[发明专利]一种热水器内胆冲孔自适应减振降噪结构及加工装置

说明书

本发明公开了一种热水器内胆冲孔自适应减振降噪结构及加工装置，解决了现有燃气热水器内胆冲孔加工中的振动和噪声问题，从冲孔冲击力的时变性特征出发，高效降低冲孔机床的冲击振动和噪声；其技术方案为：包括从外至内依次设置的粘弹性层、约束层和吸声层，约束层与粘弹性层形成约束阻尼结构；所述约束层开设有用于与内腔支撑体配合的凹槽，且在凹槽位置固定有能够进行变阻尼减振的减振碟簧；所述吸声层开设有用于内腔支撑体配合的通孔。

技术领域

本发明涉及冲孔加工技术领域，尤其涉及一种热水器内胆冲孔自适应减振降噪结构及加工装置。

背景技术

燃气热水器内胆作为一种重要的热水器贮水结构，其动力学性能好坏直接关乎热水器使用寿命。为提高其动力学稳健性和鲁棒性，内胆冲孔是其关键一个加工环节，冲孔过程的高频振动和刺耳噪声严重影响了操作工人的身心健康，污染了工况声环境，极易造成职业伤害。此外，振动及噪声的相互作用对薄壁内胆的力学性能也将产生很大影响，易导致可靠性及稳定性下降，减少内胆使用寿命。

内胆冲孔是在冲床上对固定在支撑体上的薄壁圆柱内胆墙体的连接部位冲孔，通常安装位置孔由单孔和单排双孔两类，单孔冲击力小，声压级相对低，辐射频段宽；单排双孔是一次冲两孔，孔位置上下布置，间隔6-8cm，冲击力大，声压级大，辐射频段宽。冲孔力是由冲头提供，冲头安装在独立支撑结构上，该支撑结构与安装圆柱内胆的支撑体不连接，但两支撑体均安装在一个支撑基座上。内胆倒扣在一个四点支撑的支撑件上。因圆柱内胆为薄壁腔体结构且倒置为封闭腔体，冲击力不仅激励筒壁产生振动，诱发结构声辐射，而且激励内部封闭空腔，形成声腔共振，提高噪声辐射声压级。与此同时，这些噪声会在周围空气中快速传播，造成环境声污染。此类噪声因不连续、声压级高、辐射频段宽、声振耦合显著特点成为亟待解决的工程技术难题。

目前，国内外研究资料表明关于冲击噪声的控制主要包括两方面。一是，对冲击噪声产生的关键振动部件，附加减振结构或安装减振器，利用被动的隔离，而非激励源的主动消除原理，实现振动隔离和阻断振动传播；二是，噪声传播路径阻断，即安装被动的隔声吸声装置，如安装声屏障或局部隔声吸声罩等。发明人发现，这两种方法均能起到部分降噪作用，但是它们都不是从振动和噪声的形成源头出发，而是针对事后现象被动的阻断和隔离，因此不能从根本上解决该问题。此外，冲孔的冲击力与一般的冲击过程不同，因为，冲孔过程依据孔深大小，冲击力是变化的，即冲击力具有一定的时变性，这种随着深度变化的冲击力会诱发时变性的振动和噪声，因此，单纯的采用减振性能恒定的减振结构或隔声结构，将不能有效实现此类冲击噪声的控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种热水器内胆冲孔自适应减振降噪结构，能够有效吸收和耗散时变性冲击力，大幅减少冲击对内胆筒壁及内腔激励，削弱筒壁及内腔的振动、共振和耦合发声。

本发明的第二目的是提供一种热水器内胆冲孔加工装置，根据冲孔数量、冲孔深度及冲孔力时变性特征，自适应地调节阻尼系数，随着工况的变化自适应调整整个装置的刚度、阻尼及质量关键动力学特征参数，高效实现时变冲击振动和噪声控制。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种热水器内胆冲孔自适应减振降噪结构，包括从外至内依次设置的粘弹性层、约束层和吸声层，约束层与粘弹性层形成约束阻尼结构；所述约束层开设有用于与内腔支撑体配合的凹槽，且在凹槽位置固定有能够进行变阻尼减振的减振碟簧；所述吸声层开设有用于内腔支撑体配合的通孔。

作为进一步的实现方式，所述粘弹性层采用锰基合金粘弹材料；所述约束层采用阻尼橡胶材料；所述吸声层采用玻璃棉材料。

作为进一步的实现方式，所述减振碟簧呈变截面结构。

第二方面，本发明实施例还提供了一种热水器内胆冲孔加工装置，包括所述的自适应减振降噪结构、内腔支撑体，所述适应减振降噪结构嵌套于内腔支撑体外侧。