钻孔机减振降噪装置

权利要求书： 1.一种钻孔机减振降噪装置，其特征在于，包括：内层套筒和位于所述内层套筒的内部的阻尼动力消振器，通过对钻孔机结构进行分析与观察，决定将钻孔机钻头位置用于拆卸钻头的齿传递扭矩，所述阻尼动力消振器与所述内层套筒转动连接并与钻孔机的钻头端面安装拆卸处齿连接，通过齿传递扭矩带动消振器一同旋转；所述钻孔机减振降噪装置还包括滑动套设于所述内层套筒的外侧的外层套筒；所述阻尼动力消振器通过多个轴承布设在所述内层套筒内部；在所述内层套筒和所述外层套筒的内壁上沿周向方向依次间隔贴合有多个减振层；在所述外层套筒的每一所述减振层上一一对应贴合有第一降噪层，在所述内层套筒的所述减振层上对应贴合有呈环形状的第二降噪层，所述减振层包括相间布置的铝箔层和丁基橡胶层，所述减振层的底部为所述丁基橡胶层，所述减振层的顶部为所述铝箔层；

所述减振层和降噪层的布置方式包括由上至下依次为第一丁基橡胶层、第一铝箔层、第二丁基橡胶层、第二铝箔层、第三丁基橡胶层、第三铝箔层、第四丁基橡胶层、第四铝箔层以及发泡橡胶层，减振层包括第一丁基橡胶层、第一铝箔层、第二丁基橡胶层、第二铝箔层、第三丁基橡胶层、第三铝箔层、第四丁基橡胶层、第四铝箔层，降噪层包括发泡橡胶层。

2.根据权利要求1所述的钻孔机减振降噪装置，其特征在于，所述内层套筒的一端可滑动至所述外层套筒的外部，以使所述钻头位于所述外层套筒的内部。

3.根据权利要求2所述的钻孔机减振降噪装置，其特征在于，在所述内层套筒的外壁上沿所述内层套筒的周向方向延伸形成有第一凸缘，所述第一凸缘与所述外层套筒的靠近工作面的一侧内端部相抵接。

4.根据权利要求2所述的钻孔机减振降噪装置，其特征在于，所述钻孔机减振降噪装置还包括弹性件；在所述内层套筒的外壁上沿所述内层套筒的周向方向延伸形成有第二凸缘，所述弹性件用于连接所述第二凸缘与所述外层套筒的远离工作面的一侧内端部。

5.根据权利要求2所述的钻孔机减振降噪装置，其特征在于，在所述外层套筒的靠近工作面的一侧外端部上安装有减振垫。

说明书： 钻孔机减振降噪装置技术领域[0001] 本发明涉及减振降噪技术领域，特别是涉及一种钻孔机减振降噪装置。背景技术[0002] 钻孔机主要是利用钻头的旋转与进给，在目标对象上加工出孔的设备，在零件加工、地质勘测、建筑工业和装修等行业广泛采用。按照整体结构的不同，钻孔机又分为手持

式钻孔机和支架式钻孔机两类。

[0003] 在工作过程中冲击振动由钻头传递至机架造成振动从而产生噪音，如果与机架部件发生共振更会缩短机器的使用寿命。而且如果长时间工作不仅会使操作员饱受噪音影

响，手部也会由于长时间振动而感到不适。同时这种振动会具有很强的穿透力会穿透墙壁

严重影响周围邻居的正常生活。

[0004] 人们针对于钻孔机钻头的减振降噪也做了大量研究，美国米特克斯公司研制一种用金属编织的钻头减振器。这种新型钻头减振器由一串圆环组成，减振器通常套在钻头上

方，金属圆环能够消除部分钻头的振动和附加的冲击载荷。该钻头减振器的减振降噪效果

并没有达到预期目标。

发明内容[0005] 本发明实施例提供一种钻孔机减振降噪装置，用以解决或部分解决现有钻头减振器减振降噪效果不理想的问题。

[0006] 本发明实施例提供一种钻孔机减振降噪装置，包括：内层套筒和位于所述内层套筒的内部的阻尼动力消振器，所述阻尼动力消振器与所述内层套筒转动连接并与钻孔机的

钻头端面齿连接。

[0007] 在上述技术方案的基础上，所述钻孔机减振降噪装置还包括滑动套设于所述内层套筒的外侧的外层套筒，所述内层套筒的一端可滑动至所述外层套筒的外部，以使所述钻

头位于所述外层套筒的内部。

[0008] 在上述技术方案的基础上，在所述内层套筒的外壁上沿所述内层套筒的周向方向延伸形成有第一凸缘，所述第一凸缘与所述外层套筒的靠近工作面的一侧内端部相抵接。

[0009] 在上述技术方案的基础上，所述钻孔机减振降噪装置还包括弹性件；在所述内层套筒的外壁上沿所述内层套筒的周向方向延伸形成有第二凸缘，所述弹性件用于连接所述

第二凸缘与所述外层套筒的远离工作面的一侧内端部。

[0010] 在上述技术方案的基础上，在所述外层套筒的靠近工作面的一侧外端部上安装有减振垫。

[0011] 在上述技术方案的基础上，所述阻尼动力消振器通过多个轴承布设在所述内层套筒内部。

[0012] 在上述技术方案的基础上，在所述内层套筒和所述外层套筒的内壁上沿周向方向依次间隔贴合有多个减振层。

[0013] 在上述技术方案的基础上，在所述外层套筒的每一所述减振层上一一对应贴合有第一降噪层。

[0014] 在上述技术方案的基础上，在所述内层套筒的所述减振层上对应贴合有呈环形状的第二降噪层。

[0015] 在上述技术方案的基础上，所述减振层包括相间布置的铝箔层和丁基橡胶层，所述减振层的底部为所述丁基橡胶层，所述减振层的顶部为所述铝箔层。

[0016] 本发明实施例提供的一种钻孔机减振降噪装置，阻尼动力消振器通过两个轴承固定在内层套筒的内部，钻孔机通过钻头上的齿与阻尼动力消振器上的齿相连接，并通过齿

传递扭矩带动消振器一同旋转。本发明实施例提供的钻孔机减振降噪装置，在不干扰钻孔

机正常工作的同时，可以具有良好的降噪减振性能。

附图说明[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发

明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根

据这些附图获得其他的附图。

[0018] 图1为本发明实施例的钻孔机减振降噪装置的结构示意图；[0019] 图2为本发明实施例的内层套筒的结构示意图；[0020] 图3为本发明实施例的外层套筒的结构示意图；[0021] 图4为本发明实施例的减振降噪层的结构示意图；[0022] 图5为本发明实施例的阻尼动力消振器的结构示意图。[0023] 附图标记：[0024] 1、内层套筒；2、外层套筒；3、阻尼动力消振器；31、外壳；32、转盘；33、阻尼液；4、钻头；5、第一轴承；61、第一铝箔层；62、第二铝箔层；63、第三铝箔层；64、第四铝箔层；65、第一

丁基橡胶层；66、第二丁基橡胶层；67、第三丁基橡胶层；68、第四丁基橡胶层；69、发泡橡胶

层；7、第二轴承。

具体实施方式[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是

本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员

在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可

以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是

两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本

发明中的具体含义。

[0027] 图1为本发明实施例的钻孔机减振降噪装置的结构示意图，如图1，本发明实施例的钻孔机减振降噪装置，包括：内层套筒1和位于内层套筒的内部的阻尼动力消振器3，阻尼

动力消振器3与内层套筒1转动连接并与钻孔机的钻头4端面齿连接。

[0028] 需要说明的是，钻孔机在负载工作过程中，特别是针对一些硬度较大的物体，钻头会产生较强的振动与冲击。这种振动与冲击会导致钻孔机机体的剧烈振动并产生噪音，长

时间的振动还会给操作者的手带来酸麻等不适感。所以可以根据阻尼动力消振器3的原理

设计一种安装在钻孔机钻头的消振器来抑制工作过程中钻头的振动。

[0029] 为了便于拆卸，即装即用，选择不将阻尼动力消振器直接安装在钻孔机的输出轴上。通过对钻孔机结构进行分析与观察，决定将钻孔机钻头位置用于拆卸钻头的齿传递扭

矩，通过设计一个与之配合的齿使阻尼动力消振器3与钻孔机的钻头4连接。

[0030] 如图5所示，考虑到后续减振降噪层的铺设与内层套筒的结构，阻尼动力消振器3的外壳大径为80mm，上端外径为45mm，下端外径为20mm，上下两端分别与一个轴承相连从而

固定在内层套筒1上。阻尼动力消振器3的外壳上端开设有直径为34mm，深度为22mm的孔。外

壳下端开设有直径为14mm，深度为26mm的孔，两个孔相连通构成钻头4的安装通道。阻尼动

力消振器3内部的转盘直径为73mm，厚度为5mm，内径22mm。其中，外壳31与转盘32之间的黄

色部分为阻尼液33。

[0031] 需要说明的是，阻尼动力消振器3的上端面开设有齿，阻尼动力消振器3的上端对应有第一轴承5，阻尼动力消振器3的下端对应有第二轴承7。用于固定阻尼动力消振器3的

轴承受轴向载荷，工作环境伴有冲击和振动，所以根据阻尼动力消振器3的尺寸结合工况要

求分别选用角接触球轴承使用7009C和7004C，两轴承正装，左侧为7004C，右侧为7009C。

[0032] 在本发明实施例中，阻尼动力消振器3可以通过两个轴承固定在内层套筒1的内部，钻孔机通过钻头4上的齿与阻尼动力消振器3上的齿相连接，并通过齿传递扭矩带动阻

尼动力消振器3一同旋转。本发明实施例提供的钻孔机减振降噪装置，在不干扰钻孔机正常

工作的同时，可以具有良好的降噪减振性能。

[0033] 在上述实施例的基础上，钻孔机减振降噪装置还包括滑动套设于内层套筒1的外侧的外层套筒2，内层套筒1的一端可滑动至外层套筒2的外部，以使钻头4位于外层套筒的

内部。

[0034] 需要说明的是，在外层套筒2的内壁面上沿外层套筒2的周向方向安装有多条滑轨，内层套筒1与外层套筒2采用滑轨相连，滑轨的长度方向与外层套筒2的轴向方向相一

致。其中，设置多条滑轨的目的是减少内外套筒圆周方向的相对移动。以及减少每个滑轨所

受到的周向力，增强滑轨的可靠性。

[0035] 在上述实施例的基础上，如图2所示，在内层套筒1的外壁上沿内层套筒1的周向方向延伸形成有第一凸缘，第一凸缘与外层套筒2的靠近工作面的一侧内端部相抵接。

[0036] 需要说明的是，为了使得钻头在工作的时候，整个内层套筒1位于外层套筒2的内部，即只有钻头伸出外层套筒2，此时可以在内层套筒1的外壁上沿内层套筒1的周向方向延

伸形成第一凸缘，内层套筒1沿轴向方向运动的时候，第一凸缘与外层套筒2的靠近工作面

的一侧内端部相接触，从而阻止内层套筒1的轴向运动。或者，内层套筒1的一侧端部的直径

大于外层套筒2的靠近工作面的一侧端部上的通孔的直径，此时钻头在工作的时候，整个内

层套筒1仍然位于外层套筒2的内部。其中，内层套筒1的另一侧端部的直径小于外层套筒2

的远离工作面的另一侧端部上的通孔的直径，即钻头在停止工作的时候，部分内层套筒1位

于外层套筒2的外部。

[0037] 需要说明的是，内层套筒1和外层套筒2均包括中空的圆柱体以及位于圆柱体两端的盖体，盖体上设置有通孔。

[0038] 内层套筒1的壁厚为2mm，分为上下两部分。上下两部分用六个M4螺钉连接在一起，上下两部分的接触面分别具有矩形凹槽和突起，这种结构使安装更加牢固。防止钻孔机的

振动使上下两部分产生相对位移。内层套筒1靠近钻孔机一侧设有用于放置吸声棉的圆形

凹槽，吸声棉吸收靠近钻孔机一侧的噪音。同时阻尼动力消振器与两个轴承采用弹性挡圈

进行轴向固定，两个轴承分别装在远离钻孔机一侧的两个凹槽中。

[0039] 如图3所示，外层套筒2的壁厚为2mm，分为上下两部分。上下两部分用四个M4螺钉连接在一起，上下两部分的接触面分别具有矩形凹槽和突起，这种结构使安装更加牢固。防

止钻孔机的振动使上下两部分产生相对位移。

[0040] 可以理解的是，使用PA6?GF30材料作为内层套筒1和外层套筒2的制备材料。具有无毒、质轻的特性，在生活中随处，这种材料还具有优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐

蚀性，是重要的工程塑料。

[0041] 在上述实施例的基础上，钻孔机减振降噪装置还包括弹性件；在内层套筒1的外壁上沿内层套筒1的周向方向延伸形成有第二凸缘，弹性件用于连接第二凸缘与外层套筒2的

远离工作面的一侧内端部。

[0042] 需要说明的是，弹性件可以为拉伸弹簧，拉伸弹簧套设在内层套筒1的外壁上，外层套筒2与内层套筒1还通过拉伸弹簧进行连接使钻孔机在完成进给运用后可以实现自动

复位。并一定程度上吸收内外套筒收到的振动与冲击。

[0043] 在本发明实施例中，通过设置拉伸弹簧，可以有效缓解工作时产生的振动。这一结构可以在有效减少噪声的同时还可以在一定程度上减轻钻孔机振动对操作者的手部造成

酸、麻等不适，能大大提高操作者的操作体验。在钻孔机工作过程中，外层套筒紧贴于工作

表面，钻孔机钻头上的齿与阻尼动力消振器相连接，随着钻头的进给拉伸弹簧被拉长，工作

结束后靠拉伸弹簧拉力使内层套筒及钻孔机复位。同时由于采用套筒伸缩式结构外层套筒

2紧紧贴住加工表面，可以大大增加钻孔机进给时的稳定性在提高钻孔位置精度的同时抑

制了部分振动。此外由于外层套筒2在钻孔的整个过程中都可以紧贴被加工表面，钻孔时产

生的碎屑和灰尘可以达到较好的收集。此外紧贴住被加工表面的外层套筒2还可以吸收少

量被加工件的能量以减少振动。

[0044] 可以理解的是，在外层套筒2的靠近工作面的一侧外端部上安装有减振垫。[0045] 在钻孔机的工作过程中机体会产生振幅较小的高频率振动，这就要求减振降噪层必须与套筒连接紧密。减振降噪层与套筒连接方式必须可以承受高频率的振动同时还具有

良好的强度。由于这一工作环境的要求加上对连接结构体积与强度的共同要求，不宜使用

螺栓等连接方式。应选择用高强度粘结剂将减振降噪层与套筒粘结在一起，这样可以使减

振降噪层的寿命得到提高。

[0046] 在上述实施例的基础上，在内层套筒1和外层套筒2的内壁上沿周向方向依次间隔贴合有多个减振层。

[0047] 需要说明的是，对于减振层来说，可以采用一张较大的降噪层将降噪套筒完全覆盖。但这种做法是不经济的，不科学的。约束阻尼是通过约束层与阻尼层的形变与复位来消

耗钻孔机振动的能量。采用一整张的降噪层不利于约束层和阻尼层充分形变，会降低减振

层的减振效率。内外套筒的内壁均不能采用一体式的减振层，可以采用独立的减振层。

[0048] 由于以上原因，并考虑到内外层套筒结构的差异。将外层套筒上的减振层个数确定为10个并按圆周均匀排列，将内层套筒上的减振层个数确定为6个并按圆周均匀排列以

保证在钻孔机较宽的频率范围内都可以达到很好的减振降噪效果。同时减振层应用强力粘

结剂固定在内外套筒的内壁之上，这样既节省空间，成本低廉，还能使减振层具有较长的寿

命。而降噪层与减振层不同最好采用一体式的设计将整个内壁完全覆盖，但是由于外层套

筒内壁上有矩形滑轨，采用一体式完全覆盖会影响机构的正常运动，所以外层套筒降噪层

也应与减振层一样采用分体式结构，并粘结于减振层之上，即在外层套筒的每一减振层上

一一对应贴合有第一降噪层。而内层套筒的减振层就需要完全覆盖整个内壁，以取得最优

的降噪效果，即在内层套筒的减振层上对应贴合有呈环形状的第二降噪层，亦即多个减振

层对应于一个第二降噪层。

[0049] 需要说明的是，具有较小的弧长角度的减振层的第一阶固有频率较高，单个频率下的阻尼增量峰值也较高；与之相反，随着减振层弧长的增大，减振层的第一阶固有频率下

降，整个频率范围的阻尼增量也更为平坦。钻孔机的噪声为宽频带，所以我们应该选择合适

的弧长，使减振层的固有频率与钻孔机机体的固有频率相匹配，保证减振效果达到最优。

[0050] 经过上述对减振降噪层结构参数的确定，又结合内外套筒的结构，如图4所示，减振降噪层包括由上至下依次为第一丁基橡胶层65、第一铝箔层61、第二丁基橡胶层66、第二

铝箔层62、第三丁基橡胶层67、第三铝箔层63、第四丁基橡胶层68、第四铝箔层64以及发泡

橡胶层69，减振层包括第一丁基橡胶层65、第一铝箔层61、第二丁基橡胶层66、第二铝箔层

62、第三丁基橡胶层67、第三铝箔层63、第四丁基橡胶层68、第四铝箔层64，降噪层包括发泡

橡胶层69。

[0051] 可以理解的是，减振层中的约束层选定铝材，弧长定为45°，第一铝箔层61、第二铝箔层62、第三铝箔层63以及第四铝箔层64的厚度依次为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm。降噪层

的材料选择发泡橡胶，降噪层的厚度为3mm，减振层与降噪层之间采用粘结剂连接。由于减

振层厚度较薄，减振层可以忽略各层之间的弧长差。减振层各层之间可采用先复合成一体

之后再根据内完成套筒的结构裁取宽度和45°弧长对应的长度。减振层厚度为2mm，降噪层

厚度为3mm，降噪减振层总厚度为5mm。

[0052] 首先对内层套筒进行受力分析，内层套筒主要受到轴承位置的轴向力和用于安装弹簧位置的拉力，拉力大小为11.34N。而后运用solidworks对套筒设置约束，而后对套筒进

行应力分析。由于内外层套筒的厚度和安装弹簧位置的结构和尺寸是完全一致的。这里我

们只对内层套筒进行分析。通过对运算结果的观察，套筒整体结构力学性能良好且符合工

况要求，最大应力出现在用于安装弹簧的挂钩处，最大应力为15.49Mpa。

[0053] 通过查阅资料选用的PA6?GF30材料，许用拉伸应力为160Mpa，伸长率3％，许用切应力为216Mpa。仿真分析出的最大拉应力为15.49Mpa，远小于许用拉应力。同时材料也不会

发生显著形变，在工作过程中不会产生永久形变。所以该材料及结构符合钻孔机减振降噪

装置工况要求，设计合格。

[0054] 运用solidworks对阻尼动力消振器设置约束，将模型网格化，而后对其进行应力分析。通过对运算结果的观察，阻尼动力消振器应力分布良好，且符合工况要求，最大应力

出现在传动齿和尺寸过渡处，最大应力为13.02Mpa。

[0055] 通过过查阅资料选用的PA6?GF30材料，许用拉伸应力为160Mpa，伸长率3％，许用切应力为216Mpa。仿真分析出的最大拉应力为13.02Mpa，远小于许用拉应力。同时材料也不

会发生显著形变，在工作过程中不会产生永久形变。所以该材料及结构符合钻孔机减振降

噪装置工况要求，设计合格。

[0056] 本发明实施例提供的钻孔机减振降噪装置，通过对约束阻尼、多孔吸声材料原理分析，设计出了由丁基橡胶与铝箔组成的约束阻尼层。此约束阻尼层和该发泡橡胶层复合

而成为降噪减振层，具有很好的降噪减振功能。阻尼层对低频噪声降噪性能强，而发泡橡胶

层对高频噪声吸收效果好。二者降噪特性互相弥补使降噪减振层对较宽频率范围的噪音具

有很好的降噪效果；通过对动力减振原理的分析结合钻孔机转轴工作特点设计出了可以安

装于钻孔机转轴上的阻尼动力消振器；通过对双层降噪套筒的设计，实现了降噪功能。并且

由于外层套筒可以紧贴工作表面使碎屑与灰尘无法直接飞散到外部空气中具有一定的集

尘的功能。同时还增强了钻孔机进给时的稳定性，降低了操作难度。

[0057] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。