[发明专利]轴系扭振异向振动控制方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及的是一种轴系扭振异向振动控制方法，属于动力工程领域。

（二）背景技术

在动力工程领域中，多机并车是一种经济的增加功率方法，V型机的应用越来越广泛。这些系统均存在含对称结构的轴系扭振系统，由于含对称结构的轴系扭振存在异向振动，容易造成剧烈振动，给结构的安全带来危害。

李渤仲是我国研究对称结构异向振动问题的第一人，上世纪70年代中期，他带领的团队就发表了系列论文对对称结构在非对称激励下的振动（即偏振）进行了深入研究（文献【1】李渤仲等.V型发动机的偏振问题（上、下）.内燃机[J]，1975:39-58；文献【2】李渤仲,陈之炎,张金兴.V型发动机的偏振问题.内燃机工程[J],1982（2）:37-70页）。李渤仲等人研究的重点是如何进行重根以及振型的计算，讨论了V型发动机的凸轮轴轴系的偏振是由于非对称激励所造成的，提出了通过改进供油激励来消除偏振的方法。

赵信华、谢训等（文献【3】谢训.多分支系统扭转振动问题的研究[C].七一一研究所第二届学术交流论文集,上海,1988:494-513页.）针对柴油机双机并车轴系复杂、运行工况多但有其特有的扭振性能的特点，以典型的双机并车轴系为例，对这类轴系在扭转振动方面的特性作出了研究和分析。指出了两分支对称系统扭转振动固有频率有重根的现象，并给出了两分支对称轴系同向振动与异向振动的概念。该文献提供的避开方法是将柴油机运行转速与异向振动的转速错开。

同心对称减速装置由于功率密度大一直倍受欢迎，但是对称轴系结构带来的异向振动限制了该类型减速器的发展。美国在上世纪五十年代就发现了斜齿轮传动系统中如含有对称轴系结构（文献【4】W.Ker Wilson.Practical Solution of Torsional Vibration Problems,Vol(1).1956:P357-358），分支系统会有类似滚振现象出现，造成减速系统的破坏；这实质上是异向振动的共振表现，通过转速规避可以控制异向振动的出现。在高速传动系统中，原动机转速从零上升至额定转速，如果同心对称减速装置异向振动的频率不能避开原动机转速范围，就无法使用该类装置，整个传动系统也很难实现高功率密度。

上世纪后期人们发现异向振动以及偏振带来的危害不可忽视时，探求异向振动以及偏振的形成机理是当务之急，由于当时计算机水平、数值计算水平以及仪器测试水平的限制，当年的研究都是研究如何进行计算并验证计算结果的正确性，研究何种激励导致偏振，如何调整激励特性。

随着计算机水平以及数值计算水平的提高，现在已经可以清楚看出，异向振动是含对称结构的扭振系统的固有特性，当对称结构受到非对称激励时就会形成偏振。

（三）发明内容

本发明的目的在于提供异向振动控制方法，一种方法是将对称结构变成非对称结构，从根本上消除异向振动；另一种是针对同心对称齿轮系统，采用调整载荷方法改变啮合刚度进而改变扭转刚度，调开异向振动的固有频率达到控制异向振动的目的。

本发明的目的是这样实现的：

对于双机并车以及V型发动机结构的轴系扭振系统，通过改变轴系惯量或者加装不同的扭振减振器，将原有的对称结构变成非对称结构，可以消除原有系统的固有频率出现重根现象，彻底消除了轴系扭振的异向振动。

在同心对称齿轮系统中，由于无法进行结构的改动，无法将对称结构变为非对称结构。但在啮合过程中，轮齿的啮合刚度是分支结构扭转刚度的主要影响因素，采用调整载荷方法改变啮合刚度进而改变扭转刚度，调开异向振动的固有频率达到控制异向振动的目的。

本发明的优点主要体现在：

1、本发明可以根据实际轴系的情况，通过把对称轴系变为非对称轴系，彻底避免了异向振动。

2、在同心对称齿轮系统中，采用调整载荷方法改变啮合刚度进而改变扭转刚度，调开异向振动的固有频率达到控制异向振动的目的。这种方法不需要对结构进行改动，简便易行。

本发明的特点是，以工程上最方便以及经济的方式控制异向振动的发生，一种方法是将对称结构变成非对称结构，从根本上消除异向振动；另一种是针对同心对称齿轮系统，采用调载方法改变啮合刚度进而改变扭转刚度，调开异向振动的固有频率达到控制异向振动的目的。

（四）附图说明

图1是方法结构图。

（五）具体实施方式

本发明包括改变对称结构和改变拟合系统负荷两种方法。