[发明专利]一种阻尼特性设计方法及耗能放大型扭矩电涡流阻尼器

说明书

本发明公开一种阻尼特性设计方法及耗能放大型扭矩电涡流阻尼器，阻尼特性设计方法包括根据转动件的物理特性，测得的转动惯量、转动初速度、转动件最大转速、最小转速及转动件需要转过的角度、在转动过程中受到的荷载下限和荷载上限，求得阻尼系数，结合实际使用时留给电涡流阻尼器的安装空间，设计运动放大齿轮组件；耗能放大型扭矩电涡流阻尼器包括阻尼产生组件和运动放大齿轮组件，当转动件发生绕着转轴的相对旋转运动时，阻尼产生组件的导体板不断的切割磁性件从而产生电涡流阻尼力，运动放大齿轮组件可在较小安装空间限制下，成倍放大输出阻尼力，使得本阻尼器的装备控制吨位大大提高。

技术领域

本发明涉及工业装备领域，尤其涉及一种阻尼特性设计方法及耗能放大型扭矩电涡流阻尼器。

背景技术

工业转动装备在使用过程中，其构件在外荷载作用下会产生转动或摆动，需要采用高效缓冲装置予以控制转速，避免过大转动速度引发构件连接的冲击断裂。工业转动装备所受的外荷载根据使用工况差异而在较大范围内波动，导致转动速率分布在不同的区间。

目前常用的位移型阻尼器的阻尼力往往是一个固定值，不能随着相对运动速度的变化而变化，不能适应其外荷载多变的特点，往往影响工业装备的正常服役；而现有的速度型阻尼器，多为粘滞流体阻尼器，在长期持续荷载和转动的工况下，粘滞流体阻尼器的阻尼系数随速度的增大而减小，在长期持续荷载工况下，由于密封件摩擦损耗和老化等原因，易发生漏液现象；现有的阻尼特性设计方法往往需要复杂的计算，阻尼特性参数获取困难，不便于在施工现场快速设计阻尼参数，且现有的阻尼器受体积限制，不便于在较小安装空间内使用，限制了阻尼器的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中阻尼特性设计复杂，阻尼器体积较大，不便于在狭小空间使用，不能适应外荷载多变的情况，容易漏液的问题，提供一种阻尼特性设计方法及应用该方法的电涡流阻尼器。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种阻尼特性设计方法，阻尼系统包括转动件、耗能放大型扭矩电涡流阻尼器，所述转动件绕着转轴转动，所述电涡流阻尼器安装于所述转动件和所述转轴之间，所述电涡流阻尼器能够减小所述转动件和所述转轴之间的相对转动，包括以下步骤：

S1.根据所述转动件的物理特性，测定所述转动件的转动惯量I、所述转动件在转动过程中能够承受的最大转速ω_max、最小转速ω_min；根据实际使用需求，确定所述转动件需要转过的角度θ；确定所述转动件在转动过程中受到的荷载下限M_Lmin和荷载上限M_Lmax，M_Lmin＝h_min·θ，M_Lmax＝h_max·θ，h_min、h_max为常数；

S2.根据以下公式，确定电涡流阻尼器的阻尼系数c；

S3.设计所述电涡流阻尼器的阻尼产生组件和运动放大齿轮组件，所述阻尼产生组件的阻尼系数为c₀，所述运动放大齿轮组件的放大系数为k，c₀×k²＝c，结合实际使用时留给所述电涡流阻尼器的安装空间，在仿真软件中调整c₀、k的取值以及阻尼产生组件和运动放大齿轮组件的摆放位置，使得所述电涡流阻尼器能够安装于安装空间内。

使用本发明提出的阻尼特性的设计方法，所需要的参数都可以通过测量获得，参数的获取简便，仅需通过简单的计算，即可快速确定电涡流阻尼器的阻尼系数，在实际施工过程中，能够根据使用工况快速确定振动控制和缓冲具体方案和参数，便于快速工程应用；设置运动放大齿轮组件，可在较小安装空间限制下，成倍放大输出阻尼力，使得本专利的装备控制吨位大大提高。通过仿真软件调整c₀、k的取值以及阻尼产生组件和运动放大齿轮组件的摆放位置，使得电涡流阻尼器能够与安装空间匹配。