一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统技术方案

根据本发明专利技术所涉及的一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，包括具有转轴的旋转机械转子部，至少一个剪切增稠液阻尼器，至少一个转子振动传递单元以及测试分析单元，转子振动传递单元将转轴的振动能量等效地传递给剪切增稠液阻尼器，剪切增稠液阻尼器随着转轴的振动频率和振动幅值的变化输出可变阻尼力，再通过转子振动传递单元将可变阻尼力反作用到转轴上；测试分析单元将转轴的振动位移信号转化为电信号，实时监测并分析旋转机械转子部的振动情况以及剪切增稠液阻尼器的阻尼减振效果。所以本发明专利技术具有无源、自适应、结构简单的特点，非常适用于转子振动系统控制简单化的要求。

A Rotor Vibration Control System of Rotating Machinery Using Shear Thickening Fluid Damper

According to the invention, a vibration control system of a rotating machinery rotor using a shear thickening fluid damper includes a rotating machinery rotor part with a rotating shaft, at least one shear thickening fluid damper, at least one rotor vibration transmission unit and a test and analysis unit, and the rotor vibration transmission unit transfers the vibration energy of the rotating shaft to the shear thickening fluid damper equivalently. The tangential thickening fluid damper outputs variable damping force with the change of vibration frequency and amplitude of the rotating shaft, and then reacts the variable damping force to the rotating shaft through the rotor vibration transmission unit. The test and analysis unit converts the vibration displacement signal of the rotating shaft into electrical signal, and monitors and analyses the vibration of the rotating machinery rotor and the damping effect of the shear thickening fluid damper in real time. \u3002 Therefore, the invention has the characteristics of passivity, self-adaptability and simple structure, and is very suitable for the requirements of simplified control of rotor vibration system.

【技术实现步骤摘要】
一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统
本专利技术属于振动控制
，具体涉及一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统。
技术介绍
旋转机械如工业压缩机、汽轮机、航空发动机及各种电动机等作为工业的核心设备，广泛应用于航空、电力、石化、冶金等国民经济领域。随着现代旋转机械向着大型化、高速化、高效化方向发展，旋转机械转子的刚度降低、柔性增加，导致转子的振动问题愈加突出。由于转子振动过大会对机组的稳定运行带来不良影响，严重时可致使机组停机甚至发生破坏性事故。因此如何减小和控制转子的振动，成为保证旋转机械安全稳定运行的重要环节，也是高速旋转机械发展的关键技术之一。目前转子振动控制的方法主要采用动平衡技术，但是动平衡技术有时会失效，且必须在停机的时候进行，无法做到在线的振动控制；常用的转子振动控制方法还主要包括电磁方法、附加挤压油膜阻尼器等，但是在很多情况下振动控制技术还不完善，如电磁方法不能应用于非铁质材料中；挤压油膜阻尼器如果设计不当会大幅增加油膜力的非线性，突发较大的不平衡量会导致阻尼器失效，并且在转子的非临界转速区减振效果不明显，且不能依据振动情况进行实时调控。可变阻尼控制技术是转子振动控制的常用方法，如采用电/磁流变液制成可控动力特性的智能流体阻尼器，通过改变电/磁流变液阻尼器的控制电流，调节输出阻尼力对转子振动进行动态控制，在转子振动控制领域有了大量的研究和应用，并取得了良好的阻尼减振效果。但电/磁流变液由于分别采用介电微粒、铁磁性固体颗粒制成，长时间使用容易发生沉淀，抗沉降性较差，导致其流变可控性发生改变，性能不稳定；其次在应用中也存在着耗电功率大、磁路结构复杂等缺陷，会增加旋转机械结构的复杂性。因此，人们期望获得一种结构更为简单、性能优良，能够利用可变阻尼控制旋转机械转子振动的方法。
技术实现思路
本专利技术是针对目前旋转机械中阻尼减振器的缺陷和问题而进行的，目的在于提供一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，利用剪切增稠液的速率相关性和剪切增稠效应，产生较大并且可变的粘滞阻尼力，来实现旋转机械系统转子振动的控制。本专利技术提供了一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于，包括：具有转轴的旋转机械转子部；至少一个剪切增稠液阻尼器；至少一个转子振动传递单元；以及测试分析单元，其中，转子振动传递单元套接在转轴上；剪切增稠液阻尼器与转子振动传递单元的外侧固定连接；电涡流传感器用于采集转轴的振动位移信号，设置在转轴的外侧，测试分析单元用于实时监测并分析旋转机械转子部的振动情况以及剪切增稠液阻尼器的阻尼减振效果。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，转子振动传递单元具有转子振动传递环以及附加轴承，附加轴承套接在转轴上，转子振动传递环套接在附加轴承上。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，附加轴承为滚动轴承或滑动轴承。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，剪切增稠液阻尼器包括活塞杆、活塞、上端盖、下端盖以及缸体，缸体的上端具有上端盖，缸体的下端具有下端盖，缸体内具有剪切增稠液，活塞杆的一端与转子振动传递环连接，另一端穿过上端盖进入到缸体内，活塞设置在活塞杆的中段，随着活塞杆的运动在缸体内往复运动。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，剪切增稠液为高分子溶液。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，测试分析单元包括电涡流传感器、接线端子、信号调理模块、数据采集卡以及分析模块，电涡流传感器通过非接触方式固定在转轴的外侧，采集转轴的振动位移信号并将该振动位移信号转化为初始电信号，接线端子的一端与电涡流传感器通信连接，另一端与信号调理模块通信连接，接线端子将初始电信号接入信号调理模块，该信号调理模块将初始电信号进行整流、滤波及放大后得到模拟电信号，数据采集卡一端与信号调理模块通信连接，另一端与分析模块通信连接，数据采集卡将模拟电信号转换成数字电信号，并将该数字电信号输入到分析模块中。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，旋转机械转子部固定在第一基础的表面，剪切增稠液阻尼器的一端固定在第二基础的表面，另一端与转子振动传递单元的外侧固定连接，第一基础的表面与第二基础的表面相互垂直。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，旋转机械转子部固定在第一基础的表面，剪切增稠液阻尼器的一端固定在第二基础的表面，另一端与转子振动传递单元的外侧固定连接，第一基础的表面与第二基础的表面平行。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，旋转机械转子部固定在第一基础的表面，一个剪切增稠液阻尼器的一端固定在第二基础的表面，另一端与转子振动传递单元的外侧固定连接，另一个剪切增稠液阻尼器的一端固定在第三基础的表面，另一端与转子振动传递单元的外侧固定连接，第一基础的表面与第二基础的表面平行，第一基础的表面与第三基础的表面垂直。在本专利技术提供的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统中，还可以具有这样的特征：其中，转轴上安装有至少两个转子振动传递单元，每个转子振动传递单元上至少安装一个剪切增稠液阻尼器。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，转子振动传递单元套接在转轴上，将转轴的振动能量等效地传递给剪切增稠液阻尼器；传统磁流变液阻尼器的控制一般为开关控制或分段控制，电压或电流的变化是阶跃的，即提供的阻尼力不是连续的，而本专利技术的剪切增稠液阻尼器随着转轴的振动频率和振动幅值的变化输出可变阻尼力，再通过转子振动传递单元将可变阻尼力反作用到转轴上，从而达到自适应阻尼减振的作用；测试分析单元将转轴的振动位移信号转化为初始电信号，实时监测并分析旋转机械转子部的振动情况以及剪切增稠液阻尼器的阻尼减振效果，便于根据实际情况对剪切增稠液阻尼器的安装数量和安装位置做出调整。所以本专利技术所涉及的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统具有无源、自适应以及结构简单的特点，非常适用于转子振动系统控制简单化的要求。附图说明图1是本专利技术的实施例一中的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统的结构示意图；图2是本专利技术的实施例一中的转子振动传递单元与剪切增稠液阻尼器的结构示意图；图3是本专利技术的实施例一中的剪切增稠液阻尼器的结构示意图；图4是本专利技术的实施例一中的测试分析单元结构示意图；图5是本专利技术的实施例二中的剪切增稠液阻尼器安装位置示意图；以及图6是本专利技术的实施例三中的剪切增稠液阻尼器安装位置示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统作具体阐述。<实施例一>本专利技术的减振基本原理是：旋转机械在工作中由于各种原因产生过大的振动，在旋转机械转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于，包括：具有转轴的旋转机械转子部；至少一个剪切增稠液阻尼器；至少一个转子振动传递单元；以及包括电涡流传感器的测试分析单元，其中，所述转子振动传递单元套接在所述转轴上；所述剪切增稠液阻尼器与所述转子振动传递单元的外侧固定连接；所述电涡流传感器用于采集所述转轴的振动位移信号，设置在所述转轴的外侧，所述测试分析单元用于实时监测并分析所述旋转机械转子部的振动情况以及所述剪切增稠液阻尼器的阻尼减振效果。

【技术特征摘要】
1.一种应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于，包括：具有转轴的旋转机械转子部；至少一个剪切增稠液阻尼器；至少一个转子振动传递单元；以及包括电涡流传感器的测试分析单元，其中，所述转子振动传递单元套接在所述转轴上；所述剪切增稠液阻尼器与所述转子振动传递单元的外侧固定连接；所述电涡流传感器用于采集所述转轴的振动位移信号，设置在所述转轴的外侧，所述测试分析单元用于实时监测并分析所述旋转机械转子部的振动情况以及所述剪切增稠液阻尼器的阻尼减振效果。2.根据权利要求1所述的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于：其中，所述转子振动传递单元具有转子振动传递环以及附加轴承，所述附加轴承套接在所述转轴上，所述转子振动传递环套接在所述附加轴承上。3.根据权利要求2所述的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于：其中，所述附加轴承为滚动轴承或滑动轴承。4.根据权利要求1所述的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于：其中，所述剪切增稠液阻尼器包括活塞杆、活塞、上端盖、下端盖以及缸体，所述缸体的上端具有所述上端盖，所述缸体的下端具有所述下端盖，所述缸体内盛有剪切增稠液，所述活塞杆的一端与所述转子振动传递环连接，另一端穿过所述上端盖进入到所述缸体内，所述活塞设置在所述活塞杆的中段，随着所述活塞杆的运动在所述缸体内往复运动。5.根据权利要求4所述的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于：其中，所述剪切增稠液为高分子溶液。6.根据权利要求1所述的应用剪切增稠液阻尼器的旋转机械转子振动控制系统，其特征在于：其中，所述测试分析单元包括电涡流传感器、接线端子、信号调理模块、数据采集卡以及分析模块，所述电涡流传感器通过非接触方式固定在所述转轴的外侧，采集所述转轴的振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵倩，汪中厚，袁静，蒋会明，钱炜，李郝林，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31