CN116696986A - 一种基于电磁感应的轴系阻尼环 - Google Patents
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Abstract
一种基于电磁感应的轴系阻尼环，涉及阻尼装置领域。基于电磁感应的轴系阻尼环包括从内至外依次套设于轴系外壁的感应导体、铁芯和磁轭及用于支撑磁轭的基座，铁芯和磁轭之间设有多个沿轴系长度方向间隔布置的纵向线圈基座；感应导体的一端连接有感应环，铁芯靠近感应环的一端连接有铁环，感应环和铁环之间设有多个沿轴系周向间隔布置的横向线圈。本申请提供的基于电磁感应的轴系阻尼环能够通过调节纵向线圈和横向线圈中电流的大小和方向来改变轴系在轴向及径向上受到的电磁阻尼力，起到抑制轴系轴向及径向振动峰值的效果，从而有效的减小轴系振动对设备的危害。
Description
技术领域
本申请涉及阻尼装置领域，具体而言，涉及一种基于电磁感应的轴系阻尼环。
背景技术
轴系在运行过程中由于非定常力激励、轴系不对中、制造材料不均匀等多种因素会不可避免地产生横向及纵向振动，严重的轴系振动对设备的危害极大，会产生以下后果如：严重的横向振动会导致轴出现疲劳破坏事故、造成轴承磨损、密封装置损坏和结构局部振动等故障；严重的轴系纵向振动将会导致曲柄销产生非常大的弯曲应力和拉压应力，而使传动齿轮轮齿产生过大的附加弯曲负荷、加速齿面磨损，造成轴承产生附加交变负荷影响其使用寿命等。因此轴系减振及监测研究一直是国内外研究的重点。
目前主要采用两种方法来减小轴系振动：一是被动式减振，如采用弹性联轴器、减振器以及动力吸振器等装置；二是主动减振，采用电磁作动器、磁力轴承等装置。被动式减振方式已大量应用并取得了一定效果，但其减振频带固定、适应性不强，无法适应复杂多变的轴系运行环境，而用于轴系振动的主动控制技术尚均处于原理研究阶段，其有效性、安全性与可靠性尚未得到保证。
发明内容
本申请的目的在于提供一种基于电磁感应的轴系阻尼环，其能够通过调节纵向线圈和横向线圈中电流的大小和方向来改变轴系在轴向及径向上受到的电磁阻尼力，起到抑制轴系轴向及径向振动峰值的效果，从而有效的减小轴系振动对设备的危害。
本申请是这样实现的：
本申请提供一种基于电磁感应的轴系阻尼环，其包括从内至外依次套设于轴系外壁的感应导体、铁芯和磁轭及用于支撑磁轭的基座，铁芯和磁轭之间设有多个沿轴系长度方向间隔布置的纵向线圈基座；感应导体的一端连接有感应环，铁芯靠近感应环的一端连接有铁环，感应环和铁环之间设有多个沿轴系周向间隔布置的横向线圈。
在一些可选的实施方案中，磁轭的内壁凸起形成多个沿轴系长度方向间隔布置的环形的凸环，磁轭内壁、凸环和铁芯之间围合形成容纳纵向线圈的腔体。
在一些可选的实施方案中，铁环的外壁凸起形成多个沿轴系周向间隔布置的环形的凸块，铁环外壁、凸块和感应环之间围合形成容纳横向线圈的腔体。
在一些可选的实施方案中，两个相邻纵向线圈的绕制方向相反。
在一些可选的实施方案中，两个相邻横向线圈的绕制方向相反。
在一些可选的实施方案中，磁轭由顺磁材料制成。
本申请的有益效果是：本申请提供的基于电磁感应的轴系阻尼环包括从内至外依次套设于轴系外壁的感应导体、铁芯和磁轭及用于支撑磁轭的基座，铁芯和磁轭之间设有多个沿轴系长度方向间隔布置的纵向线圈基座；感应导体的一端连接有感应环，铁芯靠近感应环的一端连接有铁环，感应环和铁环之间设有多个沿轴系周向间隔布置的横向线圈。本申请提供的基于电磁感应的轴系阻尼环能够通过调节纵向线圈和横向线圈中电流的大小和方向来改变轴系在轴向及径向上受到的电磁阻尼力，起到抑制轴系轴向及径向振动峰值的效果，从而有效的减小轴系振动对设备的危害。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的基于电磁感应的轴系阻尼环的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的基于电磁感应的轴系阻尼环的剖视结构示意图；
图3为本申请实施例提供的基于电磁感应的轴系阻尼环的感应导体的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的基于电磁感应的轴系阻尼环的铁芯的剖视结构示意图；
图5为本申请实施例提供的基于电磁感应的轴系阻尼环的磁轭的剖视结构示意图。
图中：100、基座；110、感应导体；111、感应环；120、铁芯；121、铁环；122、凸块；130、磁轭；131、凸环；140、纵向线圈；150、横向线圈；200、轴系；210、轴承座。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的基于电磁感应的轴系阻尼环的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例提供一种基于电磁感应的轴系阻尼环，用于对两端可旋转地穿过两个轴承座210的轴系200进行减振处理；该基于电磁感应的轴系阻尼环包括套设于轴系200上的筒形的感应导体110、套设于感应导体110外壁的筒形的铁芯120、套设于铁芯120外壁的筒形的磁轭130及顶部用于支撑磁轭130的基座100，磁轭130由顺磁材料制成，磁轭130的内壁凸起形成八个沿轴系200长度方向间隔布置的环形的凸环131，磁轭130内壁、八个凸环131和铁芯120外壁之间分别围合形成七个环形的第一腔体，每个第一腔体内绕设有一个纵向线圈140，两个相邻纵向线圈140的绕制方向相反。
感应导体110的一端连接有侧面抵压磁轭130一端端面的感应环111，铁芯120靠近感应环111的一端连接有铁环121，铁环121的外壁凸起形成八个沿轴系200周向间隔布置的环形的凸块122，铁环121外壁、凸块122和感应环111之间围合形成八个扇环形的第二腔体，每个第二腔体内绕设有一个横向线圈150，两个相邻横向线圈150的绕制方向相反。
本申请实施例提供的基于电磁感应的轴系阻尼环通过在轴系200外壁从内至外依次套设感应导体110、铁芯120及磁轭130，并在磁轭130和铁芯120之间设置沿轴系200轴向间隔布置的纵向线圈140，在感应导体110一端连接的感应环111和铁芯120一端连接的铁环121之间设置沿轴系200周向间隔布置横向线圈150，根据安倍定则，纵向线圈140通电时会在在磁轭130及凸环131处形成沿轴系200径向的空间磁场，横向线圈150通电时产生的空间磁场向为沿轴系200的轴线方向，当轴系200发生沿轴向和纵向的振动时，使感应导体110切割纵向线圈140产生的磁场，并使感应导体110内部形成感应涡流，感应涡流在磁场中所受到的安倍力会阻碍轴系200的纵向振动；同理当轴系200发生横向振动时，感应导体110一端的感应环111会切割横向线圈150产生的磁场，感应导体110内部同样会形成感应涡流从而阻碍轴系200的横向振动，从而在轴系200运行过程中发生振动时，通过纵向线圈140和横向线圈150产生磁场形成的电磁阻尼力有效抑制轴系200横向以及纵向振动幅值，减小轴系200振动对设备可能产生的危害。
其中，磁轭130内壁、凸环131和铁芯120外壁之间分别围合形成的第一腔体内绕设有纵向线圈140，铁环121外壁、凸块122和感应环111之间围合形成第二腔体内绕设有横向线圈150，能够利用凸环131在磁轭130内壁形成锯齿形空间容纳交替绕制的纵向线圈140，并利用铁环121外壁凸设凸块122分隔形成扇环形空间容纳交替绕制的横向线圈150，从而在有限空间内形成较强的磁场，实现小驱动电流产生大阻尼力。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (6)
1.一种基于电磁感应的轴系阻尼环，其特征在于，其包括从内至外依次套设于所述轴系外壁的感应导体、铁芯和磁轭及用于支撑所述磁轭的基座，所述铁芯和所述磁轭之间设有多个沿所述轴系长度方向间隔布置的纵向线圈；所述感应导体的一端连接有感应环，所述铁芯靠近所述感应环的一端连接有铁环，所述感应环和所述铁环之间设有多个沿所述轴系周向间隔布置的横向线圈。
2.根据权利要求1所述的基于电磁感应的轴系阻尼环，其特征在于，所述磁轭的内壁凸起形成多个沿所述轴系长度方向间隔布置的环形的凸环，所述磁轭内壁、所述凸环和所述铁芯之间围合形成容纳所述纵向线圈的腔体。
3.根据权利要求1所述的基于电磁感应的轴系阻尼环，其特征在于，所述铁环的外壁凸起形成多个沿所述轴系周向间隔布置的环形的凸块，所述铁环外壁、所述凸块和所述感应环之间围合形成容纳所述横向线圈的腔体。
4.根据权利要求1所述的基于电磁感应的轴系阻尼环，其特征在于，两个相邻所述纵向线圈的绕制方向相反。
5.根据权利要求1所述的基于电磁感应的轴系阻尼环，其特征在于，两个相邻所述横向线圈的绕制方向相反。
6.根据权利要求1所述的基于电磁感应的轴系阻尼环，其特征在于，所述磁轭由顺磁材料制成。
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