[发明专利]一种超临界转速轴系装置及其制动方法

说明书

本发明提供一种超临界转速轴系装置及其制动方法，包括底座、设置在底座两端的驱动电机和负载电机、设置在驱动电机输出端和负载电机输出端之间的轴、设置在轴上转子、转速监测系统，所述转子的圆周方向上均匀设置有可沿转子轴向窜动的工字型永磁铁，每个工字型永磁铁上安装有动摩擦片，所述底座上还设置有环型架，环型架的圆周方向上均匀安装有电工纯铁，且电工纯铁的数量与工字型永磁铁的数量相等，每个电工纯铁的端面上设置有静摩擦片且电工纯铁上缠绕有螺旋线圈，静摩擦片、动摩擦片相对设置，转速检测系统的转速探头与轴之间采用非接触式。本发明结构新颖，整体结构简单，加工方便，便于安装在设备上。

技术领域

本发明涉及一种轴系转子振动抑制装置，尤其涉及一种超临界转速轴系装置及其制动方法，属于转子减振技术领域。

背景技术

传动轴系装置迅速发展广泛应用于航空航天、船舶、大型发动机和燃气轮机机组中，在各个领域中占据着重要的位置，然而轴系装置的振动与噪声问题日益严峻。大型旋转机械设备运转和轴系装置发生共振时的主机的转速则称为临界转速；临界转速下转子工作时，系统发生共振会加剧整个轴系装置的振动噪声，导致机械系统零部件易损坏，大大降低了机械设备的工作寿命，甚至会导致机毁人亡的事故。因此，如何有效降低转子在临界转速时的振动响应成为当今迫切需要解决的一个技术难题。

近些年来，已出现一些关于轴系装置能快速平稳越过临界转速的文献。西北工业大学廖明夫(发明专利申请号200410073346.0)公开了一种抑制带弹性支撑转子系统振动的方法及装置，通过干摩擦阻尼器中动、静摩擦片之间的相对运动产生摩擦力，在转子系统中引入阻尼，降低了转子在临界转速时的振动响应幅值。南京航空航天大学朱如鹏(发明专利申请号201510030850.0)公开了组合式减振策略的超临界转子减振装置，通过将被动减振装置与主动减振装置组合使用，调节传动轴系的刚度和阻尼，巧妙避开轴系装置临界转子在升降速过程中的共振区，抑制了轴系临界转速时的振动响应。为了更好改善和降低轴系装置在临界转速时的共振响应，本发明设计了一种采用电磁激励的方式来调节轴系装置上动摩擦片和静摩擦片之间的刚度，可巧妙的避开共振临界转速，实现对减弱轴系装置振动的目的。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种超临界转速轴系装置及其制动方法，用于解决大型旋转机械设备不能平稳快速通过第一阶临界转速、系统在临界转速处振动过大等问题。

本发明的目的是这样实现的：包括底座、设置在底座两端的驱动电机和负载电机、设置在驱动电机输出端和负载电机输出端之间的轴、设置在轴上转子、转速监测系统，所述转子的圆周方向上均匀设置有可沿转子轴向窜动的工字型永磁铁，每个工字型永磁铁上安装有动摩擦片，所述底座上还设置有环型架，环型架的圆周方向上均匀安装有电工纯铁，且电工纯铁的数量与工字型永磁铁的数量相等，每个电工纯铁的端面上设置有静摩擦片且电工纯铁上缠绕有螺旋线圈，静摩擦片、动摩擦片相对设置，转速检测系统的转速探头与轴之间采用非接触式。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述工字型永磁铁、电工纯铁的个数均为偶数，且相邻两个电工纯铁上的螺旋线圈的电流方向相反。

2.电工纯铁的数量与工字型永磁铁的数量均为八个。

3.一种超临界转速轴系装置的制动方法，包括所述的超临界转速轴系装置，八个电工纯铁依次记为b1至b8，工字型永磁铁依次记为a1至a8，

(1)当转子转速通过第一阶临界转速时，给电工纯铁b1、b3、b5和b7上的螺旋线圈通正向电流，通电后的电工纯铁将对应的工字型永磁铁a1、a3、a5和a7吸过来，导致动摩擦片和静摩擦片相互接触，使二者之间的接触刚度发生改变，通过调节螺旋线圈中电流的大小来改变二者之间摩擦力和刚度值，这时系统的临界转速变高，远离了原来的临界转速区域，进而使轴系装置振动响应减小；