CN104995427A - 用于机械地调节机器部件的振动特性的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于机械地调节机器部件的振动特性的装置(10)。本发明涉及一种用于机械地调节机器部件的振动特性的装置(10)，其中，该装置能够与机器部件耦联或者设计为该机器部件的一部分，该装置具有用于调节的调节部段(11)和在该调节部段中布置的缺口(12)，并且其中，预设的插入装置(20)能够这样可变地插入到该缺口中，即能够改变调节部段的刚性。由此也能够改变机器部件的振动性能。

Description

用于机械地调节机器部件的振动特性的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机械地调节机器部件的振动特性的装置。

背景技术

在机器或者设备上，旋转的和/或直线运动经常会导致确定的运行频率，其可能与该机器/设备或者该机器/设备的各个部件的自身频率一致或者非常接近。这导致不利的共振激发，其带来高的支承力和材料应力(较快的材料疲劳)，尤其是在如焊缝的材料配合的连接时。由此也不利地影响了设备安全。这样的振动会是系统内在的、或者也通过相邻地布置的机器或者设备引起，例如在由钢制成的船体中，其取决于材料地良好地传导振动，并且在该船体中大多布置有多个柴油机组或者飞轮质量，其能够相应地产生振动。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置，借助该装置能够以简单的方式优化机器、设备、结构部件或者一些机器部件的振动特性。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现。具有本发明的有利的改进方案的优选的设计方案在从属权利要求中给出。

因此，根据本发明提出一种用于机械地调节机器部件的振动特性的装置，其中

-该装置与机器部件耦联或者设计成机器部件的一部分，

-该装置具有用于调整的调节部段以及

-具有在调节部段中布置的缺口，并且其中

-预设的插入装置能够这样可变地插入到缺口中，即能够改变调节部段的刚性。

这样的装置在其功能性方面也可以描述为振动频率控制件。优选的是，机器部件是框架、机器壳体或者设备的任意结构部件。通过使用根据本发明的装置，能使例如对旋转的部件的精细平衡变得不必要。在不利的自身振动时能够灵活地改变调节部段的减振特性，并且不需要复杂地改变结构构造或者那些对基础设施坚固性的匹配。

用于机械地调节机器部件的振动特性的装置尤其能够以对在确定的频率范围中的振动进行减振为目的来调节自身频率。优选的是，该装置能够与电动机耦联。此外优选的是，在缺口中形成有用于支撑与缺口一致的插入装置的支撑部。

所涉及的具有机器部件的机器可以设计成用于实施旋转的和/或直线的运动或者与用于实施这些运动的另外的机器部件耦联。待减振的振动可以通过这些运动引起，然而其也可以是这样的振动或者振动，其由周围环境，也就是那些另外的机器部分引起。

通过插入装置能至少部分地封闭缺口。单独通过质量变化获得另外的振动特性，这可以用于优化。

在此优选的是，机器部件的一个区域可以理解为调节部段，在该区域中，力施加到机器部件上或者能够使用附加的质量。

同样，由一个或者多个部件构成的组件被理解为插入装置，该组件是可插入的或者可安装的和/或可几何变形的，并且在此在很大程度上保持坚固，并且也许可能可以施加一个力，尤其是通过其在至少一个空间方向上在外尺寸上变大或者缩小来实现。

优选的是支撑面被理解为支撑部，插入装置尤其能够平坦地抵靠在该支撑面上，并且尤其能在插入部段上施加一个(压)力。缺口可以由此弯曲，也就是变大，这通常导致自身振动的变化。

机器部件的振动可以是自身振动和/或这样的振动，其通过与机器部件耦联的另外的机器或者在周围环境中布置的机器引起。

插入装置能够变化地定位在缺口中和/或通过插入装置相对于空的缺口弯曲。通过这两种措施能够实现改变装置的振动特性并进而改变机器部件的振动特性。

根据一个有利的实施例，调节部段设置在装置的边缘区域上，从而使调节部段从其周围环境中容易触及地布置。由此，通过插入装置能够将一个力以特别有效的方式施加到调节部段上，尤其是在圆形的外几何轮廓时，在该轮廓中通过在边缘区域中的这种布置能够影响相对于整个外周面环绕的表面应力。同时，缺口保持良好的可触及性。此外，通过至少以一个较小的程度改变装置的外尺寸，尤其是通过力变大，也可以改变装置的体积质量比。这可以通过拓宽或者弯曲缺口来实现。

根据一个有利的实施例，另外的插入装置安置在缺口中，其中，缺口相应地形成用于插入装置的至少一个支撑面。由此在调节自身频率时能提供较高的易变性。可选地能将仅仅一个插入装置也或者两个插入缺口中。

支撑面优选地设计为用于将对应的插入装置平面贴靠的滑合座，即这样一个面，其几何上并且在其尺寸上根据插入装置的几何形状和尺寸来确定，并且在该面中也可以仅仅通过静摩擦来实现支撑。

根据一个有利的实施例，在该缺口形成用于支撑插入装置的至少一个支撑面，该支撑面以相对于用于将插入装置装配到缺口中的装配方向的大于0°的倾斜角度取向。优选的是，一个/多个支撑部具有至少一个圆锥形的内罩面，其能够与这个(这些)插入装置的相应的圆锥形的外罩面耦联。通过圆锥形的罩面，该力能够以简单的方式并且持续地调节，尤其是通过将插入装置抵靠在其上并且能够将上升的力传递到其上。

根据一个有利的实施例，这样设计缺口，即，使预设的插入装置形状配合地和/或力配合地与调节部段耦联。由此插入装置例如能通过静摩擦固定在设备上。借助于静摩擦进行固定的优点在于插入装置关于该设备布置的高易变性，这使得能够对自身频率进行良好的精调。支撑部能设计为一个或多个支撑面，在这些支撑面上，一个或多个插入装置能布置在任意位置中。通常在形状配合的情况下，预设用于(这些)插入装置的确定的位置。

根据一个有利的实施例，插入装置具有第一插入部分和第二插入部分，第一插入部分和第二插入部分通过张紧件彼此耦联。由此，插入部分能够抵压调节部段并且也许可能将一个力施加到缺口上。

根据一个有利的实施例，第一插入部分和/或第二插入部分圆锥形地成型。由此，插入装置能够在装配的状态中将一个力施加到调节部段上，该调节部段以相对于装配方向的大于45度地取向，有利地大于60度，尤其是在65至85度的范围中。

根据一个有利的实施例，张紧件是螺栓，其中，作用在调节部段上的力能够通过螺栓的拧紧力调节。因此，在张紧件的相对较小的力时能够将大的力在垂直于调节部段的装配方向的方向上施加到调节部段上，并且调节部段可以扩张并且在调节部段内部的应力并且也在整个装置的大范围中的应力被改变。

尤其是因此实现一种具有壳体或者框架的电动机，其中该壳体或者框架设计成具有如上所述的装置。

当前在说明书中描述的特征和特征组合以及接下来在附图说明中提及的或者在附图中单独示出的特征和特征组合并不仅仅应用于相应地给出的组合，而是也用于另外的组合或者单独位置，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节由权利要求、接下来对优选的实施例的描述以及根据附图给出，其中相同的或者功能相同的部件具有相同的参考标号。图中示出：

图1以透视的侧视图示出了具有用于插入装置的缺口的机器框架或者机器壳体的截面；

图2以侧视图示出了图1中的、具有在缺口中布置的并且与机器框架或者机器壳体耦联的插入装置的截面，该插入装置部分地封闭缺口，由此提供了根据本发明的第一实施例的装置；

图3以侧视图示出了具有两个彼此交叠的缺口和具有两个在缺口中布置的并且与机器框架或者机器壳体耦联的插入装置的机器框架或者机器壳体的截面，由此提供了根据本发明的第一实施例的装置的变体方案；

图4以侧视图示出了在图3中示出的装置，其中详细地示出了插入装置的构造；

图5以侧视图示出了具有缺口和具有在缺口中布置的并且与机器框架或者机器壳体耦联的插入装置的机器框架或者机器壳体的截面，由此提供了根据本发明的第二实施例的装置；

图6以侧视图示出了在图5中示出的装置，其中详细地示出了插入装置的构造；

图7以侧视图示出了具有缺口和具有在缺口中布置的并且与机器框架或者机器壳体耦联的插入装置的机器框架或者机器壳体的截面，由此提供了根据本发明的第二实施例的装置的变体方案；

图8以侧视图示出了具有用于插入装置的缺口的机器框架或者机器壳体的截面；

图9以侧视图示出了图8的截面，该截面具有在缺口中布置的并且与机器框架或者壳体耦联的插入装置，其插入装置完全地封闭缺口，由此提供了根据本发明的第三实施例的装置；

图10以侧视图示出了在图9中示出的装置，其中详细地示出了插入装置的构造；

图11以侧视图示出了具有用于插入装置的缺口的机器框架或者机器壳体的截面；

图12以侧视图示出了图11的截面，该截面具有在缺口中布置的并且与机器框架或者机器壳体耦联的插入装置，其插入装置部分地封闭缺口并且可以移动地与缺口耦联，由此提供了根据本发明的第四实施例的装置；

图13以侧视图示出了在图12中示出的装置，其中详细地示出了插入装置的构造；以及

图14以侧视图示出了电动机，在该电动机上设置有根据本发明的实施例的装置。

具体实施方式

在图1中示出了具有用于插入装置(未示出)的缺口12的机器框架或者机器壳体，其中，缺口12设置在机器框架的调节部段11中。缺口12通过第一和第二部分12a，12b形成，其彼此交叠并且共同提供在调节部段11的边缘区域R中的侧面开口11a。但是，缺口不必具有侧面开口。通过缺口12的布置和几何形状能够影响机器框架的振动特性和减振特性。

在图2中示出了插入装置20，其部分地封闭缺口12，由此提供装置10，借助该装置能够将一个力施加到调节部段11上，尤其是在y方向上。插入装置20能够选择性地在此通过形状配合布置在缺口的左侧或者右侧部分中。该力也许能够导致缺口弯曲或者扩张。调节部段11的刚性相应地改变。这导致自身频率的变化。如果调节部段11或者机器框架具有频率f1时的共振频率，那么该共振频率就通过插入装置推移到与f1不同的频率f2。

在图3中附加地示出了在缺口的右侧部分12b中布置的第二插入装置20，其中，整个缺口通过两个插入装置20部分地封闭。插入装置20能够分别通过张紧件23在调节部段11中张紧，尤其是在z方向上，并且独立地在调节部段11上施加一个力，尤其是在y方向上。在此，插入装置20的布置通过缺口12的几何形状预定。通过在缺口12中的两个插入装置20例如给出了新的共振频率f3，其与f1和f2不同。

在图4中根据图3中示出的截面III中示出了具有张紧件23的插入装置20之一，其中，该插入装置20由两个旋转对称的插入部分21，22形成，二者分别具有圆锥形的外罩面21.1，22.1。插入部分21，22因此彼此这样布置，即圆锥形外罩面21.1，22.1彼此相对指向并且形成X型布置。在缺口中的调节部段11设置有相应的内罩面，即第一圆锥形的内罩面12.1和第二圆锥形的内罩面12.2。圆锥形的内罩面12.1，12.2和/或圆锥形外罩面21.1，22.1的倾斜角度可以通过相对于z方向(装配方向)的倾斜角度α>0°来定义。

张紧件23在此设计为螺栓，该螺栓分别导入插入部分21，22的内螺纹中，并且将插入部分21，22彼此拉近，并且由此将一个力施加到内罩面12.1，12.2上，视圆锥形面的倾斜角度而定，该力基本上在y方向上取向。但是，插入部分也可以通过另外的连接技术彼此连接，例如通过确保可靠的力配合或形状配合的销固定彼此连接。

在示出的位置中，该力可以施加到调节部段上或者进一步加大该调节位置的扩张，这由此实现，即插入部分21，22通过螺栓23的进一步夹紧而相对于彼此运动，尤其是直至二者彼此抵靠，其中相应的罩面彼此沿着滑动。螺栓的拉紧产生自身频率或者这个/一个共振频率的推移。

在图5中示出了一个实施例，在该实施例中提供了用于单个插入装置20的缺口12。调节部段11具有通过缺口12预设的线性开口区域11.1，其在插入装置20的示出的变体方案中是空的，也就是说没有插入装置布置在其中。在图6中示出了根据在图5中示出的截面V中的插入装置20，其中，插入装置20具有相应于图5的构造。

在图7中示出了插入装置20的一个变体方案，其中，该插入装置20也布置在线性的开口区域11.1中。插入装置20具有凸起20a，其伸入到线性的开口区域11.1中，尤其是大约直至一半。在凸起20a相关于线性开口区域11.1的长度12的长度11上可以调节插入装置20在调节区域11上的效果。凸起20a设计地越长，该区域就越大，在该区域中一个力能够导入到调节部段11中。在此，插入装置20的布置通过缺口12的几何形状预设。凸起20a此外展现出相对于图5的实例的质量增大，由此获得了机器部件的自身频率的推移。对此，通过凸起给出了防旋转功能，其也许也能通过缺口12和/或插入装置20的罩面中的槽和细沟实现。

在图8中示出了缺口12，其设计用于容纳另外的张紧的插入装置20(未示出)。为此，插入装置20就有一个面12.1，其在xy平面(垂直于装配方向y)中延伸，并且彼此平行地取向。此外，缺口12具有向内伸出到缺口12中的部分12.3，在该部分上能够固定一个插入装置(未示出)。在伸出的部分12.3中能够为此设置紧固件或者导向件(未示出)，例如穿孔。

在图9中示出了完全封闭图8中的缺口12的插入装置20，其借助多个张紧件23与调节部段11耦联。该耦联能够通过静摩擦或者通过至少部分地将张紧件固定在调节部段11上实现。

在图10中，根据在图9中示出的截面IX中示出了插入装置20的构造。该插入装置20由板状的楔子形式的两个插入部分21，22形成，二者分别具有两个以相对于z方向(装配方向)的角度α倾斜地延伸的面21.1，22.1。插入部分21，22可以放置在伸出的部分12.3的端面12.3a上，由此能够限制调节部段11在y方向上的相对运动：然后，端面12.3a的运动通过插入部分21，22限制。插入部分21，22这样地彼此布置，即面21.1，22.1彼此相对指向并且形成X型布置。在调节部段11上设置有相应的面，即两个彼此相对布置的第一面12.1和两个彼此相对布置的第二面12.2。这些面也倾斜地相对于z方向延伸。如果插入部分21，22在调节部段11中张紧，那么插入部分21，22的端面12.3a就在y方向上运动或者相反于该方向地运动。由此又导致调节部段的自身频率的推移。

张紧件23例如设计成螺栓，它们分别导入到插入部分21，22之一中，并且在装配的状态中将插入部分21，22拉到缺口12的伸出的部分12.3上，并且由此将一个力施加到面12.1，12.2上或者调节部段11上，视面的倾斜情况而定，该力基本上在y方向上取向。面12.1，12.2和/或面21.1，22.1的倾斜情况可以通过相对于z方向的倾斜角度α定义。在示出的位置中，该力进一步升高，这通过插入部分21，22通过螺栓23的进一步夹紧而进一步向着伸出的部分12.3运动、尤其是直至插入部分抵靠在其上来实现，其中相应的面彼此沿着滑动。

螺栓23或者将两个插入部分21，22彼此连接或者啮合到在伸出的部分12.3上的内螺纹(未示出)中。内螺纹在此可以如此地设计，即螺栓23可以在y方向上移动，例如作为具有在相对的面上的螺纹形结构的长孔。也能够以成对的方式提供螺栓和螺母，其中，螺栓在长孔中伸入到伸出的部分12.3中。

调节部段和插入装置都不必一直相对于装配方向(z方向)具有倾斜的面(例如圆锥形的面)。更确切地说，对于连接两个部件来说也可以使用精细配合或者通常的力配合。

在图11中示出了缺口12，其具有两个彼此相对地倾斜延伸的面12.1。该缺口12为了布置在缺口12中可在x方向上放置在不同的x位置的插入装置(未示出)而长形地设计。在此，该缺口12具有面12.1，其在x方向上延伸并且围绕x轴彼此倾斜地取向。

在图12中示出了与图11中的调节部段11耦联的插入装置20，其部分地封闭缺口12，并且能够在x方向上移动。插入装置20能够布置在多个不同的x位置中。由此能够以特别灵活的方式调节调节部段11的刚性或者振动特性。在此，插入装置20的x位置在缺口12的界限中是可变化的。

在图13中，根据图12中示出的截面XII示出了插入装置20的构造，其中，出于更好地理解的目的，也截取地示出了插入部分21。在插入部分21上布置了圆锥形的外罩面21.1，其具有相对于z方向的倾斜角度α。插入部分21可以通过螺栓23在z方向(装配方向)中拉入到缺口12中，从而将一个力在y方向上施加到调节部段11上。该螺栓23穿引通过锁紧板21a，其抵靠在调节部段11上。锁紧板21a可以由具有确定的表面粗糙度的材料制成，借助该材料能够确保锁紧板21a在插入部段11上的良好的静摩擦。

在图14中示出了代表任意机器或者设备的电动机1，在该电动机上布置有如上在多个变体方案中示出的装置10，该装置用于调节电动机1或者其壳体或者框架的自身频率，其中，装置10具有调节部段11，在该调节部段中设置有缺口12。在该缺口12中布置有插入装置20，该插入装置与调节部段11耦联并且将一个力施加到调节部段11上。

通过插入装置的附加的质量和位置及其在调节部段上施加的力-这适用于所有的设计方案-壳体、框架或者电动机的自身频率相对于空缺口的情况发生变化。通过该参数，共振频率这样地推移，即该频率并不由涉及的机器(例如电动机)激发。在适当地推移该共振频率之后，例如实现了以明显远离于共振频率的频率进行的激发，由此实际上实现了自身振动的降低或者抑制。

Claims (11)

1.一种用于机械地调节机器部件的振动特性的装置(10)，其中，

-所述装置能够与所述机器部件耦联或者设计为所述机器部件的一部分，

其特征在于，

-所述装置具有用于调节的调节部段(11)以及

-在所述调节部段(11)中布置的缺口(12)，其中

-预设的插入装置(20)能够如下可变地插入到所述缺口中，即能够改变所述调节部段(11)的刚性。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述插入装置(20)能可变地定位在所述缺口(12)中。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述缺口(12)通过所述插入装置(20)相对于空的所述缺口弯曲。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述调节部段(11)设置在所述装置(10)的边缘区域上，从而使所述调节部段从所述调节部段的周围环境中容易触及地布置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，另外的插入装置(20)安置在所述缺口(12)中，其中，所述缺口相应地形成用于所述插入装置的至少一个支撑面(12.1，12.2)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述缺口(12)中形成用于支撑所述插入装置(20)的至少一个支撑面(12.1，12.2)，所述支撑面以相对于用于将所述插入装置(20)装配到所述缺口中的装配方向(y)的大于0°的倾斜角度取向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述缺口(12)设计为能够使预设的所述插入装置(20)形状配合地和/或力配合地与所述调节部段(11)耦联。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述插入装置(20)具有第一插入部分(21)和第二插入部分(22)，所述第一插入部分和所述第二插入部分通过张紧件(23)彼此耦联。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一插入部分和/或所述第二插入部分(21，22)圆锥形地成型。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述张紧件(23)是螺栓，其中，能够通过所述螺栓的拧紧力调节在所述调节部段(11)上的力。

11.一种具有壳体或者框架的电动机，其中所述壳体或者所述框架设计具有根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)。