[发明专利]一种消除机械设备振动力矩的对转平衡方法及其平衡结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除机械设备振动力矩的对转平衡方法及其结构。

背景技术

对于运转中有转速波动的机械设备，特别是如柴油机、汽油机、压缩机等往复机械，这类机器的作用或负荷每转中都会有数次周期的幅值变化，因而发生旋转部件转速的波动，转速波动造成了机组本身的振动。其它机械设备，如电机、风机等也有如此现象，只是通常较轻微。在现有技术中，通常采用增加缸数、加装惯性飞轮、扭振减振器等手段，来减小每转中的转速脉动，以达到到减小机组的振动的目的。

然而，现有技术很难有效地降低转速波动机组的振动。这是因为，现有技术忽略了旋转角加速度振动力矩不平衡的影响，以致造成一些转速波动较大的设备的振动偏大。振动力矩是一种以力矩方式激励机械设备产生振动的激励源。

图1示出了变转速旋转部件的力矩对机体振动的激励。如图所示，对旋转部件a上施加力矩Ma(t)，Ma(t) =Ja * Ea(t)，其中Ja为旋转部件a的转动惯量Ja，Ea(t)为旋转部件的角加速度。反作用力矩Mar(t)同时反作用于施加力矩的相对的对象上。通常对旋转部件施加力矩的其它对象是设备的机体，这个反作用施加的力矩Mar(t)就对设备的机体进行振动激励。

现有的运转的机械设备，由于输入或输出的波动，导致旋转部件的转速产生波动，因此或多或少存在着引起设备振动的不平衡力矩；特别是往复式发动机、压缩机等转速波动较大的设备，它的不平衡力矩对设备的振动激励更大。但是，由于不平衡力矩与其它振动激励源共生，并且未被人们重视，因此很少有对不平衡旋转力矩振动机理的研究。从机体的振动分析，现有的减振技术对不平衡旋转振动力矩控制基本无效或效果不理想，这是因为作用在机体上的旋转振动力矩没有得到有效的消除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种消除机械设备振动力矩的对转平衡方法及其对转平衡结构，其能从源头上平衡因转动部件角加速度导致机组振动的转动力矩。

本发明公开了一种消除机械设备振动力矩的对转平衡方法，该机械设备包括固定的机体和对机体产生振动力矩的运动部件；该对转平衡方法包括：

将所述的运动部件设置成第一运动组件和第二运动组件，所述的第一运动组件包括安装在所述机体上的第一转动轴以及设置在所述第一转动轴上的若干部件，所述的第二运动组件包括第二转动轴以及设置在所述第二转动轴上的若干部件，所述第二转动轴的旋转方向与第一转动轴的旋转方向相反；

使第一运动组件作用在机体上的合力矩与第二运动组件作用在机体上的合力矩相互平衡。

上述的对转平衡方法，其中，使第一运动组件作用在机体上的合力矩与第二运动组件作用在机体上的合力矩相互平衡是通过调整第一运动组件和/或第二运动组件的转动惯量来实现。

上述的对转平衡方法，其中，设置在第一转动轴上的若干部件包括安装在第一转动轴上的第一齿轮，设置在第二转动轴上的若干部件包括安装在第二转动轴上的第二齿轮；第一齿轮与第二齿轮相互啮合。

上述的对转平衡方法，其中，第一转动轴和第二转动轴的转速相等；设置在第一转动轴上的若干部件包括安装在第一转动轴上的第一飞轮，设置在第二转动轴上的若干部件包括安装在第二转动轴上的第二飞轮； 第一飞轮和第二飞轮均具有一偏心质量，且该第一飞轮和第二飞轮的偏心质量相等。

本发明还公开了一种消除机械设备振动力矩的对转平衡结构，包括一机械设备，该机械设备包括固定的机体和对机体产生振动力矩的运动部件，其特点是， 

所述的运动部件包括第一运动组件和第二运动组件，第一运动组件包括安装在机体上的第一转动轴以及设置在第一转动轴上的若干部件，第二运动组件包括第二转动轴以及设置在第二转动轴上的若干部件，第二转动轴的旋转方向与第一转动轴的旋转方向相反；

第一运动组件作用在机体上的合力矩与第二运动组件作用在机体上的合力矩相互平衡。

上述的对转平衡结构，其中，设置在第一转动轴上的若干部件包括安装在第一转动轴上的第一齿轮，设置在第二转动轴上的若干部件包括安装在第二转动轴上的第二齿轮；第一齿轮与第二齿轮相互啮合。

上述的对转平衡结构，其中，第一转动轴和第二转动轴的转速相等；设置在第一转动轴上的若干部件包括安装在第一转动轴上的第一飞轮，设置在第二转动轴上的若干部件包括安装在第二转动轴上的第二飞轮； 第一飞轮和第二飞轮均具有一偏心质量，且该第一飞轮和第二飞轮的偏心质量相等。

上述的对转平衡结构，其中，第一转动轴为曲轴，设置在第一转动轴上的若干部件包括连杆和活塞。