CN106224422A - 扭转轴向回转动力吸振器 - Google Patents

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CN106224422A CN201610826552.7A CN201610826552A CN106224422A CN 106224422 A CN106224422 A CN 106224422A CN 201610826552 A CN201610826552 A CN 201610826552A CN 106224422 A CN106224422 A CN 106224422A
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vibration
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肖望强
李佳妮
郝润姿
潘天龙
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Xiamen University
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Xiamen University
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/01—Vibration-dampers; Shock-absorbers using friction between loose particles, e.g. sand
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/04—Friction

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

扭转轴向回转动力吸振器，涉及动力装置的轴系减振装置。设有n根轴管，n根轴管之间由肋板固定，n根轴管的两端设有固定盖板，n根轴管内填充颗粒，n为≥3的整数。将原有的单一轴孔改装成3个轴孔，向每个轴孔中放置颗粒。由于改装后颗粒位置相对质心平衡，颗粒阻尼器的动不平衡现象将大大减少，因此不会引起额外功的产生或只有很少一部分额外功的产生，增强了阻尼器减振降噪的稳定性。结构简单，制造成本低，但能起到很好的稳定动平衡效果。外壁与轴系内孔进行过渡配合，轴系与固定盖板通过螺纹配合。降低轴系运转时产生的振动和噪声，同时减小动不平衡产生的额外功，提高颗粒阻尼器减振降噪的稳定性。

Description

扭转轴向回转动力吸振器
技术领域
本发明涉及动力装置的轴系减振装置，具体是涉及一种扭转轴向回转动力吸振器。
背景技术
轴系是动力装置传递运动和动力的关键部件，正朝着高速、重载的方向发展，轴系振动过大将导致严重后果，如使发动机零部件磨损加快，并引起扭转—轴向耦合振动，使设备噪声加剧等。如何控制这些振动和噪声对机械装备的精度、性能、寿命和操作人员的劳动保护具有重要的影响。
颗粒阻尼具有减振效果显著、耐高温、对原结构改动小等优点，是振动控制领域最新出现的一种被动抑振技术。将颗粒阻尼被动抑振技术应用到轴系中能有效降低轴系运转过程中产生的振动和噪音，特别适用于轴系内部空心、传动系统高温且油润滑的恶劣环境。
处于实际工作状态下的轴系处于高速旋转状态，填充在轴系内部的颗粒介质要承受很强的离心载荷作用，离心载荷使得颗粒积压在远离转动中心的齿轮轴内壁上。在填充率较大时，下层颗粒受到其上层颗粒的挤压作用较大，使绝大多数的颗粒聚集在齿轮轴内壁的下方。因此系统的质心处于轴心下方，该偏心距导致系统发生动不平衡现象，从而引起额外功的产生。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种扭转轴向回转动力吸振器。
本发明设有n根轴管，n根轴管之间由肋板固定，n根轴管的两端设有固定盖板，n根轴管内填充颗粒，n为≥3的整数。
所述轴管可采用圆管，n根轴管的长度、直径最好均相同。
所述肋板可设在轴管外壁之间。
所述轴管内填充的颗粒的大小、材质和数目最好相同。
所述固定盖板可通过螺纹与轴管两端螺接。
所述轴管在轴向最好分为2～6段。
使用时，轴管的外壁与轴系内孔过渡配合。
本发明将原有的单一轴孔改装成3个轴孔，向每个轴孔中放置颗粒。由于改装后颗粒位置相对质心平衡，颗粒阻尼器的动不平衡现象将大大减少，因此不会引起额外功的产生或只有很少一部分额外功的产生，增强了阻尼器减振降噪的稳定性。
本发明根据给定轴系的尺寸以及需要填充的颗粒数目进行相应的端面圆半径、孔径、长度等尺寸的设计。n个轴孔之间通过两个对称分布在轴端的焊接三角形肋板相连，轴孔的孔径、壁厚相等，整体结构相对于肋板中心对称。其结构简单，制造成本很低，但能起到很好的稳定动平衡效果。
本发明的外壁与轴系内孔进行过渡配合，轴系与固定盖板通过螺纹配合。以达到动力吸振器可以随轴系进行同步旋转的要求。
本发明可以根据设计稳定性和颗粒填充体积等需要进行结构上的调整，如可将三孔改变为四孔、六孔、八孔等；肋板的位置也可根据结构刚度的需要进行位置的调整或者结构的改变。当转速小于500r/min时，孔的个数为3～4个；当转速大于500r/min小于1000r/min时，孔的个数为6～8个；当转速大于1000r/min时，孔的个数大于8个。固定盖板尺寸也可以据颗粒阻尼器结构的改变进行相应的调整。
当轴系以扭转振动为主时，动力吸振器的孔在轴向分为4～6段；当轴系以轴向振动为主时，动力吸振器的孔在轴向分为2～3段；当轴系以回转振动为主时，动力吸振器的孔在轴向不分段。
本发明的作用为降低轴系运转时产生的振动和噪声，同时减小动不平衡产生的额外功，提高颗粒阻尼器减振降噪的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的结构组成示意图；
图2是本发明的侧视图；
图3是与本发明相配合的轴系的端面形状示意图；
图4是本发明与轴系的立体装配图；
图5是本发明与轴系的装配体的侧视图；
图6是过本发明与轴系的装配体的端面圆心且垂直于端面圆的剖视图；
图7是固定盖板的侧/俯视图；
图8是固定盖板的正视图；
图9是颗粒在本发明中随轴旋转时颗粒的运动状态图；
图10是颗粒在单孔中随轴旋转时颗粒的运动状态图；
图11是轴系在500rpm转速下的振动加速度在轴系分别不添加颗粒、添加单孔颗粒阻尼器以及添加本发明中的颗粒阻尼动力吸振器后的频率响应曲线；
图12是本发明在扭转振动为主运动的条件下轴系的分段示意图；
图13是本发明在轴向振动为主运动的条件下轴系的分段示意图；
图14是本发明在回转振动为主运动的条件下轴系的分段示意图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图详细说明本发明。
参见图1～14，本发明实施例设有3根轴管1，3根轴管1之间由肋板2固定，3根轴管1的两端设有固定盖板3，3根轴管1内填充颗粒4。
所述轴管1可采用圆管，3根轴管的长度、直径最好均相同。
所述肋板2可设在轴管外壁之间。
所述轴管1内填充的颗粒4的大小、材质和数目最好相同。
所述固定盖板3可通过螺纹与轴管1两端螺接。
所述轴管1在轴向最好分为2～6段。
使用时，轴管的外壁与轴系A内孔过渡配合。
3根轴管外壁与轴系A内孔过渡配合，只需将动力吸振器由齿轮轴孔的任意一端插入即可完成二者的配合；
将动力吸振器安装在轴系A内孔之后，用固定盖板3与一侧的轴系A通过螺纹连接固定；
在安装完一侧的固定盖板之后，从另一侧向动力吸振器的3根轴管内装入相同数目的相同颗粒，根据填充率计算颗粒数目。颗粒装入后安装另一侧的固定盖板。
在动力吸振器随齿轮轴旋转运动过程中，颗粒在动力吸振器的3根轴管内通过非弹性碰撞和摩擦作用损耗能量，达到减振降噪的作用。3根轴管内的颗粒在转动过程中受离心力作用均紧贴远离转动中心的孔内壁上，不存在上层颗粒对下层颗粒的挤压作用。并且对称孔内颗粒的运动对称，因此几乎不存在动不平衡现象。
如图11所示，轴系在500rpm转速下的振动加速度在轴系分别不添加颗粒、添加单孔颗粒阻尼器以及添加本发明中的颗粒阻尼吸振器后的频率响应曲线显示，添加单孔颗粒阻尼器后的振动加速度较不添加有所减小，而添加多腔轴系颗粒阻尼器后的振动加速度又比单孔颗粒阻尼器有所减小。因此，本发明中的颗粒阻尼吸振器对轴系减振效果确有明显提升。

Claims (6)

1.扭转轴向回转动力吸振器，其特征在于设有n根轴管，n根轴管之间由肋板固定，n根轴管的两端设有固定盖板，n根轴管内填充颗粒，n为≥3的整数。
2.如权利要求1所述扭转轴向回转动力吸振器，其特征在于所述轴管采用圆管，n根轴管的长度、直径均相同。
3.如权利要求1所述扭转轴向回转动力吸振器，其特征在于所述肋板设在轴管外壁之间。
4.如权利要求1所述扭转轴向回转动力吸振器，其特征在于所述轴管内填充的颗粒的大小、材质和数目相同。
5.如权利要求1所述扭转轴向回转动力吸振器，其特征在于所述固定盖板通过螺纹与轴管两端螺接。
6.如权利要求1所述扭转轴向回转动力吸振器，其特征在于所述轴管在轴向分为2～6段。
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