4与电机基座相连接。竖直边框与顶部框架之间焊接有三角支撑板5。顶部框架的槽钢内焊接的垫圈3和螺母2。
30.本发明的减振复合机架机架的结构有如下特点：
31.1)减振复合机架主体用5#槽钢焊接制作，并安装在诱导通风装置装置内，诱导通风装置装置通过吊耳与船体进行吊装安装；
32.2)顶部由两纵四横六根梁组成，中间纵横梁上焊接两根竖直横梁与电机基座相连接；
33.3)减振复合机架为诱导通风装置的主承重部件。诱导通风箱体采用无框架结构，由钣金件制成的面板拼接而成。
34.4)通过三维造型设计，对本发明的减振复合机架进行了结构设计，并利用ansys数值仿真软件进行了静态载荷强度仿真分析、抗冲击计算研究、振动分析。其仿真结果如下：
35.(1)静载荷下结构强度分析研究
36.对诱导通风装置进行静强度分析，受力为诱导通风装置自身重力效应。边界条件是四个吊耳上表面固定，并施加重力载荷。装置静载荷最大分布于机架上，与结构设计预期相符。最大屈服应力为17.8mpa，安全因子大于10。计算结果表明，诱导通风装置结构在静载荷下能够满足要求。
37.(2)冲击静载荷下结构强度分析研究
38.1)冲击波形输入
39.根据总体所提供的上层冲击输入，诱导通风装置采用刚性安装，为a级抗冲击设备，冲击加速度设计值为ax＝13g，ay＝27g，az＝67g，冲击速度设计值为vx＝0.6m/s，vy＝0.6m/s，vz＝1.5m/s，计算得到的半带宽冲击作用时间分别为7.4ms，3.6ms和3.6ms。将其转化为半正弦冲击波形，并加载到诱导通风装置作为冲击输入值。冲击输入半正弦波形如图6所示。
40.2)材料参数特性
41.计算中需要考虑各种材料的强度性能，具体诱导通风装置计算使用材料属性如表1所示。
42.表1计算所用材料属性
[0043][0044][0045]
3)冲击计算结果
[0046]
采用ansys有限元软件进行计算，从计算结果可以看出，z向冲击载荷下受到的最大应力值较大，但各方向冲击载荷下的最小安全因子均大于2，表明本装置能满足抗冲击的要求。
[0047]
(3)装置振动分析及低振动设计
[0048]
本装置的主要运动部件为风机机组。因此在本设计阶段，对选型风机进行振动测试，并以风机振动测试数据作为振动激励源，再建立诱导通风装置的仿真模型，对装置的振动特性进行仿真分析研究。
[0049]
1)风机振动测试
[0050]
本次设计选型kruger160/60型风机，风机本身的振动频谱特性与研制要求振动要求限制线对比示意如图7所示。
[0051]
由图7可以看出，风机振动指标有7个点超过振动控制线。其中三个点超标在5db(a)之内，四个点超标在2db(a)之内。本次测试数据将作为振动分析计算的激励源输入，以分析诱导通风装置的振动特性。
[0052]
2)振动响应特性计算模型
[0053]
本次振动分析计算装置采用吊装形式、整机钢性安装、振动源电机弹性安装。本装置的总质量m≈103kg，按照10hz系统固有频率设计计算得到，后续振动实验时需提供的减振器总动刚度约ktotal＝434.3n/mm；假定使用四个减振器，则每个减振器动刚度约为k＝108.6n/mm。
[0054]
3)振动响应特性分析
[0055]
采用谐响应分析计算结构的稳态受迫振动，计算采用模态叠加法求解。本次以风机机脚振动加速度作为激励源，计算装置在各激励频率下的响应值，计算中考虑减振机架的阻尼作用，用以提高设备的输入阻抗，降低机架所在结构上的振幅，起到更大的阻尼作用。计算结果如图8所示。
[0056]
从图8中可以看出，诱导通风装置的四个机脚平均振动响应均在总体所提出的限制线以内，证明减振复合机架的设计能够有效降低装置的振动指标。


技术特征：
1.一种减振复合机架，其特征在于：包括横边框、竖直边框、纵边框，顶部框架由两根横边框和四根纵边框组成，中间两根纵边框上焊接两根竖直边框作为电机挂架与电机基座相连接。2.根据权利要求1所述的减振复合机架，其特征在于：所述竖直边框与顶部框架之间焊接有三角支撑板。3.根据权利要求1所述的减振复合机架，其特征在于：所减振复合机架主体用槽钢焊接制作。4.根据权利要求1所述的减振复合机架，其特征在于：所述顶部框架的槽钢内焊接的垫圈和螺母。5.根据权利要求1所述的减振复合机架，其特征在于：所述减振复合机架安装在诱导通风装置装置内，诱导通风装置装置通过吊耳与船体进行吊装安装。

技术总结
本发明涉及一种减振复合机架，包括横边框、竖直边框、纵边框，顶部框架由两根横边框和四根纵边框组成，中间两根纵边框上焊接两根竖直边框作为电机挂架与电机基座相连接。所述竖直边框与顶部框架之间焊接有三角支撑板。所述减振复合机架安装在诱导通风装置装置内，诱导通风装置装置通过吊耳与船体进行吊装安装。本发明可以保证诱导通风装置的重量集中在减振复合机架上，整个结构轻便牢固、强度更高、安全因子大，满足抗冲击要求；可有效降低装置的振动指标。动指标。动指标。


技术研发人员：舒志涛 姜洋 刘家兴
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/3/14