CN204344778U - 带浮动环的磁阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带浮动环的磁阻尼器，它包括：壳体；内轴颈，所述内轴颈包括内环和径向可摆动的固定支架，内环固定安装在固定支架的外壁上，所述的固定支架内用于可旋转地支承转子轴系，并且固定支架的一端通过其上装有的弹性轴固定，所述内环具有多个内导电绝磁环和多个内磁环，并且内导电绝磁环和内磁环在内环的轴向上呈并列交替布置状；浮动环，所述浮动环和内环同轴安装，并且浮动环设置在内环的外围，浮动环具有多个浮动导电绝磁环和多个浮动磁环，浮动导电绝磁环和浮动磁环在浮动环的轴向上也呈并列交替布置状。本实用新型能够有效改善刚度与阻尼随着转子偏心率的增大而呈现出的强非线性特性的现象，使之更适合高速工况下工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带浮动环的磁阻尼器，是一种针对高速旋转机械（如离心机、涡轮机、储能飞轮等）中关键零部件转子进行径向支承及减振的装置，属于设备制造技术领域。
背景技术
目前，为了确保轴系能稳定、高效地运转，在离心机、涡轮机、储能飞轮等各种高速旋转机械中，常需要在轴系中引入阻尼器装置。
常见的挤压油膜阻尼器所能提供的刚度与阻尼可表示为（以短轴承近似理论为例）：刚度系数，阻尼系数，由公式可知，阻尼器的刚度与阻尼系数的大小，随着转子偏心率ε(或偏心距)的增大，而呈现出很强的非线性特性，这种强非线性特性会引起转子系统的双稳态响应和低频进动等问题，从而使转子—阻尼器系统遭到损坏。
因此，一种能够改善阻尼与刚度系数随转子偏心率变化强非线性特的阻尼器将有着重要的工业应用价值。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种带浮动环的磁阻尼器，它能够有效改善刚度与阻尼随着转子偏心率的增大而呈现出的强非线性特性的现象，使之更适合高速工况下工作。
本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是：一种带浮动环的磁阻尼器，它包括：
壳体；
内轴颈，所述内轴颈包括内环和径向可摆动的固定支架，内环固定安装在固定支架的外壁上，所述的固定支架内用于可旋转地支承转子轴系，并且固定支架的一端通过其上装有的弹性轴固定，所述内环具有多个内导电绝磁环和多个内磁环，并且内导电绝磁环和内磁环在内环的轴向上呈并列交替布置状；
浮动环，所述浮动环和内环同轴安装，并且浮动环设置在内环的外围，浮动环具有多个浮动导电绝磁环和多个浮动磁环，浮动导电绝磁环和浮动磁环在浮动环的轴向上也呈并列交替布置状，浮动磁环和内磁环均径向充磁，浮动磁环和内磁环相对的一面为同性磁极，所述浮动环可移动地设置于壳体内；在所述的浮动环和内环中，至少一个浮动磁环与内磁环呈径向相对设置，至少一个浮动磁环与内导电绝磁环呈径向相对设置，和/或至少一个浮动导电绝磁环与内磁环呈径向相对设置。
进一步为了能够有效降低浮动环移动时带来的摩擦力，所述的壳体的底部设置有环形槽，并且环形槽内安装有多个球形滚珠，所述的浮动环放置在多个球形滚珠上。
进一步，所述的浮动环具有两个浮动导电绝磁环和两个浮动磁环，所述的内环具有三个内磁环和两个内导电绝磁环，最上端的浮动磁环的高度等于最上端的内磁环和内导电绝磁环的高度之和。
进一步为了增加电涡流的效益以便很好地加大阻尼效果，壳体由导电的非导磁材料制成。
进一步，壳体由铝合金材料制成。
进一步，固定支架由不锈钢或铝合金材料制成。
进一步，弹性轴由不锈钢材料制成。
进一步，壳体与浮动磁环的外圈之间设置有弹性阻尼件。
进一步，弹性阻尼件为金属网或粉末冶金环。
进一步，浮动导电绝磁环和/或内导电绝磁环由黄铜材料制成。
采用了上述技术方案后，工作时，由固定支架及其上安装的径向充磁的内磁环及内导电绝磁环组成了只能摆动而不能转动的内轴颈，当转子轴系振动时，带动内轴颈摆动，根据同性相斥的原理，浮动环（由径向充磁的浮动磁环及浮动导电绝磁环组成）便在内轴颈上内磁环的斥力作用下移动，使得浮动环左、右两侧的磁感应响度发生较大的变化，浮动导电绝磁环、内导电绝磁环，甚至是导电的壳体就会产生电涡流来消耗转子轴系多余的能量，由此形成了一个涡流阻尼器；另一方面，浮动磁环也会给内轴颈一个反作用斥力，该力与均布的弹性轴共同为转子轴系提供正常运行所必须的径向支承刚度，这样就能够有效改善刚度与阻尼随着转子偏心率的增大而呈现出的强非线性特性的现象，使之更适合高速工况下工作。
附图说明
图1为本实用新型的带浮动环的磁阻尼器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种带浮动环的磁阻尼器，它包括：
壳体7；
内轴颈，内轴颈包括内环和径向可摆动的固定支架8，内环固定安装在固定支架8的外壁上，固定支架8内用于通过滚动轴承2可旋转地支承转子轴系3，并且固定支架8的一端通过其上装有的弹性轴4固定，内环具有多个内导电绝磁环10和多个内磁环1，并且内导电绝磁环10和内磁环1在内环的轴向上呈并列交替布置状；
浮动环，浮动环和内环同轴安装，并且浮动环设置在内环的外围，浮动环具有多个浮动导电绝磁环6和多个浮动磁环5，浮动导电绝磁环6和浮动磁环5在浮动环的轴向上也呈并列交替布置状，浮动磁环5和内磁环1均径向充磁，浮动磁环5和内磁环1相对的一面为同性磁极，所述浮动环可移动地设置于壳体7内；在所述的浮动环和内环中，至少一个浮动磁环5与内磁环1呈径向相对设置，至少一个浮动磁环5与内导电绝磁环10呈径向相对设置，和/或至少一个浮动导电绝磁环6与内磁环1呈径向相对设置。
如图1所示，壳体7的底部设置有环形槽，并且环形槽内安装有多个球形滚珠9，浮动环放置在多个球形滚珠9上。
浮动环具有两个浮动导电绝磁环6和两个浮动磁环5，内环具有三个内磁环1和两个内导电绝磁环10，最上端的浮动磁环5的高度等于最上端的内磁环1和内导电绝磁环10的高度之和。
壳体7由导电的非导磁材料制成，譬如，铝合金（牌号为2A13），但不限于此，也可以采用非导电的非导磁材料制成，以减小磁阻尼系数。
固定支架5由不锈钢（牌号为1Cr18Ni9Ti）或铝合金（牌号为2A13）材料制成，当不限于此。
弹性轴4由不锈钢材料制成，牌号为1Cr18Ni9Ti，但不限于此。
壳体7与浮动磁环5的外圈之间也可设置有弹性阻尼件。
弹性阻尼件为金属网或粉末冶金环。
浮动导电绝磁环6和/或内导电绝磁环10由黄铜材料制成。
内磁环1、浮动磁环5等零件的材料均为Nd-Fe-B，牌号N40，采用径向充磁，该零件可在专业厂家定做；球形滚珠8、滚动轴承3均可在市场购买。
本实用新型还可以沿轴向增加磁环及绝磁环的数量，来提高径向支承的刚度及阻尼能力。
本实用新型的工作原理如下：
工作时，由固定支架8及其上安装的径向充磁的内磁环1及内导电绝磁环10组成了只能摆动而不能转动的内轴颈，当转子轴系3振动时，带动内轴颈摆动，根据同性相斥的原理，浮动环（由径向充磁的浮动磁环5及浮动导电绝磁环6组成）便在内轴颈上内磁环1的斥力作用下移动，使得浮动环左、右两侧的磁感应响度发生较大的变化，浮动导电绝磁环6、内导电绝磁环10，甚至是导电的壳体7就会产生电涡流来消耗转子轴系多余的能量，由此形成了一个涡流阻尼器；另一方面，浮动磁环5也会给内轴颈一个反作用斥力，该力与均布的弹性轴4共同为转子轴系提供正常运行所必须的径向支承刚度，这样就能够有效改善刚度与阻尼随着转子偏心率的增大而呈现出的强非线性特性的现象，使之更适合高速工况下工作。
浮动环由于可以移动，减缓了内轴颈与浮动环之间的间隙变化，因而使得该装置提供的刚度与阻尼系数随转子偏心率变化强非线性特征得到有效的改善。
磁环只摆动而不转动，避免了磁环在高速转动时由离心力带来的环向拉应力作用而遭到损坏，使之更适合高速工况下工作。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种带浮动环的磁阻尼器，它包括：
壳体（7）；
内轴颈，所述内轴颈包括内环和径向可摆动的固定支架（8），内环固定安装在固定支架（8）的外壁上，所述的固定支架（8）内用于可旋转地支承转子轴系（3），并且固定支架（8）的一端通过其上装有的弹性轴（4）固定，所述内环具有多个内导电绝磁环（10）和多个内磁环（1），并且内导电绝磁环（10）和内磁环（1）在内环的轴向上呈并列交替布置状；
浮动环，所述浮动环和内环同轴安装，并且浮动环设置在内环的外围，浮动环具有多个浮动导电绝磁环（6）和多个浮动磁环（5），浮动导电绝磁环（6）和浮动磁环（5）在浮动环的轴向上也呈并列交替布置状，浮动磁环（5）和内磁环（1）均径向充磁，浮动磁环（5）和内磁环（1）相对的一面为同性磁极，所述浮动环可移动地设置于壳体（7）内；在所述的浮动环和内环中，至少一个浮动磁环（5）与内磁环（1）呈径向相对设置，至少一个浮动磁环（5）与内导电绝磁环（10）呈径向相对设置，和/或至少一个浮动导电绝磁环（6）与内磁环（1）呈径向相对设置。
2.根据权利要求1所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的壳体（7）的底部设置有环形槽，并且环形槽内安装有多个球形滚珠（9），所述的浮动环放置在多个球形滚珠（9）上。
3. 根据权利要求1或2所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的浮动环具有两个浮动导电绝磁环（6）和两个浮动磁环（5），所述的内环具有三个内磁环（1）和两个内导电绝磁环（10），最上端的浮动磁环（5）的高度等于最上端的内磁环（1）和内导电绝磁环（10）的高度之和。
4.根据权利要求1或2所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述壳体（7）由导电的非导磁材料制成。
5.根据权利要求4所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的壳体（7）由铝合金材料制成。
6.根据权利要求1或2所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述固定支架（8）由不锈钢或铝合金材料制成。
7.根据权利要求1或2所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的弹性轴（4）由不锈钢材料制成。
8.根据权利要求1或2所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的壳体（7）与浮动磁环（5）的外圈之间设置有弹性阻尼件。
9.根据权利要求8所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的弹性阻尼件为金属网或粉末冶金环。
10.根据权利要求1所述的带浮动环的磁阻尼器，其特征在于：所述的浮动导电绝磁环（6）和/或内导电绝磁环（10）由黄铜材料制成。
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| CN201420822748.5U CN204344778U (zh) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | 带浮动环的磁阻尼器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104455143A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-03-25 | 江苏理工学院 | 带浮动环的磁阻尼器 |
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