CN112303182B - 基于磁力的分级减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧机减振装置技术领域，具体涉及基于磁力的分级减振装置。包括环形连接盘、中心圆盘、环形支架和花键轴；花键轴与中心圆盘过盈配合连接成整体；环形连接盘内部设有空腔和减振窗口；减振窗口内均设有两块磁极相同的磁铁、带有伸缩杆的液压传动装置和弧形推杆；环形支架上安装有弹簧推杆；中心圆盘转动带动弹簧推杆上下平移，在弹簧推杆的带动下，弧形推杆进行移动，使减振窗口内的两块磁铁相互靠近，产生相互排斥的磁力进行减振。本发明具有能够抑制传动系统的扭转振动与垂直振动，并根据实际振动情况对抑制程度做出分级改变，进而改善扭转振动抑制效果的特点。

Description

基于磁力的分级减振装置

技术领域

本发明属于轧机减振装置技术领域，具体涉及基于磁力的分级减振装置。

背景技术

随着科学技术的迅速发展、机械的高速化及结构的轻型化，大量的机械振动问题不断涌现，引起了机械工作状态的恶化，导致机械装置的生产效率和工作质量的下降。在轧机运行过程中，由于扭转振动与垂直振动相互作用，不仅影响传动轴等部件的寿命，还会加快零部件的更换周期，严重的会造成传动轴的断裂，而且还会影响板带材产品的质量，从而带来经济损失，因此为了提高板带材质量以及带来更高的经济效益，抑制传动系统的扭转振动与垂直振动是十分有必要的。

例如，申请号为CN200820055585.7的中国实用新型专利所述的液压缸阻尼减振装置，包括缸体、缸盖、活塞、活塞杆，缸体右端与缸盖固接构成空腔，缸盖上开有开口，活塞设置在空腔内，将空腔分为左、右两部分；活塞左端设置有凸块，缸体左端内壁开有与活塞左端凸块相配合的凹槽；活塞包括活塞体、活塞盖，活塞体右端与活塞盖固接构成腔体，活塞盖上开有开口，活塞杆左端呈台阶状，倒扣在腔体内，活塞杆左端与活塞体内壁之间填充有弹性阻尼体；活塞杆右端依次穿过活塞盖的开口、缸盖的开口与外部相连。所述活塞杆左端设置有凸块，活塞体左端内壁开有与活塞杆左端凸块相配合的凹槽。虽然在不影响原有设备结构的基础上，对液压缸内活塞部分进行改进，将原先连为一体的活塞与活塞杆分为两部分，且在活塞的密闭腔室内与活塞杆头部之间的间隙内设置有弹性阻尼体，通过弹性阻尼体的特性吸收轧制过程中出现的振动能量，从而减少冷轧机的振动，提高其稳定性，使得整体装置结构简单，安装方便，安全可靠，但是其缺点在于上述装置仅主要对液压缸内活塞部分进行改进，从而达到减振效果，并不能根据实际振动情况对振动的抑制程度做出分级改变，无法达到控制扭转振动的抑制效果，整体的减振效果较差。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，在轧机运行过程中，由于扭转振动与垂直振动相互作用，不仅影响传动轴等部件的寿命，还会加快零部件的更换周期，严重的会造成传动轴的断裂，而且还会影响板带材产品的质量的问题，提供了一种传动简单，结构紧凑，易于安装，能够抑制传动系统的扭转振动与垂直振动，并根据实际振动情况对抑制程度做出分级改变，进而改善扭转振动抑制效果的基于磁力的分级减振装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

基于磁力的分级减振装置，包括环形连接盘、中心圆盘、环形支架和花键轴；所述花键轴与中心圆盘过盈配合连接成整体；所述环形支架位于中心圆盘外围，所述环形连接盘位于环形支架外围；所述环形连接盘内部设有相同个数的空腔和减振窗口，一个空腔对应一个减振窗口；每个减振窗口内均设有两块相对且磁极相同的磁铁、带有伸缩杆的液压传动装置和带有轻质弹簧的弧形推杆，所述两块磁铁均包裹有矩形钢套；其中一个矩形钢套与带有伸缩杆的液压传动装置连接，所述矩形钢套连接在伸缩杆上；另一个矩形钢套与弧形推杆一端连接；所述弧形推杆穿过轻质弹簧，并延伸至空腔内；所述环形支架上固定安装有与空腔相同个数的弹簧推杆，所述弹簧推杆一端延伸至空腔并与弧形推杆接触，所述弹簧推杆的另一端与中心圆盘接触；所述中心圆盘转动带动弹簧推杆上下平移，在弹簧推杆的带动下，弧形推杆进行移动，并使减振窗口内的两块磁铁相互靠近，产生相互排斥的磁力进行减振。

作为优选，本发明还包括密封盖，所述密封盖分别与环形连接盘和环形支架螺栓连接。

作为优选，所述密封盖与环形连接盘接触部分安装有环形的橡胶密封圈。

作为优选，所述弹簧推杆包括空心圆筒、设于空心圆筒一端上的滚球、设于空心圆筒另一端上的倒圆角三角体、设于空心圆筒外表面的圆环垫片和减振弹簧；所述空心圆筒穿过减振弹簧；所述滚球与中心圆盘接触，所述倒圆角三角体与弧形推杆接触。

作为优选，所述环形连接盘侧面设有与弧形推杆数量相同的润滑油进出口，所述环形连接盘内部还设有与润滑油进出口数量相同的环形润滑油槽，所述润滑油进出口与环形润滑油槽一一对应并相互连通。

作为优选，所述环形润滑油槽位于空腔与减振窗口之间，所述弧形推杆穿过环形润滑油槽延伸至空腔。

作为优选，所述环形支架上焊接有与弹簧推杆数量相同的用于对弹簧推杆支撑定位的圆柱套筒；相邻两个圆柱套筒之间设有螺栓孔，所述螺栓孔位于环形支架上。

作为优选，所述中心圆盘与花键轴之间设有橡胶减振圈。

作为优选，所述花键轴上还设有轴承。

本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明能够将机械能转化为磁场能量和弹性势能，通过调节磁铁之间的距离从而根据实际振动情况对抑制程度做出分级改变，进而改善扭转振动抑制效果；(2)本发明中中心圆盘内壁设有的橡胶减振圈能够初步减小垂直振动，而弹簧推杆内部的减振弹簧不仅能够起到固定的作用，还能够起到一定程度的减振效果；(3)本发明结构传动简单，结构紧凑，原理简单，易于安装，具有较好的发展空间和市场前景。

附图说明

图1为本发明中基于磁力的分级减振装置的一种结构示意图；

图2为本发明中基于磁力的分级减振装置的一种内部结构示意图；

图3为本发明中减振窗口的一种结构示意图；

图4为本发明中环形支架的一种结构示意图；

图5为本发明中弹簧推杆的一种结构示意图；

图6为本发明中弹簧推杆的一种局部剖面图。

图中：环形连接盘1、螺栓2、中心圆盘3、花键轴4、橡胶减振圈5、弹簧推杆6、空腔7、弧形推杆8、环形润滑油槽9、环形支架10、密封盖11、橡胶密封圈12、减振窗口13、润滑油进出口14、轴承15、滚球601、减振弹簧602、倒圆角三角体603、圆环垫片604、空心圆筒605、带有伸缩杆的液压传动装置130、磁铁131、矩形钢套132、轻质弹簧133、螺栓孔101、圆柱套筒102。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例1：

如图1和图2所示，基于磁力的分级减振装置，包括环形连接盘1、中心圆盘3、环形支架10和花键轴4；所述花键轴与中心圆盘过盈配合连接成整体；所述环形支架位于中心圆盘外围，所述环形连接盘位于环形支架外围；所述环形连接盘内部设有4个空腔7、4个减振窗口13和4个环形润滑油槽9；所述环形支架上同样固定安装有4个弹簧推杆6，所述弹簧推杆的一端延伸至空腔内，所述弹簧推杆的另一端与中心圆盘接触；所述空腔、减振窗口、环形润滑油槽和弹簧推杆都是围绕环形连接盘的中心等距圆周排布；其中，所述环形连接盘、中心圆盘和环形支架均为对称结构。所述花键轴与轧机的主传动轴连接。

进一步的，如图1所示，本发明还包括密封盖11，所述密封盖表面设有多个装配孔用于螺纹连接，所述装配孔等间隔分布。图1中，本发明装置左右两侧均设有密封盖，且密封盖通过螺栓2进行固定，密封盖与环形连接盘接触部分还安装有环形的橡胶密封圈12，能够起到更好的密封和减振作用，保证基于磁力的分级减振装置整体的密封性。

进一步的，所述环形连接盘侧面还设有与4个润滑油进出口14，所述润滑油进出口与环形润滑油槽一一对应并相互连通。

进一步的，所述中心圆盘与花键轴之间设有橡胶减振圈5，橡胶减振圈能够初步减小垂直振动。

进一步的，所述花键轴上还设有轴承15。所述轴承用于支撑花键轴并减少转动时的摩擦。

如图3所示，所述减振窗口内设有两块相对且磁极相同的磁铁131、带有伸缩杆的液压传动装置130和带有轻质弹簧133的弧形推杆8，所述两块磁铁均包裹有矩形钢套132；其中一个矩形钢套与带有伸缩杆的液压传动装置连接，所述矩形钢套连接在伸缩杆上；另一个矩形钢套与弧形推杆一端连接。其中，所述弧形推杆穿过轻质弹簧以及环形润滑油槽，并延伸至空腔内与弹簧推杆接触。其中，弧形推杆的最大工作角度为30°。将磁铁安装在矩形钢套内，能够起到对磁铁的固定作用和一定程度的隔磁作用。

所述中心圆盘转动带动弹簧推杆上下平移，在弹簧推杆的带动下，弧形推杆进行移动，并使减振窗口内的两块磁铁相互靠近，产生相互排斥的磁力进行减振。另外，通过调节液压传动装置的伸缩杆长度能够调节两块磁铁之间的初始距离，从而控制扭转振动的抑制效果，达到抑制程度的分级改变。

进一步的，所述环形润滑油槽内含润滑油液，用于减小弧形推杆在围绕中心旋转时的摩擦力，增加弧形推杆的使用寿命，节约成本。

如图4所示，所述环形支架上焊接有与4个用于对弹簧推杆支撑定位的圆柱套筒102；相邻两个圆柱套筒之间设有螺栓孔101，所述螺栓孔位于环形支架上。所述圆柱套筒和螺栓孔均等间距圆周分布。

如图5和图6所示，所述弹簧推杆包括空心圆筒605、设于空心圆筒一端上的滚球601、设于空心圆筒另一端上的倒圆角三角体603、设于空心圆筒外表面的圆环垫片604和减振弹簧602；所述空心圆筒穿过减振弹簧；所述滚球始终与中心圆盘接触，所述倒圆角三角体与弧形推杆接触。滚球安装在空心圆筒的下端与中心圆盘接触并可以进行滚动；圆环垫片安装在空心圆筒外表面，并且与减振弹簧连接从而起到固定支撑减振弹簧的作用；空心圆筒上端连接一个倒圆角三角体，倒圆角三角体与弧形推杆一端接触，用于推动弧形推杆进行旋转运动。所述弹簧推杆通过减振弹簧固定连接在环形支架的圆柱套筒内，所述弹簧推杆为空心轻质铝合金材料。

进一步的，所述中心圆盘呈花形，具有不同半径大小的结构。

本发明的工作方式过程如下：

主传动轴旋转时将扭矩通过花键轴传递给中心圆盘，中心圆盘与花键轴之间存在的一圈减振橡胶圈对垂直振动进行初步减振，同时中心圆盘与主传动轴同步转动。

当中心圆盘转动到半径较大部分结构时，带动弹簧推杆向远离中心点的位置平移，弹簧推杆又同时带动弧形推杆转动，弧形推杆通过环形润滑油槽推动减振窗口内，与弧形推杆连接的磁铁，向另一块磁铁靠近，由同极磁铁相互排斥构成磁场从而达到减振效果。

进一步的，根据振动的频率，通过调节液压传动装置的伸缩杆长度来改变两块磁铁之间的初始距离，从而控制扭转振动的抑制效果，达到抑制程度的分级改变。

弹簧推杆下端的滚球时刻与中心圆盘接触。当中心圆盘转动到半径较小部分结构时，带动弹簧推杆向靠近中心点的位置平移，弧形推杆由于轻质弹簧的收缩力和磁场的排斥力从而回到初始位置，弹簧推杆也因为其内部的减振弹簧从而对中心圆盘起到一个指向圆心的力，并往中心点的位置靠近。

本发明提供了一种基于磁力的分级减振装置，本发明装置能够将机械能转化为磁场能量和弹性势能，传动简单，结构紧凑，能够通过调节磁铁之间的距离，从而根据实际振动情况对振动抑制程度做出分级改变，进而改善扭转振动抑制效果。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于磁力的分级减振装置，其特征在于，包括环形连接盘、中心圆盘、环形支架和花键轴；所述花键轴与中心圆盘过盈配合连接成整体；所述环形支架位于中心圆盘外围，所述环形连接盘位于环形支架外围；所述环形连接盘内部设有相同个数的空腔和减振窗口，一个空腔对应一个减振窗口；每个减振窗口内均设有两块相对且磁极相同的磁铁、带有伸缩杆的液压传动装置和带有轻质弹簧的弧形推杆，所述两块磁铁均包裹有矩形钢套；其中一个矩形钢套与带有伸缩杆的液压传动装置连接，所述矩形钢套连接在伸缩杆上；另一个矩形钢套与弧形推杆一端连接；所述弧形推杆穿过轻质弹簧，并延伸至空腔内；所述中心圆盘呈花形，具有不同半径大小的结构；所述环形支架上固定安装有与空腔相同个数的弹簧推杆；当中心圆盘转动到大半径结构时，所述弹簧推杆一端延伸至空腔并与弧形推杆接触，所述弹簧推杆的另一端与中心圆盘接触；当中心圆盘转动到小半径结构时，所述弹簧推杆一端延伸至空腔并与弧形推杆分离；所述中心圆盘转动带动弹簧推杆上下平移，在弹簧推杆的带动下，弧形推杆进行移动，并使减振窗口内的两块磁铁相互靠近，产生相互排斥的磁力进行减振。

2.根据权利要求1所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，还包括密封盖，所述密封盖分别与环形连接盘和环形支架螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述密封盖与环形连接盘接触部分安装有环形的橡胶密封圈。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述弹簧推杆包括空心圆筒、设于空心圆筒一端上的滚球、设于空心圆筒另一端上的倒圆角三角体、设于空心圆筒外表面的圆环垫片和减振弹簧；所述空心圆筒穿过减振弹簧；所述滚球与中心圆盘接触，所述倒圆角三角体与弧形推杆接触。

5.根据权利要求1所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述环形连接盘侧面设有与弧形推杆数量相同的润滑油进出口，所述环形连接盘内部还设有与润滑油进出口数量相同的环形润滑油槽，所述润滑油进出口与环形润滑油槽一一对应并相互连通。

6.根据权利要求5所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述环形润滑油槽位于空腔与减振窗口之间，所述弧形推杆穿过环形润滑油槽延伸至空腔。

7.根据权利要求1-3任一项所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述环形支架上焊接有与弹簧推杆数量相同的用于对弹簧推杆支撑定位的圆柱套筒；相邻两个圆柱套筒之间设有螺栓孔，所述螺栓孔位于环形支架上。

8.根据权利要求1所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述中心圆盘与花键轴之间设有橡胶减振圈。

9.基于权利要求1所述的基于磁力的分级减振装置，其特征在于，所述花键轴上还设有轴承。

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