[发明专利]一种抑制转子系统振动的接地式非线性能量阱

说明书

本发明公开了一种抑制转子系统振动的接地式非线性能量阱，包括非线性能量阱本体和固定架。非线性能量阱本体包括固定环、连接组件，吸振子质量块、弱刚度弹簧和轴承组件。轴承组件与轴配合，其包括轴套、轴承和轴承套；弱刚度弹簧与轴承组件和吸振子质量块配合，连接组件与固定环和吸振子质量块配合，其包括分段线性刚度杆，吸振子质量块的同一圆周上有直径大小不等的间隙孔，与分段线性刚度杆间隙配合，形成分段线性刚度，拟合非线性立方刚度；固定架固定在机架上，体现出本发明的接地性。本发明能够有效抑制转子系统宽频带的振动，属于振动噪声控制领域。整体结构简单紧凑，附加质量小，可靠性高，使用方便，不需外部提供能源。

技术领域

本发明涉及振动噪声控制技术领域，具体涉及一种抑制转子系统振动的接地式非线性能量阱，用于旋转机械的核心部件转子系统的振动抑制。

背景技术

振动是旋转机械安全运行的典型危害，对于多跨转子，其工作转速通常在一阶临界转速以上，在开、停车阶段必须经过一阶临界转速，此时会发生强烈的共振，严重影响机组的稳定运行。随着国家装备制造业“2025计划”的持续发力，对旋转机械的高效可靠和长周期的稳定运行提出了越来越高的要求。因此，对其转子系统振动的高效控制尤为重要，且是亟待解决的问题。

安装动力吸振器是转子系统振动控制的一种常用方法。通过增加吸振器，旋转机械的振动可传递到吸振器微小质量，并保持低频振动。动力吸振器可以分为两种类型：被动式和主动(或半主动)式。

目前，被动式吸振器在旋转机械振动抑制领域中得到广泛使用，其结构简单，无需能量源，但因抑振频带窄，在实际应用有较大的局限性；主动式吸振器控制精度高，反应灵敏，又因结构过于复杂，导致其应用性低。

如前所述，被动吸振器和主动(或半主动)吸振器在实际应用中都有相应的缺点。必须开发新的振动抑制装置，以满足现代旋转机械结构简单，吸振抑振频带宽的要求，非线性能量阱能够满足上述要求。

发明内容

本发明的接地式非线性能量阱是通过关键的非线性拟合元件与转子系统耦合的轻量化装置，轻量化是指微小吸振子质量，非线性能量阱内部拟合出的非线性立方刚度，使其具有极为高效的振动能量吸收能力，并对转子系统的宽频带振动具有很好的抑制性能。

本发明的目的是提出抑制转子系统振动的接地式非线性能量阱，接地是指该非线性能量阱本体固定在机架上。关键是对分段线性刚度杆与间隙孔的配合拟合非线性立方刚度方法的利用，以及轴承套(转子系统)和吸振子质量块之间弱刚度弹簧的应用。

为解决以上技术问题，本发明采用的实施结构方案是：

一种抑制转子系统振动的接地式非线性能量阱，所述非线性能量阱包括非线性能量阱本体和固定架两个部分；

所述非线性能量阱本体包括与转子系统相配合的轴承组件，以及与固定环和吸振子质量块配合的连接组件；

所述转子系统包括圆盘和轴；所述轴承组件包括轴承、轴承套和轴套，轴套套在轴上，轴承套在轴套上，轴承外侧设有轴承套，轴承套通过弱刚度弹簧与吸振子质量块连接；该轴套的作用是防止非线性能量阱本体的轴向窜动；

所述连接组件包括4根连接杆和4根分段线性刚度杆，所述连接杆通过螺母固与吸振子质量块和固定环固定连接，分段线性刚度杆一端通过螺母与固定环固定连接，另一端与吸振子质量块的间隙孔形成间隙配合连接；

所述吸振子质量块的同一圆周上设有连接孔和间隙孔；连接孔为4个直径相等交叉分布的圆孔；间隙孔为4个直径不等交叉分布的圆孔，分别与连接组件中的连接孔内容置有连接杆；间隙孔内容置有分段线性刚度杆。

所述固定架固定在机架上，另一端固接非线性能量阱本体，避免非线性能量阱本体随轴一起转动，轴的两端与轴端支撑座配合连接。

固定环在同一圆周上设有与连接组件配合连接的通孔。