应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器技术方案

本发明专利技术公开了一种应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，包括转子系统和非线性吸振器两部分，转子系统作为主系统，非线性吸振器作为附加系统，主系统的转轴与附加系统的质量块通过弱刚度弹簧进行连接。本发明专利技术的装置，主要依靠斜圈弹簧的非线性恢复力提供非线性刚度，与阻尼配合，将主系统的振动能量通过弱刚度弹簧传递给非线性吸振器，再依靠非线性吸振器中的斜圈弹簧和阻尼将能量吸收耗散，达到抑制转子系统振动的目的；利用斜圈弹簧制作的非线性吸振器结构简单紧凑，附加质量小，可靠性高，稳定性好，使用方便。使用方便。使用方便。

【技术实现步骤摘要】
应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器


[0001]本专利技术属于转子系统减振
，涉及一种应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器。

技术介绍

[0002]振动是旋转机械运行中影响其安全性的一重要方面，严重的振动会对转子系统造成严重的危害，危及旋转机械的健康稳定运行。对于多跨转子，运行速度超过其一阶临界转速时，系统会发生强烈的共振，严重影响系统的稳定运行，随着对旋转机械的运行精度和稳定性要求越来越高，对转子系统的振动抑制就显得尤为重要。对于转子系统的振动抑制有多种方法，其中一种有效且广泛运用的振动控制方法是在转子系统中添加动态减振器，通常是在转子系统中附加一个小质量块，转子系统的能量传递给吸振器，从而抑制转子系统的振动。
[0003]目前，用于转子系统的减振器有多种类型，包括被动减振器和主动减振器和可变刚度减振器等。其中被动减振器应用最为广泛，其结构简单，无需能量源，但其有效吸振频带窄，在实际应用中局限性很大；主动吸振器控制精度高，但其结构复杂，在实际中很难得以应用，这两种减振器的局限性均限制了其在实际中的应用。
[0004]对于以上被动式和主动式减振器的缺点，必须开发出新的振动抑制装置，以满足现代机械，结构简单，吸振抑振频带宽且能够实际应用的要求，非线性吸振器成为一种新的研制方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，解决了现有技术中存在的转子系统减振和非线性吸振器结构复杂、抑振效果不理想的问题。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，一种应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，包括转子系统和非线性吸振器两部分，转子系统作为主系统，非线性吸振器作为附加系统，主系统的转轴与附加系统的质量块通过弱刚度弹簧进行连接。
[0007]本专利技术的应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，其特征还在于：
[0008]所述的主系统的结构是，包括底座，底座的纵向安装槽中安装有一对轴承座和一对电机座，每个轴承座上安装有一个轴承一，两个轴承一中穿有转轴，一对电机座中安装有电机，电机的输出轴通过联轴器与转轴驱动连接，转轴中段套装有转盘。
[0009]所述的转盘作为主系统的转动部件，电机作为主系统的动力源，转轴依靠联轴器来传递动力。
[0010]所述的非线性吸振器的结构是，包括斜圈弹簧内夹具和斜圈弹簧外夹具，斜圈弹簧外夹具和斜圈弹簧内夹具之间的两道环形槽中分别设置有斜圈弹簧及阻尼；在斜圈弹簧内夹具的内壁互相垂直的方向上开四个盲孔一，同时在支承件的四个面各开一个盲孔二，用于安装弱刚度弹簧，支承件通过四个弱刚度弹簧与斜圈弹簧内夹具连接，实现非线性吸
振器与主系统的连接耦合，支承件通过轴承二套接在转轴上。
[0011]所述的斜圈弹簧外夹具通过螺栓与支架相连接，支架的底部固定在底座上。
[0012]本专利技术的有益效果是，包括以下几个方面：
[0013]1)通过斜圈弹簧的非线性恢复力特性，拟合出吸振器内部所需要的非线性刚度，使其具有高效的抑振能力和能量吸收能力，并对转子系统宽频带振动具有较好的抑制性能。
[0014]2)斜圈弹簧结构简单，其环形结构很契合转子系统，其提供的非线性恢复力始终指向转子的中心，其结构的对称性可以使其有着稳定的负荷分配，避免负载集中而导致的局部变形和断裂。
[0015]3)整套转子系统装置利用非线性吸振器能够吸收耗散振动能量这一特性，形成了本专利技术含斜圈弹簧的非线性吸振器，比线性吸振器的抑振频带宽且抑振效果好。
附图说明
[0016]图1是本专利技术装置的整套转子系统示意图；
[0017]图2是本专利技术中的主系统结构示意图；
[0018]图3是本专利技术非线性吸振器与转子系统连接的组件示意图一；
[0019]图4是本专利技术非线性吸振器与转子系统连接的组件示意图二；
[0020]图5是本专利技术中的内外双环结构的示意图；
[0021]图6是本专利技术中的斜圈弹簧内夹具的结构示意图；
[0022]图7是本专利技术中的斜圈弹簧的结构示意图；
[0023]图8是本专利技术中的斜圈弹簧外夹具的结构示意图；
[0024]图9是本专利技术采用的斜圈弹簧非线性刚度和拟合曲线图；
[0025]图10是本专利技术装置的转子系统物理模型图；
[0026]图11是本专利技术实施例1非线性吸振器转子系统与现有技术的转子系统幅频特性曲线图；
[0027]图12是本专利技术实施例2转子系统的时域响应图；
[0028]图13是本专利技术实施例2非线性吸振器的时域响应图。
[0029]图14是本专利技术实施例3转子系统的时域响应图；
[0030]图15是本专利技术实施例3非线性吸振器的时域响应图。
[0031]图中，1.轴承座，2.斜圈弹簧，3.弱刚度弹簧，4.底座，5.电机座，6.联轴器，7.电机，8.轴承一，9.转盘，10.阻尼，11.斜圈弹簧外夹具，12.斜圈弹簧内夹具，13.支承件，14.支架，15.转轴，16.轴承二。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0033]本专利技术的整体结构包括两部分：转子系统作为主系统，见图2；非线性吸振器作为附加系统，主系统的转轴15与附加系统的质量块通过弱刚度弹簧3进行连接，见图3。
[0034]参照图1、图2，主系统的结构是，包括底座4，底座4的纵向安装槽中安装有一对轴承座1和一对电机座5，每个轴承座1上安装有一个轴承一8，两个轴承一8中穿有转轴15，一
对电机座5中安装有电机7，电机7的输出轴通过联轴器6与转轴15驱动连接，转轴15中段套装有转盘9；转盘9作为主系统的转动部件，电机7作为主系统的动力源，转轴15依靠联轴器6来传递动力。
[0035]参照图3、图4、图5、图6、图7、图8，非线性吸振器的结构是，包括内外双环结构的斜圈弹簧内夹具12(又称为吸振质量块)和斜圈弹簧外夹具11，斜圈弹簧外夹具11和斜圈弹簧内夹具12之间的两道环形槽中分别设置有斜圈弹簧2及阻尼10；在斜圈弹簧内夹具12的内壁互相垂直的方向上开四个盲孔一，同时在支承件13的四个面各开一个盲孔二，用于安装弱刚度弹簧3，支承件13通过四个弱刚度弹簧3与斜圈弹簧内夹具12连接，实现非线性吸振器与主系统的连接耦合，支承件13通过轴承二16套接在转轴15上，轴承二16的作用是避免非线性吸振器随着转轴15一起转动；斜圈弹簧外夹具11通过支架14固定在底座4的纵向安装槽中。
[0036]弱刚度弹簧3，起到连接转子系统和非线性吸振器的作用，并且限制非线性吸振器只能沿本体周向的扰动。斜圈弹簧2与阻尼10均安装在斜圈弹簧内夹具12上，斜圈弹簧外夹具11对其起着安装和限制作用，斜圈弹簧外夹具11再通过螺栓与支架14相连接，支架14的底部固定在底座4上，即实现斜圈弹簧外夹具11的接地目的，限制了非线性吸振器的转动。
[0037]实施例1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，其特征在于：包括转子系统和非线性吸振器两部分，转子系统作为主系统，非线性吸振器作为附加系统，主系统的转轴(15)与附加系统的质量块通过弱刚度弹簧(3)进行连接。2.根据权利要求1所述的应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，其特征在于：所述的主系统的结构是，包括底座(4)，底座(4)的纵向安装槽中安装有一对轴承座(1)和一对电机座(5)，每个轴承座(1)上安装有一个轴承一(8)，两个轴承一(8)中穿有转轴(15)，一对电机座(5)中安装有电机(7)，电机(7)的输出轴通过联轴器(6)与转轴(15)驱动连接，转轴(15)中段套装有转盘(9)。3.根据权利要求2所述的应用斜圈弹簧抑制转子系统振动的非线性吸振器，其特征在于：所述的转盘(9)作为主系统的转动部件，电机(7)作为主系统的动力源，转轴(15)依靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，普德喜，贾晓岳，焦程程，张鹤言，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：