CN114135633A - 一种基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，包括紧套于旋转机械外周的环形抑振组件，所述环形抑振组件内设有吸振腔室，所述吸振腔室内填充有阻尼吸振颗粒。本发明基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构采用颗粒阻尼吸振来抑制旋转机械扭振，是一种将冲击阻尼与摩擦阻尼有效结合的复合阻尼吸振技术，可以对旋转机械扭振进行有效抑制，减小扭振产生的扭应变对旋转机械的疲劳损耗，提高旋转机械的安全稳定性，比传统的阻尼吸振更高效，结构更简单，成本低廉。

Description

一种基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构
技术领域
本发明涉及减振结构技术领域，尤其涉及一种基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构。
背景技术
扭转振动是一种特殊的机械振动形式，普遍存在于旋转机械中。由于转子并非绝对刚体，而是具有弹性，转子旋转过程中，不同部位会产生瞬时的速度变化，各弹性部件之间就会发生扭动。对于多轴联接的大型旋转机械，整个轴系由多段转子组成，结构更加复杂。轴系扭振会造成内部切向交变应力，扭振幅度过大剪切超过弹性极限，会造成疲劳损耗，如果不能及时发现并采取预防措施，轴系长期处于扭振状态下，轻者影响机组运行的稳定性，重者可造成轴系疲劳损坏甚至酿成灾难性事故。由于扭振导致旋转机械转子裂纹或联轴器断裂的事故时有发生，因此抑制旋转机械扭振具有重大意义。
采用吸振技术来抑制旋转机械的扭转振动是一种行之有效的手段。颗粒阻尼吸振是一种将冲击阻尼与摩擦阻尼有效结合的复合阻尼吸振技术，其特点是在振动结构上加工形成的空洞或结构空腔中填充适当数量的颗粒。当主体结构因外激励作用而产生振动时，颗粒与颗粒之间以及颗粒与碰撞壁之间不断发生碰撞并进行动量交换，同时颗粒之间的相互碰撞还会因相互摩擦而耗散主体结构的振动能量，以此达到对主体结构振动进行控制的目的。颗粒阻尼吸振器是一种简单而高效的被动控制装置，具有耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感、易于用在恶劣环境等优点。近年来，颗粒阻尼吸振技术因其简单高效的优点越来越得到关注，被开始应用于建筑、机械减振领域，但目前针对旋转机械进行扭振抑制的结构一般为阻尼吸振结构，尚未出现颗粒阻尼吸振技术应用于旋转机械扭振抑制的案例。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低，可以对旋转机械扭振进行有效抑制的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，包括紧套于旋转机械外周的环形抑振组件，所述环形抑振组件内设有吸振腔室，所述吸振腔室内填充有阻尼吸振颗粒。
作为上述技术方案的进一步改进：所述环形抑振组件包括第一弧形分体和第二弧形分体，所述第一弧形分体和所述第二弧形分体可拆卸连接。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第一弧形分体和所述第二弧形分体内均设有多个所述吸振腔室并沿圆周方向均匀布置。
作为上述技术方案的进一步改进：相邻两个所述吸振腔室之间设有锁紧组件，所述锁紧组件沿径向布置并与所述旋转机械抵紧。
作为上述技术方案的进一步改进：所述锁紧组件包括设于第一弧形分体或第二弧形分体上的锁紧螺钉、与锁紧螺钉活动连接的挡块、以及抵设于挡块与旋转机械之间的摩擦块。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第一弧形分体和所述第二弧形分体于两端设有连接耳部，所述第一弧形分体和所述第二弧形分体的连接耳部通过螺纹紧固组件连接。
作为上述技术方案的进一步改进：所述阻尼吸振颗粒的材质为橡胶。
作为上述技术方案的进一步改进：所述阻尼吸振颗粒的材质为金属。
作为上述技术方案的进一步改进：所述阻尼吸振颗粒为球形颗粒。
作为上述技术方案的进一步改进：所述吸振腔室上开设有填充孔，所述填充孔处设有可拆卸的封堵件。
与现有技术相比，本发明的优点在于：目前，针对旋转机械进行扭振抑制的结构一般都为阻尼吸振结构，本发明公开的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构采用颗粒阻尼吸振来抑制旋转机械扭振，是一种将冲击阻尼与摩擦阻尼有效结合的复合阻尼吸振技术，可以对旋转机械扭振进行有效抑制，减小扭振产生的扭应变对旋转机械的疲劳损耗，提高旋转机械的安全稳定性，比传统的阻尼吸振更高效，结构更简单，成本低廉。具体应用时，可依据扭振抑制对象的具体参数，通过颗粒阻尼吸振动力学计算或现场试验来调整结构内部阻尼吸振颗粒的材质、大小及数量，进而达到理想的抑制扭振效果。
附图说明
图1是本发明基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构的示意图。
图中各标号表示：1、旋转机械；2、环形抑振组件；21、吸振腔室；22、第一弧形分体；23、第二弧形分体；24、连接耳部；25、填充孔；26、封堵件；3、阻尼吸振颗粒；4、锁紧组件；41、锁紧螺钉；42、挡块；43、摩擦块；5、螺纹紧固组件。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1示出了本发明基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构的一种实施例，本实施例的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，包括紧套于旋转机械1外周的环形抑振组件2，环形抑振组件2内设有吸振腔室21，吸振腔室21内填充有阻尼吸振颗粒3。
目前，针对旋转机械进行扭振抑制的结构一般都为阻尼吸振结构，本发明公开的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，采用颗粒阻尼吸振来抑制旋转机械1扭振，是一种将冲击阻尼与摩擦阻尼有效结合的复合阻尼吸振技术，可以对旋转机械1扭振进行有效抑制，减小扭振产生的扭应变对旋转机械1的疲劳损耗，提高旋转机械1的安全稳定性，比传统的阻尼吸振更高效，结构更简单，成本低廉。具体应用时，可依据扭振抑制对象的具体参数，通过颗粒阻尼吸振动力学计算或现场试验来调整结构内部阻尼吸振颗粒3的材质、大小及数量，进而达到理想的抑制扭振效果。其中，阻尼吸振颗粒3的材质，优选采用橡胶或金属，阻尼吸振颗粒3的外形优选球形，球形颗粒向各个方向移动发生碰撞的概率相同，有利于达到较为理想的抑制扭振效果。
进一步地，本实施例中，环形抑振组件2包括第一弧形分体22和第二弧形分体23，第一弧形分体22和第二弧形分体23可拆卸连接。相比一体式结构，环形抑振组件2采用第一弧形分体22和第二弧形分体23的分体式结构并可拆卸连接，方便环形抑振组件2在旋转机械1上的拆装。
作为优选的实施例，第一弧形分体22和第二弧形分体23内均设有四个吸振腔室21并沿圆周方向均匀布置，有利于保证旋转机械1圆周方向均达到较为理想的抑制扭振效果。当然在其他实施例中，根据旋转机械1的具体参数不同，也可适当调整吸振腔室21的数量。
进一步地，本实施例中，相邻两个吸振腔室21之间设有锁紧组件4，锁紧组件4沿径向布置并与旋转机械1抵紧。通过设置锁紧组件4将环形抑振组件2锁紧于旋转机械1上，防止旋转机械1旋转后整套结构发生周向位移，进一步提高了结构的可靠性。
进一步地，本实施例中，锁紧组件4包括设于第一弧形分体22或第二弧形分体23上的锁紧螺钉41、与锁紧螺钉41活动连接的挡块42、以及抵设于挡块42与旋转机械1之间的摩擦块43。通过拧紧锁紧螺钉41可以将挡块42向旋转机械1表面推进，同时挡块42不会干涉锁紧螺钉41的转动，摩擦块43在挡块42的挤压下与旋转机械1表面紧贴，产生较大的静摩擦力，能够有效地防止旋转机械1旋转后整套结构发生周向位移，结构简单、可靠，使用方便。
作为优选的实施例，第一弧形分体22和第二弧形分体23于两端设有连接耳部24，第一弧形分体22和第二弧形分体23的连接耳部24通过螺纹紧固组件5连接。其中，螺纹紧固组件5例如可以是螺栓加螺母、螺杆加螺母等，结构简单、连接可靠，且拆装方便。
作为优选的实施例，吸振腔室21上开设有填充孔25，填充孔25处设有可拆卸的封堵件26，封堵件26与填充孔25例如可采用螺纹连接，拆卸掉封堵件26后，可以更换吸振腔室21内的阻尼吸振颗粒3，更换完成后拧紧封堵件26，能够有效地防止阻尼吸振颗粒3随旋转机械1旋转时被甩出，结构简单、可靠。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：包括紧套于旋转机械(1)外周的环形抑振组件(2)，所述环形抑振组件(2)内设有吸振腔室(21)，所述吸振腔室(21)内填充有阻尼吸振颗粒(3)。
2.根据权利要求1所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述环形抑振组件(2)包括第一弧形分体(22)和第二弧形分体(23)，所述第一弧形分体(22)和所述第二弧形分体(23)可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述第一弧形分体(22)和所述第二弧形分体(23)内均设有多个所述吸振腔室(21)并沿圆周方向均匀布置。
4.根据权利要求3所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：相邻两个所述吸振腔室(21)之间设有锁紧组件(4)，所述锁紧组件(4)沿径向布置并与所述旋转机械(1)抵紧。
5.根据权利要求4所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述锁紧组件(4)包括设于第一弧形分体(22)或第二弧形分体(23)上的锁紧螺钉(41)、与锁紧螺钉(41)活动连接的挡块(42)、以及抵设于挡块(42)与旋转机械(1)之间的摩擦块(43)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述第一弧形分体(22)和所述第二弧形分体(23)于两端设有连接耳部(24)，所述第一弧形分体(22)和所述第二弧形分体(23)的连接耳部(24)通过螺纹紧固组件(5)连接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述阻尼吸振颗粒(3)的材质为橡胶。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述阻尼吸振颗粒(3)的材质为金属。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述阻尼吸振颗粒(3)为球形颗粒。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的基于颗粒阻尼吸振的旋转机械扭振抑制结构，其特征在于：所述吸振腔室(21)上开设有填充孔(25)，所述填充孔(25)处设有可拆卸的封堵件(26)。
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