[發明專利]一種旋轉機械轉子變質量調頻動力吸振器

有效

• 申請號: 201310487650.9
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103511554A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 何立東;張震坤;張炳康;黃秀金;王晨陽;王锎;高金吉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F16F15/14
• 分類號: F16F15/14;F16F15/121
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種旋轉機械轉子變質量調頻動力吸振器，其技術特征在于：該吸振器包括軸套（2）、滾動軸承（3）、彈簧組（4）、環形質量盤（5a）、（5b）、（5c）、（5d）、吸附裝置（6）、脫開裝置（7）、繼電器開關（8b）、（8c）、（8d）、激光測速儀（9）、電渦流位移傳感器（10）、接線端子（12）、信號調理模塊（13）、數據采集卡（14）、計算機（15）、軟連接（20）；吸振器由連接傳遞機構、質量調節機構和控制系統三部分組成；連接傳遞機構包括軸套（2）和滾動軸承（3）；質量調節機構包括彈簧組（4）、環形質量盤（5a）、（5b）、（5c）、（5d）；控制系統包括實時信號采集分析系統和執行系統；實時信號采集分析系統由激光測速儀（9）、電渦流位移傳感器（10）、接線端子（12）、信號調理模塊（13）、數據采集卡（14）及計算機（15）構成；執行系統為三個繼電器（8b）、（8c）、（8d）開關，根據控制信號對相應吸附裝置進行啟動或關閉控制，由此決定質量盤吸附或脫離，使電磁式質量調節機構保持與轉子系統頻率一致并形成實時閉環控制回路；在旋轉機械中，電機（19）為系統提供動力，通過聯軸器（18）驅動轉軸（1）旋轉，轉子系統支撐（17）通過軸承軸承座來支撐轉軸（1）；連接傳遞機構與質量調節機構中，軸套（2）通過緊固螺釘固定在轉軸（1）上，滾動軸承（3）安裝在軸套（2）上，彈簧組（4）固定在滾動軸承（3）的外圈和環形質量盤（5）之間，環形質量盤（5b）、（5c）、（5d）中內嵌有纏繞了線圈的硅鋼片，底部通過軟連接（20）固定于殼體或基礎，形成吸附裝置（6），環形質量盤（5a）、（5b）、（5c）中有脫開裝置（7）；控制系統的激光測速儀（9）與電渦流位移傳感器（10）分別將轉軸（1）的轉速信號和振動信號（11）通過接線端子（12）接入信號調理模塊（13），信號調理模塊（13）將雜亂的信號進行整流、濾波及放大處理后，提取出對于分析有用的信號并送入數據采集卡（14），數據采集卡（14）將模擬電信號轉換成數字電信號，并將信號送入計算機（15）中的控制分析系統中，控制分析系統通過對轉速信號和振動信號的分析，確定轉子的實時頻率和振動，結合環形質量盤（5）的參數計算出質量盤組合情況，形成控制信號（16）。

2.根據權利要求1所述的一種旋轉機械轉子變質量調頻動力吸振器，其技術特征在于：環形質量盤（5a）、（5b）、（5c）、（5d）、吸附裝置（6）、脫開裝置（7）以及繼電器開關（8b）、（8c）、（8d）組成吸振器的執行系統，信號檢測分析系統提供的控制信號（16）控制繼電器開關（8b）、（8c）、（8d）的開閉并決定質量盤組合情況，從而調整環形質量盤（5）的質量使TMD子系統保持對轉子系統頻率的一致性；四個質量盤（5a）、（5b）、（5c）和（5d）在脫開裝置的作用下正保持相互獨立狀態，電磁裝置從左向右依次打開，即質量盤依次吸附則形成四種組合情況，分別對應轉子系統常見的四種振動頻率：工作轉速二倍頻f₄，工作轉速下頻率f₃，工作轉速半頻f₂和一階臨界轉速下頻率f₁；本裝置的彈簧組同樣環形布置，嵌在滾動軸承外圈與環形質量腔之間；旋轉機械運轉時，轉軸（1）產生的振動通過連接傳遞機構將振動能量傳遞到質量調節機構；當振動能量傳遞過來后，根據控制系統分析產生的控制信號（16）調節環形質量盤（5）的組合情況并產生受迫響應，由于與轉子系統的頻率相同引發共振，并反作用于轉子系統從而起到減振作用。