CN113187853A - 一种液控旋转轴动力自适应减振器及减振方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液控旋转轴动力自适应减振器及减振方法。该减振器包括若干个结构相同的减振模块，减振模块包括呈弧形的轨道座、滑动块、连杆，轨道座的和滑动块通过轨道机构相连，滑动块可以其旋转中心轴进行旋转，滑动块的内部对称设置有弧形通道，两个弧形通道中均安装有推杆，推杆和同侧的安装座之间设置有弹簧，滑动块上安装有缸筒，缸筒上配合安装有活塞杆，左推杆、右推杆、滑动块、缸筒和活塞杆组成的封闭区域为液控区域，缸筒两侧的滑动块上分别固定安装有支架，连杆的一端设置有腰孔并通过该腰孔与活塞杆铰接，连杆的另一端设有离心块，连杆的中部与支架铰接。本发明便于安装，能够根据旋转轴的转速变化自动获得最优的减振降噪效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种减振器及减振方法，特别涉及一种用于旋转轴减振的减振器及减振方法。
背景技术
齿轮轴传动系统广泛应用于各类传动系统，但由于各种因素，包括加工精度、偏心力和外部啮合激励等因素，导致传动系统存在一定的振动和噪声，该振动和噪声不论是对军用还是民用装备都有着严重的影响。
为了尽可能降低设备的传动系统在工作时的振动和噪声水平，目前主要采用增加阻尼的方式来实现减振降噪，该类减振方式属于被动减振，效果不明显。为了能够针对传动系统在不同转速下的工作频率导致的振动，需要设计一种能够根据转速的变化自动适应且易于安装的减振器。
发明内容
本发明的技术方案用于解决如下技术问题中的一种或多种：
1)实现能够根据不同旋转速度自动调整动力减振器的固有频率，从而实现无外部干涉条件下的减振；
2)实现了减振器的便携式装配，即当传动系统需要进行减振时，直接将该减振模块安装于传动轴上即可达到减振效果；
3)该减振器采用了径向串联紧凑型结构布局，显著降低了减振器的占用空间。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种液控旋转轴动力自适应减振器，包括若干个结构相同的减振模块，所述减振模块包括呈弧形的轨道座、滑动块、两个结构相同的连杆，轨道座的外侧弧形面和滑动块的内侧弧形面通过轨道机构相连，滑动块可以其旋转中心轴进行旋转，轨道座的两端面处均固定安装有安装座，滑动块的内部对称设置有弧形通道，两个弧形通道中均安装有推杆，推杆和同侧的安装座之间设置有弹簧，所述滑动块上安装有缸筒，缸筒上配合安装有活塞杆，所述左推杆、右推杆、滑动块、缸筒和活塞杆组成的封闭区域为液控区域，缸筒两侧的滑动块上分别固定安装有支架，连杆的一端设置有腰孔并通过该腰孔与活塞杆铰接，连杆的另一端设有离心块，连杆的中部与所述支架铰接。
进一步的，包括两个结构相同的减振模块，即上半减振模块和下半减振模块，上半减振模块和下半减振模块通过安装座对接。
进一步的，所述滑动块的内侧弧形面上设置有呈倒T字形的凸起结构，所述呈倒T字形的凸起结构具有轨道配合面，所述轨道座的外侧弧形面上设置有呈倒T字形的凹槽结构，所述呈倒T字形的凹槽结构具有轨道槽，所述滑动块和轨道座通过轨道配合面与轨道槽配合安装在一起。
进一步的，所述连杆上还设置有限位件，所述限位件设置于连杆与支架的铰接位置的外侧，所述外侧为更靠近该连杆的离心块的一侧。
上述液控旋转轴动力自适应减振器的减振方法，包括：
将若干个减振模块首尾相连环绕安装于旋转轴上，构成一组完整的减振系统；
当系统开始旋转达到频率ω1时，两个离心块开始在偏心距的作用下产生离心力F，该离心力F通过连杆传递给活塞杆，活塞杆通过液控区域的液压油驱动推杆推动弹簧压缩，直到动态平衡；
当频率ω1增加时，减振模块的固有频率ω2也同步增加，通过离心块-连杆-活塞机构控制弹簧的压缩量，从而使得ω1和ω2相等或者接近，减振系统根据转速的不同，自动产生适应匹配的固有频率；
当转速逐渐减小为零时，推杆在弹簧的作用下回位，并最终驱动连杆回到初始位置。
进一步的，弹簧为非线性变刚度弹簧，其刚度k随压缩量的增大而增大。
进一步的，所述连杆上还设置有限位件，所述限位件具有限位面，当转速逐渐减小为零时，所述限位面与支架接触，限制其终了的极限位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、根据偏心质量块在旋转作用下产生的离心力的原理，设计了利用杠杆驱动活塞，从而利用内部油压推动环形推杆压缩变螺距变刚度的压簧，实现了动力减振器中刚度的变化，从而控制了减振模块固有频率的变化，使得其与外部激励频率接近或等同，最终达到在一定转速范围内，减振器能够根据转速自动调整自身的固有频率，并与系统的激励频率接近或等同，从而实现减振降噪的效果；即本发明能够根据旋转轴的转速变化自动获得最优的减振降噪效果；
2、采用径向串联的圆环紧凑型结构布局，占用空间小。当需要减振时，可以直接将减振器固定安装在传动轴上，方便拆卸和维护。
附图说明
图1是液控旋转轴动力自适应减振器总成图；
图2是液控旋转轴动力自适应减振器总成分解图；
图3是减振模块总成图；
图4是减振模块分解图；
图5是减振子模块结构图；
图6是减振子模块主视图；
图7是减振子模块分解图；
图8是减振子模块剖面图；
图9是减振子模块侧视图；
图10是滑动块结构图；
图11是轨道座结构图。
图中标记：1、左安装座；2、右安装座；3、右弹簧；4、轨道座；5、左弹簧；6、左推杆；7、右推杆；8、滑动块；9、左支架；10、右支架；11、缸筒；12、左销钉；13、右销钉；14、左离心块；15、左连杆；16、右离心块；17、右连杆；18、活塞杆；19、左销轴；20、右销轴；21、销孔A；22、销孔B；23、销孔C；24、销孔D；25、腰孔E；26、腰孔F；27、销孔G；28、销孔H；29、限位面；30、左限位台阶；31、右限位台阶；32、弧形通道；33、轨道配合面；34、轨道槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-2所示，本实施例的旋转轴动力自适应减振器安装于齿轮传动系统中，从图中可以看出，减振器安装在靠近齿轮的一端。该齿轮传动系统主要包括传动轴、减振总成和齿轮。
该自适应减振器包括若干个结构相同的减振模块，本实施例以如图3所示的包括2个减振模块的自适应减振器为例进行说明，具体子模块的数量可以根据实际需要确定，本实施例分为上半减振模块和下半减振模块，两者的结构完全一样。
减振模块的结构如图4-9所示，左安装座1和右安装座2分别通过螺钉安装在轨道座4的两端面上，左安装座1上设置有左限位台阶30，右安装座2上设置有右限位台阶31，左推杆6和右推杆7分别安装在滑动块8的内部弧形通道32中(如图10所示)。左弹簧5安装在左推杆6和左安装座1之间，并左限位台阶30限位，右弹簧3安装在右推杆7和右安装座2之间，并由右限位台阶31限位。滑动块8通过图10中所示的轨道配合面33与图11中所示的轨道槽34配合安装在一起，这样滑动块8可以其旋转中心轴进行旋转。
缸筒11通过底部固定安装在滑动块8的外侧孔内，活塞杆18通过其外圆面安装在缸筒11的内圆中。左支架9和右支架10则固定安装在滑动块8的外圆面上，左连杆15中的销孔C23和活塞杆18的销孔A21通过左销钉12连接在一起，同时左连杆15中腰孔E25和活塞杆18的销孔G27通过左销轴19连接在一起。右连杆17的销孔D24和右支架10的销孔B22通过右销钉13连接在一起，同时右连杆17的腰孔F26和活塞杆18的销孔H28通过右销轴20连接在一起。左离心块14固定安装在左连杆15的端部，右离心块16固定安装在右连杆17的端部。
图7为减振子模块的剖面图，图中显示的液控区域为由左推杆6、右推杆7、滑动块8、缸筒11和活塞杆18组成的封闭区域为液压油的存储空间。
系统的工作原理如下：
1)两个减振子模块通过左右安装座1和2对接安装在传动轴上，构成一组完整的减振系统；
2)当系统开始旋转达到一定频率ω1时，左右离心块14和16开始在偏心距的作用下产生离心力F，该离心力F通过左连杆15、右连杆17、销轴19和20传递给活塞杆18，活塞杆18通过液控区域的液压油驱动左推杆6推动左弹簧5压缩，同时驱动右推杆7推动右弹簧3压缩，直到动态平衡；
3)由于弹簧3和5为非线性变刚度弹簧，具有压缩量越大，其刚度k也越大的特性。由于滑动块8的重量不会变化，故根据固有频率公式
当转速ω1增加，离心力F也同步增加，弹簧3和5的压缩量也随之增加，从而使得刚度k增加，最后通过固有频率公式可知，减振模块的固有频率ω2也同步增加，并通过详细结构设计，确保在一定的转速范围内，能够通过质量块-连杆-活塞机构控制弹簧的压缩量，从而使得ω1和ω2相等或者接近，最终使得减振系统能够根据转速的不同，自动产生适应匹配的固有频率，达到减振降噪的效果；
当转速逐渐减小为零时，左推杆6和右推杆7在弹簧3和5的作用下回位，并最终驱动连杆15和17回到初始位置，图6中连杆15和16的限位面29与支架9和10接触，限制其终了极限位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种液控旋转轴动力自适应减振器，其特征在于，包括若干个结构相同的减振模块，所述减振模块包括呈弧形的轨道座、滑动块、两个结构相同的连杆，轨道座的外侧弧形面和滑动块的内侧弧形面通过轨道机构相连，滑动块可以其旋转中心轴进行旋转，轨道座的两端面处均固定安装有安装座，滑动块的内部对称设置有弧形通道，两个弧形通道中均安装有推杆，推杆和同侧的安装座之间设置有弹簧，所述滑动块上安装有缸筒，缸筒上配合安装有活塞杆，所述左推杆、右推杆、滑动块、缸筒和活塞杆组成的封闭区域为液控区域，缸筒两侧的滑动块上分别固定安装有支架，连杆的一端设置有腰孔并通过该腰孔与活塞杆铰接，连杆的另一端设有离心块，连杆的中部与所述支架铰接。
2.根据权利要求1所述的一种液控旋转轴动力自适应减振器，其特征在于，包括两个结构相同的减振模块，即上半减振模块和下半减振模块，上半减振模块和下半减振模块通过安装座对接。
3.根据权利要求1所述的一种液控旋转轴动力自适应减振器，其特征在于，所述滑动块的内侧弧形面上设置有呈倒T字形的凸起结构，所述呈倒T字形的凸起结构具有轨道配合面，所述轨道座的外侧弧形面上设置有呈倒T字形的凹槽结构，所述呈倒T字形的凹槽结构具有轨道槽，所述滑动块和轨道座通过轨道配合面与轨道槽配合安装在一起。
4.根据权利要求1所述的一种液控旋转轴动力自适应减振器，其特征在于，所述连杆上还设置有限位件，所述限位件设置于连杆与支架的铰接位置的外侧，所述外侧为更靠近该连杆的离心块的一侧。
5.权利要求1至4中任意一项所述液控旋转轴动力自适应减振器的减振方法，其特征在于，包括：
将若干个减振模块首尾相连环绕安装于旋转轴上，构成一组完整的减振系统；
当系统开始旋转达到频率ω1时，两个离心块开始在偏心距的作用下产生离心力F，该离心力F通过连杆传递给活塞杆，活塞杆通过液控区域的液压油驱动推杆推动弹簧压缩，直到动态平衡；
当频率ω1增加时，减振模块的固有频率ω2也同步增加，通过离心块-连杆-活塞机构控制弹簧的压缩量，从而使得ω1和ω2相等或者接近，减振系统根据转速的不同，自动产生适应匹配的固有频率；
当转速逐渐减小为零时，推杆在弹簧的作用下回位，并最终驱动连杆回到初始位置。
6.权利要求5所述的减振方法，其特征在于，弹簧为非线性变刚度弹簧，其刚度k随压缩量的增大而增大。
7.权利要求5所述的减振方法，其特征在于，所述连杆上还设置有限位件，所述限位件具有限位面，当转速逐渐减小为零时，所述限位面与支架接触，限制其终了的极限位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210730 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |