[發明專利]一種皮帶消振裝置

有效

• 申請號: 201610328670.5
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN105805224B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 顧曉寧;顧余舜
• 申請（專利權）人: 南京尚愛機械制造有限公司
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16H7/02;F04B35/01
• 代理公司: 北京君華知識產權代理事務所(普通合伙)11515
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本發明涉及大型壓縮機的動力傳動領域，尤其涉及一種皮帶消振裝置。

背景技術

在通用機械領域，大型中高壓壓縮機的動力傳動中，常用皮帶傳動與直聯驅動的兩種型式，這兩種驅動方式各有優缺點與適用場合。

直聯驅動效率高（效率系數約為99%），其應用范圍廣，特別在大功率（如1000KW級)領域中非它莫屬。大型壓縮機由于作用在曲柄銷上的作用力有脈動性，直聯驅動不允許采用柔性聯軸節，以避免引發扭轉振動，必須采用剛性聯軸節。因此要求電機軸與被驅動的壓縮機主軸有很高精度的同軸度，否則會出現徑向附加力，使磨損加速，降低傳動效率。主機和電動機直聯驅動使得壓縮機機組寬度加大，外形超寬，運輸困難。為解決運輸的問題，多采用分開運輸到用戶現場進行組裝。安裝成本高，對安裝地基礎要求很高，還要定期檢查校正，確保上述的同軸度在允許范圍內。此外直聯驅動只能依靠改變電動機極數來適應主機轉速，變化轉速比較困難。

皮帶驅動，是應用很廣的驅動方式，效率系數為97%，改變轉速很方便，便于撬架整體運輸與安裝，基礎少量變形，對傳動不構成影響，皮帶驅動對主軸產生的徑向力，可以增加主軸軸承來承受，應用很廣。但是，對于大型壓縮機，如M型機型等，電機軸與壓縮機主軸（曲軸的主軸）中心距往往較長，使皮帶的長度增大，自振頻率下降，當皮帶的自振頻率與主機的轉速接近或相等時會產生共振。一旦產生共振，皮帶劇烈跳動，振幅很大。皮帶的振動（跳動）僅發生在皮帶與兩輪相切接觸點之間的那一段，其自振頻率與該段的長度成反比，與皮帶的質量成反比，與該段皮帶的內應力（拉力）成正比。皮帶的自振頻不是固定不變的，而是在一定范圍內掃描。當壓縮機加載或提速時，驅動側的皮帶內拉力上升，自振頻上升，而從動側的皮帶內張力下降，自振頻下降；當壓縮機卸載或減速時，情況正好相反。因此常常出現驅動側皮帶和從動側皮帶交替跳動的情況。在變頻驅動的大型壓縮機上，這種情況尤為突出。皮帶因共振產生的跳動很強烈，振幅很大，能將皮帶打翻，高速運動的皮帶由于跳動幅度大與防護罩摩擦，導致皮帶燃燒，皮帶與電機輪打滑摩擦發熱燒壞電機。即使不產生如此嚴重事故，皮帶共振跳動也會大大縮短皮帶的工作壽命，增加能耗，使壓縮機不能正常工作。進入中國市場的某外國品牌為解決此難題，采用多聯皮帶。由于多聯皮帶質量大，自振頻率較底，消除了共振現象。但多聯皮帶，價格昂貴，安裝困難，且常常為了滿足驅動功率需要，附加單根皮帶，振動依然存在，且用戶不接受。在無法徹底解決此問題的情況下，該廠商改用直聯驅動。但由于壓縮機已定型其轉速不能隨意改變，只能增設變速箱來解決。此舉使壓縮機成本上升，能耗增加，雖然壓縮機能正常工作，但非佳策。

皮帶的跳動只發生在驅動邊和從動邊兩側皮帶與兩帶輪相切接觸點之間的一段皮帶，如圖1中的ab、cd段；顯然，與兩帶輪相接觸的包角范圍內的皮帶是不會跳動的，但會產生蠕變。驅動邊和從動邊的皮帶與兩帶輪相切接觸點之間的一段皮帶，其自振頻率與各自內部張力（拉力）成正比，與自身的質量和長度（即兩接觸切點之間的長度）成反比。雖然，其長度和質量近似恒定，但其內部的張力（拉力）是變化的。當主機轉速提升或加載時，驅動邊的皮帶張力增大，使其自振頻率上升，從動邊由于包角范圍內皮帶的蠕變使其張力下降，其自振頻率下降。因此壓縮機在運行過程中，皮帶的驅動邊和從動邊的頻率也隨之變化。當皮帶的頻率(不論驅動邊和從動邊)的變化，一旦與主軸轉速相近或一致時就會出現共振。共振發生時皮帶劇烈跳動，這對于輸出氣量（負載）變化較大的或者是變頻驅動的壓縮機尤其嚴重。