CN111779793B - 冲击减振装置及装有冲击减振装置的主发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减振装置及装有减振装置的发电机，具体为冲击减振装置及装有冲击减振装置的主发电机。解决振动及共振对内燃机车的主发电机运行影响较大的问题。冲击减振装置由固定框架、减振体和弹性连接件构成；减振体内填充有钢珠，其内填充有钢珠的减振体通过弹性连接件悬置或悬挂于固定框架内。装有冲击减振装置的主发电机，包括端盖，端盖外侧固定有四个呈十字分布的冲击减振装置。采用冲击减振装置，使得主发电机在不同频率范围内的振动都能得到很好的调节，降低了机组振动，特别是共振现象对机组运行的影响，此冲击减振装置也可推广至其他电机产品及工业领域，为解决和消除振动问题提供有益参考。

Description

冲击减振装置及装有冲击减振装置的主发电机
技术领域
本发明涉及减振装置及装有减振装置的发电机，具体为冲击减振装置及装有冲击减振装置的主发电机。
背景技术
近年来，铁路内燃机车同步主发电机朝着大功率，高转速，紧凑化方向发展，随着转速和功率的提高，电机的振动问题越来越突出，已经成为影响机组可靠运行的关键。特别是单轴承支撑主发电机，电机机壳直接与柴油机机壳通过止口连接，转子通过法兰直接与柴油机飞轮连接，柴油机的振动可直接传递到主发电机上。振动超标已是该类主发电机面临的首要难题。
对于内燃机车，柴油机和主发电机出厂时固有频率和各项性能已经确定，在组装成柴油发电机组运行时，又会产生新的机组固有频率。当柴油机运行过程中的激振频率与机组固有频率接近或一致时，将会产生强烈的共振现象，机组振动会显著增加，影响机车可靠运行。改变机组固有频率需要进行结构重大调整，由于机组的整体结构已经定型，进行弥补非常困难，往往束手无策。现有柴油发电机组集成结构简图如图1所示。
发明内容
本发明提供一种冲击减振装置及装有冲击减振装置的主发电机。低频阶段，冲击减振装置能吸收减缓低频振动，高频阶段，当机组共振频率与冲击减振装置固有频率一致时，能够自动减缓振动，降低共振对机组的影响。
本发明是采用如下技术方案实现的：冲击减振装置，由固定框架、减振体和弹性连接件构成；减振体内填充有钢珠，其内填充有钢珠的减振体通过弹性连接件悬置或悬挂于固定框架内。使用时，固定框架固定于被振动体（如，柴油发电机组或主发电机）上，通过钢珠之间的摩擦消耗低频振动能量，以降低被振动体的低频振动；通过调整弹性连接件的尺寸，使减振体的移（振）动频率与柴油发电机组的固有频率吻合，机组发生共振时，在激振力的作用下，减振体会起到反作用冲击延迟减振作用，以降低共振现象对发电机的影响。
本发明的冲击减振装置可以有效解决内燃机车主发电机与柴油机组振动的问题。在低频振动阶段，通过减振体内钢珠颗粒的运动碰撞和摩擦，使振动能量耗散，以减缓振动。当发生共振时，调节弹性连接件的尺寸，使减振体运动的频率与主发电机共振频率相同，通过它的弹性调节功能，达到吸振减振和降低共振影响的作用。采用冲击减振装置，使得主发电机在不同频率范围内的振动都能得到很好的调节，降低了机组振动，特别是共振现象对机组运行的影响，使机车的可靠性明显提高。基于在柴油发电机组上的成功应用，此冲击减振装置也可推广至其他电机产品及工业领域，为解决和消除振动问题提供有益参考。
附图说明
图1为柴油发电机组集成结构示意图；
图2为本发明的冲击减振装置的结构图；
图3为图2的侧视图；
图4为横向减振体（未填充钢珠、未装盖板）的结构图；
图5为图4的侧视图；
图6为纵向减振体（未填充钢珠、未装盖板）的结构图；
图7为图6的侧视图；
图8为横向减振体（未装盖板）结构图；
图9为纵向减振体（未装盖板）结构图；
图10为横向减振体结构图；
图11为工字型减振簧片的结构示意图；
图12为压块的结构示意图；
图13为图12的侧视图；
图14为固定有减振簧片的横向减振体的结构示意图；
图15为图14的侧视图；
图16为固定框架的立体图；
图17为固定框架的主视图；
图18为图17的侧视图；
图19为装有冲击减振装置的主发电机结构示意图；
图20为未装有冲击减振装置的主发电机端盖结构示意图。
图中：1－固定框架，1.1－第二固定孔，1.2－定位凹槽，1.3－第二螺孔，1.4－夹板，2－减振体，2.1－盖板，2.2－第一螺孔，2.3－凸台，2.4－压块，3－弹性连接件，3.1－第一固定孔，4－钢珠，11－柴油机，12－主发电机定子，13－主发电机转子，14－端盖。
具体实施方式
冲击减振装置，由固定框架1、减振体2和弹性连接件3构成；减振体2内填充有钢珠4，其内填充有钢珠4的减振体2通过弹性连接件3悬置或悬挂于固定框架1内。
减振体2呈长方体状，分为横向放置的横向减振体和纵向放置的纵向减振体；横向和纵向减振体的中部为空腔并用隔板隔出多个空档，钢珠填充于各空档内；横向和纵向减振体的各空档的水平长度尺寸大于竖直高度尺寸，这样，填充的钢珠在竖直方向高度小，底层钢珠受到上面的钢珠重量产生的压力小，在振动过程中更容易运动碰撞和相互摩擦；并且每个空档内钢珠填充高度为空档高度的85%，目的是振动过程中钢珠有足够的空间进行运动碰撞和相互摩擦，实现振动能量的耗散，以减缓振动。横向和纵向减振体的中部的前、后端面敞口，并用盖板2.1封盖，具体是中部的上、下位置开有螺孔，用紧固螺栓拧固盖板2.1，以方便钢珠的填充。
横向减振体的左、右端面，纵向减振体的上、下端面开有用于固定弹性连接件3的第一螺孔2.2，所述的弹性连接件3为弹簧钢制成的多种型号的减振簧片，不同型号的减振簧片厚度不同，或者为厚度相同、中间宽度尺寸Z不同的工字形，以适应柴油发电机组的不同共振频率（通过模态测试和振动频谱分析，确定柴油发电机组的共振频率）。进一步地，横向减振体左、右端面上的第一螺孔2.2为上、下分布的两排 ，纵向减振体的上、下端面上的第一螺孔2.2为左、右分布的两排；横向减振体的左、右端面和纵向减振体的上、下端面分别配置有两个减振簧片，每个减振簧片的一端开有一排第一固定孔3.1，第一螺栓穿过第一固定孔3.1拧入其中一排的第一螺孔2.2，从而实现减振簧片与减振体的连接，每个减振簧片的另一端悬置或悬挂于固定框架1。再进一步，横向减振体的左、右端面和纵向减振体的上、下端面的中间部位有凸台2.3，两排第一螺孔2.2开在凸台2.3上，以提高减振体2的悬置或悬挂效果。凸台2.3上用第一螺栓压固有压块2.4，通过压块2.4对端面上的减振簧片实施压固，从而增加减振簧片与减振体的连接稳定性、可靠性。
固定框架1上设有用于与主发电机固定的第二固定孔1.1。与横向减振体配合的固定框架1的左、右端面的上框梁、下框梁上加工有用于减振簧片3另一端定位的定位凹槽1.2，上框梁上的定位凹槽1.2上方，和下框梁上的定位凹槽1.2下方开有第二螺孔1.3，夹板1.4用第二螺栓并通过第二螺孔1.3分别压固于与横向减振体配合的固定框架1的左、右端面的上框梁、下框梁上，并压住减振簧片的另一端。与纵向减振体配合的固定框架1的上、下端面的左框梁、右框梁上加工有用于定位减振簧片另一端的定位凹槽1.2，左框梁上的定位凹槽1.2的左边，和右框梁上的定位凹槽1.2的右边，开有第二螺孔1.3，夹板1.4用第二螺栓并通过第二螺孔1.3分别压固于与纵向减振体配合的固定框架1的上、下端面的左框梁、右框梁上，并压住减振簧片的另一端。夹板1.4仅对减振簧片的另一端起定位作用，但不使其固定，这样，减振体是通过减振簧片悬置或悬挂的自由体，在机组的运行频率达到共振频率时，通过减振簧片的弹性调节功能，达到吸振减振和降低共振影响的作用。
装有冲击减振装置的主发电机，包括端盖，端盖外侧固定有两个包括横向减振体的冲击减振装置，和两个包括纵向减振体的冲击减振装置，四个冲击减振装置呈十字分布，两个包括横向减振体的冲击减振装置横向排列，两个包括纵向减振体的冲击减振装置纵向排列。具体实施时，端盖上开有螺孔，每个冲击减振装置用螺栓通过固定框架1上的第二固定孔1.1固定在端盖外侧。当机组共振发生时，通过减振簧片的弹性调节，分别减缓垂直方向和水平方向的振动。

Claims (6)

1.一种冲击减振装置，由固定框架(1)、减振体(2)和弹性连接件(3)构成；减振体(2)内填充有钢珠(4)，其内填充有钢珠(4)的减振体(2)通过弹性连接件(3)悬置或悬挂于固定框架(1)内；减振体(2)呈长方体状，分为横向放置的横向减振体和纵向放置的纵向减振体；横向减振体的左、右端面，纵向减振体的上、下端面开有用于固定弹性连接件(3)的第一螺孔(2.2)，所述的弹性连接件(3)为弹簧钢制成的多种型号的减振簧片，不同型号的减振簧片厚度不同，或者为厚度相同、中间宽度尺寸Z不同的工字形；其特征在于，横向减振体左、右端面上的第一螺孔(2.2)为上、下分布的两排 ，纵向减振体的上、下端面上的第一螺孔(2.2)为左、右分布的两排；横向减振体的左、右端面和纵向减振体的上、下端面分别配置有两个减振簧片，每个减振簧片的一端开有一排第一固定孔(3.1)，第一螺栓穿过第一固定孔(3.1)拧入其中一排的第一螺孔(2.2)，从而实现减振簧片与减振体的连接，每个减振簧片的另一端悬置或悬挂于固定框架(1)；
横向减振体的左、右端面和纵向减振体的上、下端面的中间部位有凸台(2.3)，两排第一螺孔(2.2)开在凸台(2.3)上；
与横向减振体配合的固定框架(1)的左、右端面的上框梁、下框梁上加工有用于减振簧片另一端定位的定位凹槽(1.2)，上框梁上的定位凹槽(1.2)上方，和下框梁上的定位凹槽(1.2)下方开有第二螺孔(1.3)，夹板(1.4)用第二螺栓并通过第二螺孔(1.3)分别压固于与横向减振体配合的固定框架(1)的左、右端面的上框梁、下框梁上，并压住减振簧片的另一端；与纵向减振体配合的固定框架(1)的上、下端面的左框梁、右框梁上加工有用于定位减振簧片另一端的定位凹槽(1.2)，左框梁上的定位凹槽(1.2)的左边，和右框梁上的定位凹槽(1.2)的右边，开有第二螺孔(1.3)，夹板(1.4)用第二螺栓并通过第二螺孔(1.3)分别压固于与纵向减振体配合的固定框架(1)的上、下端面的左框梁、右框梁上，并压住减振簧片的另一端。
2.根据权利要求1所述的冲击减振装置，其特征在于，横向和纵向减振体的中部为空腔并用隔板隔出多个空档，钢珠填充于各空档内。
3.根据权利要求2所述的冲击减振装置，其特征在于，横向和纵向减振体的各空档的水平长度尺寸大于竖直高度尺寸。
4.根据权利要求3所述的冲击减振装置，其特征在于，每个空档内钢珠填充高度为空档高度的85%。
5.根据权利要求4所述的冲击减振装置，其特征在于，横向和纵向减振体的中部的前、后端面敞口，并用盖板(2.1)封盖。
6.装有权利要求1所述冲击减振装置的主发电机，包括端盖，端盖外侧固定有两个包括横向减振体的冲击减振装置，和两个包括纵向减振体的冲击减振装置，四个冲击减振装置呈十字分布，两个包括横向减振体的冲击减振装置横向排列，两个包括纵向减振体的冲击减振装置纵向排列。
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