[發明專利]一種消除機械設備振動力矩的對轉平衡方法及其平衡結構

有效

• 申請號: 201210556341.8
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103016613A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 韓彥民;王慰慈;陳立駿;周文建
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: F16F15/22
• 分類號: F16F15/22;F16F15/26;F16F15/31
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 劉衛宇

技術領域

本發明涉及一種消除機械設備振動力矩的對轉平衡方法及其結構。

背景技術

對于運轉中有轉速波動的機械設備，特別是如柴油機、汽油機、壓縮機等往復機械，這類機器的作用或負荷每轉中都會有數次周期的幅值變化，因而發生旋轉部件轉速的波動，轉速波動造成了機組本身的振動。其它機械設備，如電機、風機等也有如此現象，只是通常較輕微。在現有技術中，通常采用增加缸數、加裝慣性飛輪、扭振減振器等手段，來減小每轉中的轉速脈動，以達到到減小機組的振動的目的。

然而，現有技術很難有效地降低轉速波動機組的振動。這是因為，現有技術忽略了旋轉角加速度振動力矩不平衡的影響，以致造成一些轉速波動較大的設備的振動偏大。振動力矩是一種以力矩方式激勵機械設備產生振動的激勵源。

圖1示出了變轉速旋轉部件的力矩對機體振動的激勵。如圖所示，對旋轉部件a上施加力矩Ma(t)，Ma(t)?=Ja?*?Ea(t)，其中Ja為旋轉部件a的轉動慣量Ja，Ea(t)為旋轉部件的角加速度。反作用力矩Mar(t)同時反作用于施加力矩的相對的對象上。通常對旋轉部件施加力矩的其它對象是設備的機體，這個反作用施加的力矩Mar(t)就對設備的機體進行振動激勵。

現有的運轉的機械設備，由于輸入或輸出的波動，導致旋轉部件的轉速產生波動，因此或多或少存在著引起設備振動的不平衡力矩；特別是往復式發動機、壓縮機等轉速波動較大的設備，它的不平衡力矩對設備的振動激勵更大。但是，由于不平衡力矩與其它振動激勵源共生，并且未被人們重視，因此很少有對不平衡旋轉力矩振動機理的研究。從機體的振動分析，現有的減振技術對不平衡旋轉振動力矩控制基本無效或效果不理想，這是因為作用在機體上的旋轉振動力矩沒有得到有效的消除。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種消除機械設備振動力矩的對轉平衡方法及其對轉平衡結構，其能從源頭上平衡因轉動部件角加速度導致機組振動的轉動力矩。

本發明公開了一種消除機械設備振動力矩的對轉平衡方法，該機械設備包括固定的機體和對機體產生振動力矩的運動部件；該對轉平衡方法包括：

將所述的運動部件設置成第一運動組件和第二運動組件，所述的第一運動組件包括安裝在所述機體上的第一轉動軸以及設置在所述第一轉動軸上的若干部件，所述的第二運動組件包括第二轉動軸以及設置在所述第二轉動軸上的若干部件，所述第二轉動軸的旋轉方向與第一轉動軸的旋轉方向相反；

使第一運動組件作用在機體上的合力矩與第二運動組件作用在機體上的合力矩相互平衡。

上述的對轉平衡方法，其中，使第一運動組件作用在機體上的合力矩與第二運動組件作用在機體上的合力矩相互平衡是通過調整第一運動組件和/或第二運動組件的轉動慣量來實現。

上述的對轉平衡方法，其中，設置在第一轉動軸上的若干部件包括安裝在第一轉動軸上的第一齒輪，設置在第二轉動軸上的若干部件包括安裝在第二轉動軸上的第二齒輪；第一齒輪與第二齒輪相互嚙合。

上述的對轉平衡方法，其中，第一轉動軸和第二轉動軸的轉速相等；設置在第一轉動軸上的若干部件包括安裝在第一轉動軸上的第一飛輪，設置在第二轉動軸上的若干部件包括安裝在第二轉動軸上的第二飛輪；?第一飛輪和第二飛輪均具有一偏心質量，且該第一飛輪和第二飛輪的偏心質量相等。

本發明還公開了一種消除機械設備振動力矩的對轉平衡結構，包括一機械設備，該機械設備包括固定的機體和對機體產生振動力矩的運動部件，其特點是，?

所述的運動部件包括第一運動組件和第二運動組件，第一運動組件包括安裝在機體上的第一轉動軸以及設置在第一轉動軸上的若干部件，第二運動組件包括第二轉動軸以及設置在第二轉動軸上的若干部件，第二轉動軸的旋轉方向與第一轉動軸的旋轉方向相反；

第一運動組件作用在機體上的合力矩與第二運動組件作用在機體上的合力矩相互平衡。

上述的對轉平衡結構，其中，設置在第一轉動軸上的若干部件包括安裝在第一轉動軸上的第一齒輪，設置在第二轉動軸上的若干部件包括安裝在第二轉動軸上的第二齒輪；第一齒輪與第二齒輪相互嚙合。

上述的對轉平衡結構，其中，第一轉動軸和第二轉動軸的轉速相等；設置在第一轉動軸上的若干部件包括安裝在第一轉動軸上的第一飛輪，設置在第二轉動軸上的若干部件包括安裝在第二轉動軸上的第二飛輪；?第一飛輪和第二飛輪均具有一偏心質量，且該第一飛輪和第二飛輪的偏心質量相等。

上述的對轉平衡結構，其中，第一轉動軸為曲軸，設置在第一轉動軸上的若干部件包括連桿和活塞。