[发明专利]一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器

说明书

本发明属于振动噪声控制技术领域，具体涉及一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器。本发明的技术方案如下：一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器，包括吸振机构、变刚度机构和固定装置，所述吸振机构包括吸振质量块、线性弹簧、轴承一、轴承二和轴承支撑，所述变刚度机构包括变刚度杆、弹性联轴器和微型步进电机，所述固定装置包括几字形固定架、轴承三、电机支架和连接杆。本发明提供的带变刚度杆的转子系统动力吸振器属于一种半主动控制吸振器，使用方便，工作频率调整范围大，能耗小，可靠性高，效果显著。

技术领域

本发明属于振动噪声控制技术领域，具体涉及一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器。

背景技术

在航空、石油化工、能源、电力等关乎国民经济安全的重要领域，旋转机械作为动力或传动部件起着不可或缺的作用。转子系统作为旋转机械的核心部件对整机的稳定运行起着重要的作用。随着各行业对旋转机械的要求越来越高，高转速、大功率、高质量成为旋转机械发展的新趋势。旋转机械的转子系统往往存在着各种故障，如转子不平衡、不对中、弯曲、碰摩等。这些故障导致转子系统不可避免的存在着振动。振动过大往往会威胁旋转机械的稳定运行，严重时可导致停机甚至机毁人亡的重大事故。因此，采取策略对转子系统的振动进行有效地控制是保证设备安全、稳定运行的关键。

目前，变刚度是一种常用的振动控制方法。如采用磁流变弹性体(Magnetorheological elastomers,MERs)制成的减振机构可以通过控制输入电流的大小来控制系统振动。采用形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)设计的变刚度减振机构可以通过控制记忆合金的温度来改变转子系统的刚度，从而合理的避开临界转速区。然而这些方法也存在诸多缺陷，如磁路结构和加热系统复杂，人力物力消耗大等。

发明内容

本发明提供一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器，属于一种半主动控制吸振器，使用方便，工作频率调整范围大，能耗小，可靠性高，效果显著。

本发明的技术方案如下：

一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器，包括吸振机构、变刚度机构和固定装置，所述吸振机构包括吸振质量块、线性弹簧、轴承一、轴承二和轴承支撑，所述变刚度机构包括变刚度杆、弹性联轴器和微型步进电机，所述固定装置包括几字形固定架、轴承三、电机支架和连接杆；所述吸振质量块呈回字形，所述轴承支撑为正方形，所述轴承支撑通过四根所述线性弹簧与所述吸振质量块连接在一起，轴承一安装在所述轴承支撑的中心，所述吸振质量块两侧对称设有正方块，两个轴承二分别安装在所述正方块的中心；所述变刚度杆通过所述弹性联轴器与所述微型步进电机连接在一起；所述几字形固定架的两根立杆上对称设有圆孔，两个轴承三分别安装在所述圆孔内，两个所述电机支架固定安装在所述几字形固定架上且分别与所述圆孔位置对应；所述吸振质量块通过所述连接杆与所述几字形固定架连接在一起，两个所述微型步进电机分别安装在两个所述电机支架中，每根所述变刚度杆的两端分别安装在轴承二及轴承三中。

所述的带变刚度杆的转子系统动力吸振器，其中所述变刚度杆的两端为圆柱杆，中段为长方体杆，所述长方体杆的长、宽、高通过调整大小来满足不同频域范围的吸振需求。

所述的带变刚度杆的转子系统动力吸振器，其优选方案为，两个所述变刚度杆并联连接，且轴向平行，同一水平面放置。

所述的带变刚度杆的转子系统动力吸振器，其优选方案为，通过所述微型步进电机旋转带动所述变刚度杆转动，改变所述变刚度杆在竖直方向及水平方向的刚度，以实现吸振器竖直方向及水平方向的刚度改变。

所述的带变刚度杆的转子系统动力吸振器，其优选方案为，轴承一、轴承二和轴承三为深沟球轴承。

所述的带变刚度杆的转子系统动力吸振器，其优选方案为，所述吸振质量块内表面中心设有四个半圆形挂环一，所述轴承支撑外表面中心设有四个半圆形挂环二，所述线性弹簧的两端分别与半圆形挂环一及半圆形挂环二连接。