CN104500635A - 一种高速旋转轴系的减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速旋转轴系的减振装置，包括颗粒阻尼器壳体，颗粒阻尼器壳体内填充有颗粒，所述颗粒阻尼器壳体顶部的两侧分别安装有第一磁铁和与第一磁体极性相反的第二磁体，第一磁铁和第二磁铁下方固定安装有空心壳体，空心壳体内安装有轴承，轴承的内圈连接支撑圆柱体，支撑圆柱体内固定安装有铁芯，铁芯上缠绕有通电线圈，通电线圈与位于第一磁铁和第二磁铁中间的金属圈连接。本发明提供一种高速旋转轴系的减振装置，依靠电磁感应***产生的电流经过通电线圈生成磁场，颗粒受到的离心力被磁场力所抵消，以此消除了颗粒边缘化挤压现象，使其达到减振的最佳状态。

Description

一种高速旋转轴系的减振装置
技术领域
本发明涉及一种减振装置，尤其涉及一种针对高速旋转轴系的减振装置，属于减振降噪技术领域。
背景技术
动力传动轴系是一个多自由度的振动***，通过旋转传递扭矩并激励车体振动。这些振动不仅会大大的降低车辆的乘坐舒适性，而且会产生明显的外部噪音。在多种外部激励的作用下，如果这些激励产生的激励频率和传动轴系的固有频率十分接近时，会发生剧烈的共振，当这种振动达到一定程度的时候甚至会造成车辆零部件的疲劳破坏，会导致轴段断裂等重大事故。现有轴系减振器有粘性液式阻尼器和磁流变阻尼器等，这些阻尼器在工程应用中易产生老化现象，在复杂环境下易失效，例如专利号为CN85102692A提到的一种组合式减振器及其胶压工艺中使用的橡胶阻尼。
在近年来，颗粒阻尼技术得到了广泛关注，颗粒阻尼器具有结构简单，价格便宜等优点，目前已经应用航空航天等领域。但是颗粒阻尼减振装置对于高速旋转装置的减振效果较差，原因在于结构旋转时产生的离心力使得颗粒处于压实状态，极大的限制了颗粒的碰撞、摩擦耗能，导致颗粒阻尼器减振效果很差，例如专利号为CN101725656A提到的的一种空心轴系颗粒阻尼器。本专利可以解决旋转轴的振动问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高速旋转轴系的减振装置，依靠电磁感应***产生的电流经过通电线圈生成磁场，颗粒受到的离心力被磁场力所抵消，以此消除了颗粒边缘化挤压现象，使其达到减振的最佳状态。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种高速旋转轴系的减振装置，包括颗粒阻尼器壳体，颗粒阻尼器壳体内填充有颗粒，所述颗粒阻尼器壳体顶部的两侧分别安装有第一磁铁和与第一磁体极性相反的第二磁体，第一磁铁和第二磁铁下方固定安装有空心壳体，空心壳体内安装有轴承，轴承的内圈连接支撑圆柱体，支撑圆柱体内固定安装有铁芯，铁芯上缠绕有通电线圈，通电线圈与位于第一磁铁和第二磁铁中间的金属圈连接。
作为优选，所述通电线圈外设有吸热层。
作为优选，所述吸热层为环状结构，包含内环和外环，内环和外环之间填充有冷却液。
作为优选，所述内环和外环的材料为碳钢、塑料玻璃钢中的一种，冷却液为水或油。
作为优选，所述颗粒阻尼器壳体截面为圆形，颗粒阻尼器壳体的高度为30mm～200mm，高度与直径的比值取0.8～2。
作为优选，所述颗粒为的直径为0.8～3mm，颗粒在颗粒阻尼器壳体内的填充率为20％～80％。颗粒直径太小，颗粒间孔隙率很低，颗粒运动受到很大限制，不利于颗粒间产生碰撞和摩擦，颗粒直径太大碰撞效应增加，产生的噪声明显。颗粒在颗粒阻尼器壳体内的填充率为20％～80％，填充率过小，颗粒数量较少，相互之间碰撞和摩擦的机会减小；填充率过大，颗粒聚集在一起，限制了颗粒的运动，减少碰撞和摩擦机会。
作为优选，所述颗粒为钢球。
作为优选，所述支撑圆柱体的材料为玻璃或塑料。
本发明主要用于适应复杂环境的高速转动轴系的振动，如船舶传动轴系振动、发电机组传动轴系振动。
有益效果：本发明的高速旋转轴系的减振装置，具有以下优点：
1.位于上半层的颗粒在离心力的作用下逐渐靠向阻尼器的边缘，并且随着转速的增大，颗粒最终会大量挤压在边缘地带，颗粒截面形状呈V字形，此时在金属圈在旋转的磁场中不断的切割磁感线，金属圈中的磁通量发生变化的同时产生了感应电动势，在金属圈和漆包线组成的闭合回路中形成了定向电流，由漆包线组成的通电线圈产生了磁场，***的铁芯使得磁感应强度增大，在磁场力的作用下，铁芯附近的颗粒将会第一时间摆脱离心力的作用，逐渐向阻尼器中心靠拢，使得原来挤压在一起、混乱分布的颗粒会发生重组，颗粒的碰撞和摩擦几率逐渐增大，有效的增大了颗粒阻尼效果，达到了旋转轴减振的目的；
2.由于颗粒的碰撞和摩擦中有部分能量以热的形式消耗掉，通电线圈外部附着吸热层既可以吸收颗粒内部的热量，也可以吸收通电线圈的发热。
附图说明
图1为本发明的实施例的结构示意图；
图2为本发明高速转动时的颗粒运动状态图；
图3为本发明中空心壳体三维结构图；
其中：1、颗粒阻尼器壳体，2、第一磁铁，3、金属圈，4、空心壳体，5、轴承，6、支撑圆柱体，7、吸热层，8、线圈，9、铁芯，10、颗粒，11第二磁体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至图3所示，本发明的一种高速旋转轴系的减振装置，包括颗粒阻尼器壳体1，颗粒阻尼器壳体1内填充有颗粒，所述颗粒阻尼器壳体1顶部的两侧分别安装有第一磁铁2和与第一磁体极性相反的第二磁体11，第一磁铁2和第二磁铁下方固定安装有空心壳体4，空心壳体4内安装有轴承5，轴承5的内圈连接支撑圆柱体6，支撑圆柱体6内固定安装有铁芯9，铁芯9上缠绕有通电线圈8，通电线圈8与位于第一磁铁2和第二磁铁中间的金属圈3连接。
在本发明中，吸热层7为环状结构，包含内环和外环，内环和外环之间填充有冷却液，内环和外环的材料为碳钢，冷却液为水或油或者吸热层7的材料为玻璃钢，厚度为10mm，玻璃钢内注的液体为油。
在本发明中，颗粒阻尼器壳体1的截面形状为圆形，颗粒阻尼器壳体1中颗粒10填充率为50％，颗粒10为钢球，直径为2mm，颗粒阻尼器外壳1的高度为60mm，高度与直径的比值为1.2，线圈8选择铜质漆包线，导线直径为0.8mm，匝数为2500匝。
本发明在使用时，位于上半层的颗粒10在离心力的作用下逐渐靠向颗粒阻尼器壳体1的边缘，并且随着转速的增大，颗粒10最终会大量挤压在边缘地带，颗粒10截面形状呈V字形，此时在金属圈3在旋转的磁场中不断的切割磁感线，金属圈3中的磁通量发生变化的同时产生了感应电动势，在金属圈3和通电线圈8组成的闭合回路中形成了定向电流，在通电线圈8产生了磁场，***的铁9芯使得磁感应强度增大，在磁场力的作用下，铁芯9附近的颗粒10将会第一时间摆脱离心力的作用，逐渐向颗粒阻尼器壳体1中心靠拢，使得原来挤压在一起、混乱分布的颗粒10会发生重组，颗粒10的碰撞和摩擦几率逐渐增大，有效的增大了颗粒10阻尼效果，达到了旋转轴减振的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：包括颗粒阻尼器壳体，颗粒阻尼器壳体内填充有颗粒，所述颗粒阻尼器壳体顶部的两侧分别安装有第一磁铁和与第一磁体极性相反的第二磁体，第一磁铁和第二磁铁下方固定安装有空心壳体，空心壳体内安装有轴承，轴承的内圈连接支撑圆柱体，支撑圆柱体内固定安装有铁芯，铁芯上缠绕有通电线圈，通电线圈与位于第一磁铁和第二磁铁中间的金属圈连接。
2.根据权利要求1所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述通电线圈外设有吸热层。
3.根据权利要求2所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述吸热层为环状结构，包含内环和外环，内环和外环之间填充有冷却液。
4.根据权利要求3所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述内环和外环的材料为碳钢、塑料玻璃钢中的一种，冷却液为水或油。
5.根据权利要求4所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述颗粒阻尼器壳体截面为圆形，颗粒阻尼器壳体的高度为30mm～200mm，高度与直径的比值取0.8～2。
6.根据权利要求1所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述颗粒的直径为0.8～3mm，颗粒在颗粒阻尼器壳体内的填充率为20％～80％。
7.根据权利要求6所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述颗粒为钢球。
8.根据权利要求1所述的高速旋转轴系的减振装置，其特征在于：所述支撑圆柱体的材料为玻璃或塑料。
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