軸系減振器的製作方法

2023-04-28 16:30:46

專利名稱：軸系減振器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於動力設備(如艦船推進系統)傳動軸的減振裝置。
目前，在所有的軸系減振和對中補償裝置主要是彈性聯軸節。但它有一個突出的缺點，其直徑大，受到安裝空間的限制。如在艦船推進軸，由於大軸與船體的空間限制，它一般只能用於主機的輸出端與大軸的連接處，而對於整個大軸則無法將之安裝上去。而整個軸系的振動，特別是橫向振動會對軸承產生很大的激勵作用，從而大大降低了艦船的減振性能。目前控制軸系振動的主要措施是通過優化軸承的數量和相對位置來保證軸系的振動最小及避開共振，但這種方法在很大程度上決定於軸的加工精度及軸承的對中情況，也即目前還沒有一種十分有效的針對軸系的減振裝置。
本實用新型的目的是為了解決上述存在問題，提供一種軸系減振器。它可以在徑向尺寸一定的條件下，通過增加軸向尺寸來提高傳遞力矩，由此保證它能安裝到軸系的中間。並可有效地防止軸系振動的共振，能補償軸系的對中，同時保證該減振器在整個使用中，適應海上的工作條件，不需維修保養更換，具有很高的使用可靠性。
為了達到上述目的，本實用新型包括內轂軸連接法蘭，外轂軸連接法蘭以及空心軸，其特徵在於與內轂軸連接法蘭為一體的中心軸上對稱設置有內軸擋塊，在整個中心軸段內內軸擋塊間距排列，在空心軸的內腔壁上對稱且間距排列有外空心軸擋塊，在相對應的內軸擋塊與外空心軸擋塊之間連接的彈性元件是鋼絲繩，它的兩端均由鋼絲繩安裝塊分別固定在內軸擋塊上和外空心軸擋塊上，鋼絲繩呈弧形狀，沿軸向每一排的鋼絲繩根數是偶數，並且相鄰的鋼絲繩的鋼絲旋向相反。
在空心軸的殼體上排列有散熱孔。
本實用新型的優點在於1、它是一個非線性三維減振器，它徑向尺寸小，因而它能布置在艦船推進系統的尾軸中去，所以能有效地隔離軸系扭轉、徑向、軸向三個方向的振動；2、它阻尼特性是這樣的只有當振動大到一定程度，使鋼絲繩內的各鋼絲克服其靜摩擦產生滑動時，才有阻尼作用，由此可見，在減振區內，由于振動小，它幾乎沒有阻尼，從而有很好的減振作用，而在共振區中，由于振動大，所以阻尼也大，這樣就能有效地控制振動響應；3、當軸系在過渡工況中工作時，內外轂軸有大的動態響應時，由於鋼絲繩有很高的穩定性和抗疲勞性能，只要保證內、外軸不剛性接觸，它仍可以工作很長一段時間，這樣就保證了軸系使用轉速範圍內不必劃禁用轉速；4、經實驗表明，它具有性能穩定，壽命長，隔振抗衝擊性能好，耐油、鹽霧、水分等腐蝕，及高疲勞壽命(在共振狀態下工作45分鐘不破壞)。由於這種鋼絲繩可在270℃的高溫下長期工作，因而在使用中不需有專門的冷卻系統，通過散熱孔靠自然風冷即可保證其性能穩定。


圖1是本實用新型的主視局部剖視圖。
圖2是本實用新型的A—A剖視圖。
圖3是力矩作用時受壓鋼絲繩組的特性曲線。
圖4是力矩作用時受拉鋼絲繩組的特性曲線。
圖5是內、外轂軸向或徑向變形時軸系減振器的特性曲線。
(1)運輸時靜態固定螺釘(安裝減振器時要卸掉)；(2)外轂軸連接法蘭；(3)空心軸；(4)鋼絲繩；(5)內軸擋塊；(6)運輸時靜態固定塊；(7)內轂軸連接法蘭；(8)橡膠波紋罩；(9)外空心軸擋塊；(10)中心軸；(11)散熱孔；(12)鋼絲繩安裝板。
參見
圖1、圖2，在中心軸(10)和空心軸(3)上等間距排列有12組內軸擋塊(5)和外空心軸擋塊(9)；每組內軸擋塊(5)和外空心軸擋塊(9)均對稱布置，各設一對。鋼絲繩(4)呈弧形狀，它的兩端分別固定在內軸擋塊(5)上和外空心軸擋塊(9)上，由鋼絲繩安裝板(12)固定。參見圖2，在A—A截面內，鋼絲繩(4)的根數是偶數(四根)，並且相鄰的兩鋼絲繩(4)的鋼絲旋向相反。這樣可保證在正、反轉是相同的負荷特性及負荷特性具有對稱性。
當力矩作用於內、外轂軸時，鋼絲繩(4)要產生變形，從而實現力矩的彈性傳遞，當軸系振動時，鋼絲繩中各鋼絲要產生微振幹摩擦，吸收振動能量，從而達到控制振動的目的。
減振器的承載能力(傳遞力矩大小)不僅由A—A截面上的鋼絲繩(4)的組數及鋼絲繩(4)的直徑來決定，主要由沿軸向布置鋼絲繩(4)的組數所決定，同時為保證其具有良好的對稱性，相鄰兩根鋼絲繩的旋向相反，對外表現為外轂軸連接法蘭(2)和內轂軸連接法蘭(7)之間的長度。
參見圖3，實驗表明，在傳遞力矩時，受壓的一組鋼絲繩(4)的負荷特性是軟彈性的。參見圖4，受拉的一組鋼絲繩(4)的負荷特性是硬彈性的。因而它可以保證減振器的共振頻率不是鋼絲繩(4)的共振頻率，提高了減振器的可靠性。
參見圖5，由內、外轂軸產生徑向或軸向位移時，鋼絲繩(4)產生的反作用力是硬彈性的，也即它的初剛度小，這使得軸系對中時產生的偏差引起的反作用力不大，從而降低了軸系對中的精度要求。
權利要求1.一種軸系減振器，它包括內轂軸連接法蘭(7)、外轂軸連接法蘭(2)以及空心軸(3)，其特徵在於與內轂軸連接法蘭(7)為一體的中心軸(10)上對稱設置有內軸擋塊(5)，在整個中心軸(10)段內內軸擋塊(5)間距排列，在空心軸(3)的內腔壁上對稱且間距排列有外空心軸擋塊(9)，在相對應的內軸擋塊(5)與外空心軸擋塊(9)之間連接的彈性元件是鋼絲繩(4)，它的兩端均由鋼絲繩安裝板(12)分別固定在內軸擋塊(5)上和外空心軸擋塊(9)上，鋼絲繩(4)呈弧形狀，沿軸向每一排的鋼絲繩(4)根數是偶數，並且相鄰的鋼絲繩(4)的鋼絲旋向相反。
2.根據權利要求1所述的軸系減振器，其特徵在於在空心軸(3)的殼體上排列有散熱孔(11)。
專利摘要本實用新型提供了一種軸系減振器，它包括內、外轂軸，其特徵在於在中心軸與空心軸上對稱且間距排列有內軸擋塊和外空心軸擋塊，在相對應的內軸擋塊與外空心軸擋塊之間連接的彈性元件是鋼絲繩，在一個截面內的鋼絲繩根數是偶數，相鄰的鋼絲繩的鋼絲旋向相反。本實用新型是三維非線性減振器，能補償軸系的對中，利用鋼絲繩的特有的幹摩擦有效地吸收振動能量，防止軸系振動的共振，無需維修保養更換，具有很高的使用可靠性。
文檔編號F16F15/10GK2221686SQ9523354
公開日1996年3月6日 申請日期1995年3月31日 優先權日1995年3月31日
發明者呂志強, 施引, 何琳, 餘廣平 申請人:呂志強, 施引, 何琳, 餘廣平