CN114321275A - 一种多自由度振动消减装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于船舶轴系的减振装置，具体涉及一种多自由度振动消减装置，包括固定环、设在固定环外壁上的轴向吸振组件和扭转吸振组件，轴向吸振组件负责消减轴系的轴向振动，扭转吸振组件负责消减轴系的扭转振动。本发明通过轴向吸振组件和扭转吸振组件的交替设置，起到了对轴系的振动消减。

Description

一种多自由度振动消减装置

技术领域

本发明涉及一种用于船舶轴系的减振装置，具体涉及一种多自由度振动消减装置。

背景技术

在船舶领域，轴系是推进装置中的重要组成部分，用于传输动力。推进装置工作时，周期性的激励载荷会导致轴系产生剧烈振动，包括：弯曲振动、轴向振动和扭转振动。轴系的弯曲振动主要是由于转轴不平衡引起，轴向振动主要是因螺旋桨推力不均匀造成，而扭振振动是主机通过轴系传递功率至螺旋桨，造成各轴段间的扭转角度不相等，轴段来回摆动产生。轴系振动的危害巨大，会影响船舶航行性能和安全。

因此，亟需设计一种装置，来减少船舶轴系振动过大的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的船舶轴系振动过大的缺陷，从而提供一种多自由度振动消减装置。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多自由度振动消减装置，包括：固定环；至少一个轴向吸振组件，所述轴向吸振组件包括第一质量块、第一悬臂板和与固定环外壁连接的第一连接板，所述第一悬臂板连接第一质量块和第一连接板，所述第一悬臂板所在平面与所述固定环的中心轴线垂直设置；至少一个扭转吸振组件，所述扭转吸振组件包括第二质量块、第二悬臂板和与固定环外壁连接的第二连接板，所述第二悬臂板连接第二质量块和第二连接板，所述第二悬臂板所在平面与所述固定环的中心轴线平行设置。

可选的，所述固定环的外壁设有多个平整面，所述第一连接板和第二连接板均设置在对应的平整面上。

可选的，第一质量块的数量为两块，两块所述第一质量块从第一悬臂板的两端分别夹住所述第一悬臂板。

可选的，第二质量块的数量为两块，两块所述第二质量块从第二悬臂板的两端分别夹住所述第二悬臂板。

可选的，所述轴向吸振组件还包括将两块第一质量块连接的第一螺栓。

可选的，所述扭转吸振组件还包括将两块第二质量块连接的第二螺栓。

可选的，所述第一悬臂板的端部设有供第一螺栓穿设的第一长槽。

可选的，所述第二悬臂板的端部设有供第二螺栓穿设的第二长槽。

可选的，所述轴向吸振组件和扭转吸振组件在固定环的周向上交替设置。

可选的，所述固定环的侧壁上还设有配重孔。

本发明具有以下优点：

1.在轴系的周向布置8组吸振单元，其中4组负责消减轴系的轴向振动，另外4组负责消减轴系的扭转振动，进而降低轴系旋转时产生的扭转振动和轴向振动；

2.扭转吸振组件和轴向吸振组件的悬臂结构正交设置，保证控制轴向振动的动子质量只能沿轴系轴向振动，而控制扭转振动的动子质量只能沿轴系周向振动；

3.轴向吸振组件和扭转吸振组件的吸振频率为可调式设计，松开动子质量块上的螺栓，沿悬臂薄板长度方向移动动子质量块，通过改变悬臂的刚度实现吸振频率的调节；

4.在固定环上设置配重孔，可以用来调整轴系的动平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1示出了本发明实施例的多自由度振动消减装置的整体示意图；

图2示出了本发明实施例的轴向吸振组件与固定环的爆炸示意图；

图3示出了本发明实施例的轴向吸振组件的爆炸示意图；

图4示出了本发明实施例的扭转吸振组件与固定环的爆炸示意图；

图5示出了本发明实施例的扭转吸振组件的爆炸示意图。

附图标记说明：1、固定环；2、轴向吸振组件；3、扭转吸振组件；11、平整面；12、第一连接孔；13、配重孔；14、第二连接孔；21、第一连接板；211、第一通孔；22、第一悬臂板；221、第一长槽；23、第一质量块；231、第一固定孔；232、第一螺纹孔；24、连接螺栓；25、第一螺栓；31、第二连接板；311、第二通孔；32、第二悬臂板；321、第二长槽；33、第二质量块；331、第二固定孔；332、第二螺纹孔；34、紧固螺栓；35、第二螺栓。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1，本发明公开了一种多自由度振动消减装置，包括套设在轴上的固定环1，固定环1的外壁上设有多个轴向吸振组件2和多个扭转吸振组件3，轴向吸振组件2用于吸收轴向的振动，扭转吸振组件3用于吸收扭转振动。多个轴向吸振组件2和多个扭转吸振组件3交替设置在固定环1的外壁上。

轴向吸振组件2和扭转吸振组件3的数量不限，本方案中优选4组轴向吸振组件2和4组扭转吸振组件3，4组轴向吸振组件2两两一组，关于固定环1的轴心线对称设置；4组扭转吸振组件3两两一组，关于固定环1的轴心线对称设置。

参照图1和图2，轴向吸振组件2和扭转吸振组件3的形状和组成相同，仅相对于固定环1的设置方位不同。轴向吸振组件2包括第一质量块23、第一悬臂板22和与固定环1外壁连接的第一连接板21，第一连接板21固定在固定环1的外壁上，固定方式为焊接或螺栓连接，本方案中优选为螺栓连接。具体的，固定环1的外壁上设有平整面11，第一连接板21的底壁与平整面11贴合，第一连接板21为方形板，第一连接板21上均匀开设有4个第一通孔211，平整面11的底部开设有与第一通孔211位置对应的第一连接孔12，第一连接孔12为螺纹孔，在第一连接板21上还设有4个与第一通孔211一一对应的连接螺栓24，连接螺栓24的螺纹端穿过第一通孔211并与固定环1上的第一连接孔12螺纹连接，从而将第一连接板21固定在固定环1的外壁上。

参照图2和图3，第一悬臂板22为方形板，垂直于第一连接板21设置，且其一端焊接在第一连接板21上，当然，第一悬臂板22和第一连接板21也可以为一体成型。第一质量块23设置在第一悬臂板22的另一端。第一悬臂板22所在的平面与固定环1的中心轴线垂直设置，这样，在轴向吸振组件2振动时，其方向为沿着轴向振动，进而可以对轴向起到吸振的作用。

第一质量块23的数量优选为两块，两块第一质量块23从第一悬臂板22的两端分别夹住第一悬臂板22，轴向吸振组件2还包括第一螺栓25，第一螺栓25将两块第一质量块23固定。具体的，其中一个第一质量块23上设有第一固定孔231，另一个第一质量块23上设有第一螺纹孔232，第一螺栓25的螺纹端依次穿过第一固定孔231和第一悬臂板22，并与第一螺纹孔232以螺纹连接，从而将两块第一质量块23固定在第一悬臂板22上。

其中，为了便于调整第一质量块23的位置，在第一悬臂板22的端部还开设有第一长槽221，第一长槽221沿着第一悬臂板22的长度方向设置，第一螺栓25穿过第一长槽221内，当需要调节第一质量块23的位置时，将第一螺栓25松开，第一质量块23沿着第一长槽221的方向滑动，远离或靠近固定环1，从而改变悬臂的刚度，实现吸振频率的调节。

参照图1，在固定环1的侧壁上还开设有若干配重孔13，配重孔13为螺纹孔，配重孔13的数量优选为36个，36个配重孔13关于固定环1的轴线等角度设置，用于调节轴系的动平衡。

参照图1和图4，扭转吸振组件3包括第二质量块33、第二悬臂板32和与固定环1外壁连接的第二连接板31，第二连接板31固定在固定环1的外壁上，固定方式为焊接或螺栓连接，本方案中优选为螺栓连接。具体的，固定环1的外壁上设有平整面11，第二连接板31的底壁与平整面11贴合，第二连接板31为方形板，第二连接板31上均匀开设有4个第二通孔311，平整面11的底部开设有与第二通孔311位置对应的第二连接孔14，第二连接孔14为螺纹孔，在第二连接板31上还设有4个与第二通孔311一一对应的紧固螺栓34，紧固螺栓34的螺纹端穿过第二通孔311并与固定环1上的第二连接孔14螺纹连接，从而将第二连接板31固定在固定环1的外壁上。

参照图4和图5，第二悬臂板32为方形板，垂直于第二连接板31设置，且其一端焊接在第二连接板31上，当然，第二悬臂板32和第二连接板31也可以为一体成型。第二质量块33设置在第二悬臂板32的另一端。第二悬臂板32所在的平面与固定环1的中心轴线平行设置，这样，在扭转吸振组件3振动时，其方向为沿着周向振动，进而可以对扭转起到吸振的作用。

第二质量块33的数量优选为两块，两块第二质量块33从第二悬臂板32的两端分别夹住第二悬臂板32，扭转吸振组件3还包括第二螺栓35，第二螺栓35将两块第二质量块33固定。具体的，其中一个第二质量块33上设有第二固定孔331，另一个第二质量块33上设有第二螺纹孔332，第二螺栓35的螺纹端依次穿过第二固定孔331和第二悬臂板32，并与第二螺纹孔332以螺纹连接，从而将两块第二质量块33固定在第二悬臂板32上。

其中，为了便于调整第二质量块33的位置，在第二悬臂板32的端部还开设有第二长槽321，第二长槽321沿着第二悬臂板32的长度方向设置，第二螺栓35穿过第二长槽321内，当需要调节第二质量块33的位置时，将第二螺栓35松开，第二质量块33沿着第二长槽321的方向滑动，远离或靠近固定环1，从而改变悬臂的刚度，实现吸振频率的调节。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多自由度振动消减装置，其特征在于：包括：

固定环(1)；

至少一个轴向吸振组件(2)，所述轴向吸振组件(2)包括第一质量块(23)、第一悬臂板(22)和与固定环(1)外壁连接的第一连接板(21)，所述第一悬臂板(22)连接第一质量块(23)和第一连接板(21)，所述第一悬臂板(22)所在平面与所述固定环(1)的中心轴线垂直设置；

至少一个扭转吸振组件(3)，所述扭转吸振组件(3)包括第二质量块(33)、第二悬臂板(32)和与固定环(1)外壁连接的第二连接板(31)，所述第二悬臂板(32)连接第二质量块(33)和第二连接板(31)，所述第二悬臂板(32)所在平面与所述固定环(1)的中心轴线平行设置。

2.根据权利要求1所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述固定环(1)的外壁设有多个平整面(11)，所述第一连接板(21)和第二连接板(31)均设置在对应的平整面(11)上。

3.根据权利要求1或2所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：第一质量块(23)的数量为两块，两块所述第一质量块(23)从第一悬臂板(22)的两端分别夹住所述第一悬臂板(22)。

4.根据权利要求1或2所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：第二质量块(33)的数量为两块，两块所述第二质量块(33)从第二悬臂板(32)的两端分别夹住所述第二悬臂板(32)。

5.根据权利要求3所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述轴向吸振组件(2)还包括将两块第一质量块(23)连接的第一螺栓(25)。

6.根据权利要求4所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述扭转吸振组件(3)还包括将两块第二质量块(33)连接的第二螺栓(35)。

7.根据权利要求5所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述第一悬臂板(22)的端部设有供第一螺栓(25)穿设的第一长槽(221)。

8.根据权利要求6所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述第二悬臂板(32)的端部设有供第二螺栓(35)穿设的第二长槽(321)。

9.根据权利要求1所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述轴向吸振组件(2)和扭转吸振组件(3)在固定环(1)的周向上交替设置。

10.根据权利要求1所述的多自由度振动消减装置，其特征在于：所述固定环(1)的侧壁上还设有配重孔(13)。

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