一种基于颗粒阻尼减振的卧式深孔钻床及其阻尼减振设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114101753A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111534338.1(22)申请日2021.12.15(71)申请人唐山市三川钢铁机械制造有限公司地址063000河北省唐山市路南区女织寨申请人中国科学院过程工程研究所(72)发明人段东平边贺川高扬(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人赵颖(51)Int.Cl.B23B47/00(2006.01)B23Q11/00(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图4页(54)发明名称一种基于颗粒阻尼减振的卧式深孔钻床及其阻尼减振设计方法(57)摘要本发明提供了一种基于颗粒阻尼减振的卧式深孔钻床及其阻尼减振设计方法，所述卧式深孔钻床包括内部中空的床身和设置于所述床身上的钻孔模块，所述钻孔模块包括内部中空的钻杆支撑架组和固定于所述钻杆支撑架组上的钻杆；所述床身内部填充有粒径不同的非金属颗粒，所述钻杆支撑架组内部填充有金属颗粒。本发明在床身内部填充有粒径不同的非金属颗粒，在钻杆支撑架组内部填充有金属颗粒，采用颗粒阻尼的被动减振技术，增大系统的阻尼、提高系统的抗振能力入手来抑制振动。CN114101753ACN114101753A权利要求书1/2页1.一种基于颗粒阻尼减振的卧式深孔钻床，其特征在于，所述卧式深孔钻床包括内部中空的床身和设置于所述床身上的钻孔模块，所述钻孔模块包括内部中空的钻杆支撑架组和固定于所述钻杆支撑架组上的钻杆；所述床身内部填充有粒径不同的非金属颗粒，所述钻杆支撑架组内部填充有金属颗粒。2.根据权利要求1所述的卧式深孔钻床，其特征在于，所述钻杆的轴向贯通，所述钻杆的内表面设置有至少一个颗粒阻尼装置；优选地，所述颗粒阻尼装置包括固定于所述钻杆内表面的壳体，所述壳体内填充有金属颗粒；优选地，所述钻杆内表面对称设置有四个颗粒阻尼装置。3.根据权利要求1或2所述的卧式深孔钻床，其特征在于，所述非金属颗粒的表面摩擦因子为0.7～0.99；优选地，所述非金属颗粒的表面恢复系数为0.6～1；优选地，所述床身内部填充的非金属颗粒按照粒径不同分为非金属小颗粒和非金属大颗粒；优选地，所述非金属小颗粒的粒径为2.5～3.5mm；优选地，所述非金属大颗粒的粒径为1～2.5mm；优选地，所述非金属颗粒包括石英颗粒；优选地，所述非金属大颗粒和非金属小颗粒的填充重量比为1/5～1/3；优选地，所述非金属颗粒的填充率为90～99％。4.根据权利要求1‑3任一项所述的卧式深孔钻床，其特征在于，金属颗粒的表面摩擦因子为0.5～0.99；优选地，所述金属颗粒的表面恢复系数为0.5～1；优选地，所述金属颗粒的粒径为1～2mm；优选地，所述金属颗粒包括铁颗粒；优选地，所述金属颗粒的填充率为96～99％。5.根据权利要求1‑4任一项所述的卧式深孔钻床，其特征在于，所述床身内部通过格栅结构隔板分割为若干矩阵排布的填充腔，每一所述填充腔内填充同一粒径范围的金属颗粒；优选地，在水平方向的同一层填充腔内交替填充非金属小颗粒和非金属大颗粒，在竖直方向的同一列填充腔内交替填充非金属小颗粒和非金属大颗粒。6.根据权利要求1‑5任一项所述的卧式深孔钻床，其特征在于，所述钻杆支撑架组包括至少两个钻杆支撑架，所述钻杆支撑架包括具有贯通结构的外壳，所述外壳内部设置有轴承，所述轴承两侧保留环形空腔，所述环形空腔内填充金属颗粒，形成颗粒阻尼器；优选地，所述环形空腔内通过隔板分隔为若干扇形截面空腔，所述扇形截面空腔内填充金属颗粒；优选地，所述钻杆穿过外壳的贯通结构，并通过轴承的滚动作用在钻杆支撑架内自由旋转；优选地，所述钻杆的固定端设置有钻杆电机箱，所述钻杆电机箱用于带动钻杆旋转；2CN114101753A权利要求书2/2页优选地，所述钻杆的加工端设置有导向授油箱；优选地，所述床身上还设置有主导轨和主导轨电机，所述钻杆电机箱和钻杆滑动设置于所述主导轨上，所述主导轨电机电性连接所述钻杆电机箱和钻杆，所述主导轨电机用于带动所述钻杆电机箱和钻杆沿所述主导轨水平移动。7.根据权利要求1‑6任一项所述的卧式深孔钻床，其特征在于，所述床身上设置有固定模块，所述固定模块与钻孔模块并排设置，所述固定模块用于固定代加工件；优选地，所述固定模块包括分别固定所述代加工件两端的副卡盘和主卡盘，所述钻杆的加工端对准所述代加工件一端，所述钻杆沿主导轨向所述代加工件一端移动；优选地，所述副卡盘位于代加工件靠近钻杆的一端，所述主卡盘位于代加工件远离钻杆的一端；所述主卡盘电性接入工件电机箱，所述工件电机箱通过驱动所述主卡盘旋转从而带动所述代加工件旋转；优选地，所述固定模块还包括设置于所述床身上的副导轨和副导轨电机，所述副导轨和所述主导轨位于同一