一种带有分段线性杆的扭转吸振器制造技术

本发明专利技术涉及振动噪声控制技术领域，具体涉及一种带有分段线性杆的扭转吸振器。技术方案如下：包括支撑盘、轴承、轴套、紧固螺钉、连接杆、分段线性杆和吸振质量块，所述支撑盘为圆盘结构，所述支撑盘固定连接在转子上；所述吸振质量块为圆盘结构，所述吸振质量块设有中心孔和呈均匀圆周分布的四个槽口宽度不同、圆弧角度不同的圆弧槽；所述支撑盘通过所述连接杆与所述吸振质量块固定连接；所述分段线性杆为四根直径不同的刚度杆，所述分段线性杆的一端与所述支撑盘固定连接，所述分段线性杆的另一端分别放置于四个所述圆弧槽中并保持与所述圆弧槽角位移方向留有间隙。本发明专利技术结构简单，抑振频带宽，效果显著。

A torsional vibration absorber with piecewise linear rods

The invention relates to the technical field of vibration and noise control, in particular to a torsional vibration absorber with a piecewise linear rod. The technical scheme is as follows: a support disk, a bearing, a shaft sleeve, a fastening screw, a connecting rod, a piecewise linear rod and a vibration absorbing mass block are included. The support disk is a disk structure, the support disk is fixed and connected to the rotor; the vibration absorbing mass block is a disk structure, and the vibration absorbing mass block is provided with a central hole and uniformly circularly distributed. Four arc grooves with different notch widths and arc angles are fixed and connected with the vibration absorbing mass block through the connecting rod; the piecewise linear rod is four stiffness rods with different diameters; one end of the piecewise linear rod is fixed and connected with the supporting disc, and the other end of the piecewise linear rod is placed separately. It is placed in the four arc grooves and keeps clearance with the angular displacement direction of the arc groove. The invention has simple structure, and can suppress vibration frequency and bandwidth, and has obvious effect.

【技术实现步骤摘要】
一种带有分段线性杆的扭转吸振器
本专利技术涉及振动噪声控制
，具体涉及一种带有分段线性杆的扭转吸振器。
技术介绍
当转子系统输入的扭转激励频率与转子系统的固有频率接近或相同时，会引起转子系统的共振，这将直接影响转子系统以及零部件的强度和使用寿命，甚至对转子系统的安全工作造成威胁。大转矩大功率是转子系统发展的趋势，随着转子系统的转矩和功率的不断增加，这会增大转子系统的扭振和噪声。因此，扭转振动控制的问题变得更为突出，对扭转振动控制的研究具有非常重要的理论意义和工程应用价值。目前，吸振器包括被动式吸振器和主动式吸振器两种。被动吸振器的结构简单，但是结构参数不能改变，所以吸振器的抑振频带狭窄；主动吸振器的抑振频带范围大，但是同时由于结构复杂，复杂工况时可靠性会有所下降。
技术实现思路
本专利技术提供一种带有分段线性杆的扭转吸振器，通过分段线性杆与吸振质量块之间的间隙接触产生非线性立方刚度，并利用非线性刚度实现了被动吸振的宽频抑振，结构简单，抑振频带宽，效果显著。本专利技术的技术方案如下：一种带有分段线性杆的扭转吸振器，包括支撑盘、轴承、轴套、紧固螺钉、连接杆、分段线性杆和吸振质量块，所述支撑盘为圆盘结构，所述支撑盘固定连接在转子上；所述吸振质量块为圆盘结构，所述吸振质量块设有中心孔和呈均匀圆周分布的四个槽口宽度不同、圆弧角度不同的圆弧槽；所述轴承安装在所述中心孔中并套装在转子上，所述轴套通过紧固螺钉安装在转子上对所述轴承予以定位；所述支撑盘通过所述连接杆与所述吸振质量块固定连接；所述分段线性杆为四根直径不同的刚度杆，所述分段线性杆的一端与所述支撑盘固定连接，所述分段线性杆的另一端分别放置于四个所述圆弧槽中并保持与所述圆弧槽角位移方向留有间隙。所述的带有分段线性杆的扭转吸振器，其中所述分段线性杆的刚度与其横截面积平方成正比，刚度大的分段线性杆对应放置于槽口宽度大、圆弧角度大的圆弧槽中，所述分段线性杆与所述圆弧槽的间隙随所述分段线性杆的刚度增大而增大。所述的带有分段线性杆的扭转吸振器，其优选方案为，在扭转吸振过程中，四根所述分段线性杆产生的阻碍振动刚度随角位移的增大而分段线性地增加，整体拟合呈立方刚度。本专利技术的有益效果为：1.本装置结构简单，本装置主要以简单的杆件与圆盘组成，整体体积小，结构紧凑。2.本装置抑振频带宽，本装置通过分段线性杆与吸振质量块之间的间隙产生非线性刚度，实现了宽频抑振，能够有效抑制转子系统在宽频带的扭转振动。3.本装置可靠性高，本装置相对于主动控制吸振器，在复杂的工况条件下，其结构简单，不易出错。4.本装置使用方便，可直接通过轴承、支撑盘与转子系统相连。5.本装置效果显著，由于装置的分段线性刚度近似于非线性刚度，可有效地扩大工作频率范围，所以吸振效果显著。附图说明图1为带有分段线性杆的扭转吸振器结构图；图2为带有分段线性杆的扭转吸振器工作状态示意图；图3为吸振质量块结构图；图4为带有分段线性杆的扭转吸振器的动力学模型图；图5为分段线性刚度与立方刚度对比图；图6为带有分段线性杆的扭转吸振器的分段线性工作原理图；图7为有无分段线性杆的扭转吸振器效果对比图。图中：1支撑盘、2轴承、3轴套、4紧固螺钉、5吸振质量块、6连接杆、7分段线性杆、8转子、9、带有分段线性杆的扭转吸振器、10转盘、11电机、12试验台、13圆弧槽。具体实施方式如图1-3所示，一种带有分段线性杆的扭转吸振器，包括支撑盘1、轴承2、轴套3、紧固螺钉4、连接杆6、分段线性杆7和吸振质量块5，所述支撑盘1为圆盘结构，所述支撑盘1固定连接在转子8上；所述吸振质量块5为圆盘结构，所述吸振质量块5设有中心孔和呈均匀圆周分布的四个槽口宽度不同、圆弧角度不同的圆弧槽13；所述轴承2安装在所述中心孔中并套装在转子8上，所述轴套3通过紧固螺钉4安装在转子8上对所述轴承2予以定位；所述支撑盘1通过所述连接杆6与所述吸振质量块5固定连接；所述分段线性杆7为四根直径不同的刚度杆，所述分段线性杆7的一端与所述支撑盘1固定连接，所述分段线性杆7的另一端分别放置于四个所述圆弧槽13中并保持与所述圆弧槽13角位移方向留有间隙；所述分段线性杆7的刚度与其横截面积平方成正比，刚度大的分段线性杆7对应放置于槽口宽度大、圆弧角度大的圆弧槽13中，所述分段线性杆7与所述圆弧槽13的间隙随所述分段线性杆7的刚度增大而增大；在扭转吸振过程中，四根所述分段线性杆7产生的阻碍振动刚度随角位移的增大而分段线性地增加，整体拟合呈立方刚度。如图4所示，其动力学微分方程可表示为：其中θ为角位移，I1表示转子系统的转动惯量，I2表示吸振质量块5的转动惯量，c1是转子系统阻尼，c2是吸振器阻尼，k1是转子系统抗扭转刚度，k2是分段线性杆7所组成的非线性刚度，M是转子产生的激振力矩。如图5所示，k2与角位移θ2变化关系。各弹簧表示分段线性杆与吸振质量块在扭转过程中产生的刚度。当扭转吸振器角位移较小时，仅为直径最小的分段线性杆经扭转后与吸振质量块5接触，此时k2最小；随着角位移增大，较大的分段线性杆经扭转后与吸振质量块5接触，此时k2为两杆刚度之和；随着角位移进一步增大，更大直径的分段线性杆经扭转后与吸振质量块5接触，此时k2为三杆刚度之和；当角位移非常大时，最大直径的分段线性杆经扭转后与吸振质量块5接触，此时k2为四杆刚度之和。在扭转过程中，分段线性刚度如式(2)，整体近似于立方刚度。因此，角位移与阻碍扭转振动的力矩关系近似拟合成如式(3)。分段线性的力与角位移之间的关系如式(2)所示，其中θ为角位移，M1为阻碍扭转振动的力矩，k为刚度系数。M1＝kθ3(3)如图6所示,经对比分段线性与非线性两条曲线，从拟合角度看两条曲线几乎相同，因此可以将分段线性刚度看成立方刚度进行计算。本专利技术采用的分段线性结构代替了非线性立方刚度结构，具有同样的抑振效果。如图7所示，圆弧槽之间呈90度分布，槽口宽度分别为7.52mm，8.90mm，9.89mm，10.64mm，对应圆弧角度为I1＝1kg·m2，I2＝0.15kg·m2，c2＝3N·s/m，c1＝6N·s/mk1＝7.64×104N/m，k2为上述分段线性刚度时，从图中可以明显的看出，主系统的最大扭转角度由2.7mrad左右降低到0.25mrad以下，而且抑振频带宽，充分说明了本专利技术带有分段线性杆的扭转吸振器在实际应用中的可行性。以上所述，仅为本专利技术的较佳的实施例，但并非对本专利技术有任何限制，凡是根据本专利技术技术是指对上述实施例所做的任何简单修改、变更，均仍属于本专利技术技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有分段线性杆的扭转吸振器，其特征在于，包括支撑盘、轴承、轴套、紧固螺钉、连接杆、分段线性杆和吸振质量块，所述支撑盘为圆盘结构，所述支撑盘固定连接在转子上；所述吸振质量块为圆盘结构，所述吸振质量块设有中心孔和呈均匀圆周分布的四个槽口宽度不同、圆弧角度不同的圆弧槽；所述轴承安装在所述中心孔中并套装在转子上，所述轴套通过紧固螺钉安装在转子上对所述轴承予以定位；所述支撑盘通过所述连接杆与所述吸振质量块固定连接；所述分段线性杆为四根直径不同的刚度杆，所述分段线性杆的一端与所述支撑盘固定连接，所述分段线性杆的另一端分别放置于四个所述圆弧槽中并保持与所述圆弧槽角位移方向留有间隙。

【技术特征摘要】
1.一种带有分段线性杆的扭转吸振器，其特征在于，包括支撑盘、轴承、轴套、紧固螺钉、连接杆、分段线性杆和吸振质量块，所述支撑盘为圆盘结构，所述支撑盘固定连接在转子上；所述吸振质量块为圆盘结构，所述吸振质量块设有中心孔和呈均匀圆周分布的四个槽口宽度不同、圆弧角度不同的圆弧槽；所述轴承安装在所述中心孔中并套装在转子上，所述轴套通过紧固螺钉安装在转子上对所述轴承予以定位；所述支撑盘通过所述连接杆与所述吸振质量块固定连接；所述分段线性杆为四根直径不同的刚度杆，所述分段线性杆的一端与所述支撑盘固定连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚红良，丁志雨，王钰玮，刘帅，张世佳，闻邦椿，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21