[發明專利]一種自適應式扭振減振器及柴油機

有效

• 申請號: 201710992062.9
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107606054B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 王剛;曹婷婷;陸佳偉;吳春雨
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: F16F15/14
• 分類號: F16F15/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李紅;常亮

本發明公開了一種自適應式扭振減振器，包括內殼、外殼以及設置于內殼與外殼之間的共振體，共振體包括質量塊與將質量塊支撐于內殼與外殼之間的約束彈簧，所述共振體成對設置，且繞轉軸中心對稱分布；當轉軸的激勵力頻率同共振頻率吻合時，共振體針對性吸收該頻率下的扭振能量以減振，則能從根源角度降低扭振幅值，保證軸系的安全運行。

技術領域

本發明屬于轉軸振動控制領域，具體涉及一種自適應式扭振減振器及柴油機。

背景技術

扭振是關于傳動系統激勵頻率對固有頻率影響程度的計算，反映了系統是存在諧振(共振)的危險程度。扭振具有極大的破壞性，輕者使作用在軸上的扭應力發生變化，增加軸的疲勞損傷，降低使用壽命，嚴重扭振會導致機組系損壞或斷裂，影響機組的安全可靠運行。

在研究旋轉軸系扭轉振動問題時，若所作用于軸的激勵力具有周期性，如柴油機、水泵等設備，其作用于軸的激勵力存在周期性，則不可避免的引起軸系的扭轉振動，而扭振的存在勢必對軸系的安全運行產生隱患，所以需對此類扭振加以控制。以柴油機為例，此類往復機械的激勵力的頻譜為多線譜，以四沖程為例，其激勵力頻譜為轉速半諧次的倍數，從而引起該頻率下的扭轉振動，若能有針對性的對該類扭振幅值加以控制，則對軸系的安全運行具有重要作用。

經文獻檢索發現，當前采用較多的扭振減振器多為阻尼式，即通過將扭振能量轉換為熱能從而抑制扭振振幅，其結構形式復雜，成本較高，在能量轉換過程中容易使機組發熱，影響器件的使用壽命。

經研究，軸系的扭振幅值主要存在于轉速的倍頻或二分之一倍頻處，因此，若能有針對性的對此類頻率加以吸收，則能從根源角度降低扭振幅值，保證軸系的安全運行。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種自適應式扭振減振器，當轉軸的激勵力頻率同共振頻率吻合時，通過設置共振體針對性的吸收該頻率下的扭振能量以減振，則能從根源角度降低扭振幅值，保證軸系的安全運行。

根據本發明的目的提出的一種自適應式扭振減振器，包括內殼、外殼以及設置于內殼與外殼之間的共振體，所述扭振減振器套設于轉軸外側，所述內殼與外殼均與所述轉軸同心設置，且所述內殼緊固于轉軸上；所述共振體包括質量塊與將質量塊支撐于內殼與外殼之間的約束彈簧，所述共振體成對設置，且繞轉軸中心對稱分布；

轉軸運轉時，質量塊在約束彈簧的約束下在轉軸旋轉切向的運動方向有共振頻率，當轉軸的激勵力頻率同共振頻率吻合時，共振體吸收該頻率下的扭振能量以減振。

優選的，所述共振體至少為繞轉軸中心對稱設置的兩個。

優選的，每一質量塊均通過至少一個約束彈簧連接于內殼上，通過至少兩個約束彈簧連接于外殼上，每一約束彈簧連接固定后均呈拉伸狀態。

優選的，所述約束彈簧為三個，質量塊通過一約束彈簧垂直連接于內殼上，并通過兩個約束彈簧傾斜對稱連接于外殼上，三個約束彈簧的頂點圍成等腰三角形結構。

優選的，180度方向相對布置的一對共振體的參數相同，相鄰多對共振體的參數相同或不同。

優選的，所述質量塊為球形結構，每對質量塊的大小、形狀相等，相鄰多對質量塊的大小、形狀相等或不等。

優選的，多對質量塊均勻分布于內殼與外殼之間或集中分布于內殼與外殼之間的兩處或多處，多個質量塊的中心位于同一圓周上。

優選的，所述內殼由至少兩部分弧形結構拼接形成圓形結構，所述圓形結構的內壁緊貼轉軸外壁設置，并呈預緊狀態。

優選的，轉軸旋轉時，質量塊所受離心力增大，質量塊的旋轉半徑增加，由于約束彈簧的約束作用，使得質量塊在旋轉切向方向的約束剛度增大，從而質量塊的共振頻率增高，所述約束彈簧剛度大小與所述質量塊的共振頻率成正比。