[发明专利]轴系横向振动电磁式主动控制装置

说明书

本发明公开了一种轴系横向振动电磁式主动控制装置，其中，竖向单元包括动子和固定在轴系中轴承外圈上的底座，动子包括主杆以及固定在主杆中部的永磁体和导磁体，主杆的上端与平衡弹簧连接、上部与导向件滑动配合、下部套有压簧、下端与底座滑动配合，压簧放在底座上且两端不固定，初始状态下平衡弹簧使得动子与压簧上端不施力的接触，主杆两侧对称设有拉簧，底座上设有连接杆，拉簧的上端与动子固定、下端钩在对应的连接杆上且存在下行空间，导磁体外圈设有对应的线圈，线圈设在固定的导磁筒内，动子向下时压簧受压对底座输出压力、拉簧同步运动不受压，动子向上时压簧自由、拉簧受拉对底座输出拉力。该装置能够主动控制轴系横向振动。

技术领域

本发明属于振动与噪声振动控制领域，具体涉及一种轴系横向振动电磁式主动控制装置。

背景技术

轴系是动力传送的主要设备，它将主机和执行件(如船桨)有效连接，并且形成一套完整的动力体系，使设备(如船舶)正常行驶。当轴系出现主机力传递不均匀、力矩和安装不能对中、材料加工不精确等现象时，就会使轴系产生不平衡的状态，出现横向振动(此外，螺旋桨在不均匀的流场中工作，会引起船舶尾部的扰动，使船舶出现共振和局部振动)。严重的横向振动可能会引起轴系的弯曲应力过大，而使其断裂，危害人体生命。

目前，可以通过改变外界激励频率来避免共振，如果外界激励频率是固定不变的，则可以通过改变轴系中某项参数(如改变轴承支撑刚度、支撑位置)，改变系统的固有频率，避开共振区域，达到减小系统响应和控制设备振动的目的。当共振现象不可避免时，可降低系统振动响应，例如轴稳定运行转速大于临界转速时，为了尽可能降低共振产生的破坏，就要快速越过共振区域，缩短在共振区域的运转时间，降低系统振动响应，也可以通过增加系统阻尼，消耗共振时产生的能量，实现减小振幅，降低共振影响的目标，例如安装轴承支撑时增大隔振器的阻尼等。

上述减小轴系回转振动的方法都是改善工艺或者被动控制，均没有尝试研究主动控制轴系横向振动。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴系横向振动电磁式主动控制装置，该装置能够主动控制轴系横向振动。

本发明所采用的技术方案是：

一种轴系横向振动电磁式主动控制装置，包括竖向单元和横向单元；竖向单元竖向设置，包括动子和固定在轴系中轴承外圈上的底座，动子包括非导磁性的主杆以及固定在主杆中部且交替排布的永磁体和导磁体，主杆的上端与平衡弹簧连接、上部与固定的导向件滑动配合、下部套有压簧、下端与底座滑动配合，压簧放在底座上且两端不固定，初始状态下平衡弹簧使得动子与压簧上端不施力的接触，主杆两侧对称设有拉簧，底座上设有连接杆，拉簧的上端与动子固定、下端钩在对应的连接杆上且存在下行空间，导磁体外圈设有对应的线圈，线圈设在固定的导磁筒内，线圈通交变的电流时动子能上下运动，动子向下时压簧受压对底座输出压力、拉簧同步运动不受压，动子向上时压簧自由、拉簧受拉对底座输出拉力；横向单元与竖向单元结构和作用相同但横向设置且取消平衡弹簧；工作时，动子输出力与轴系振动方向相反、频率相同。

进一步地，拉簧通过端部的螺纹段与动子连接固定。

进一步地，底座焊接固定在轴承外圈上。

进一步地，导磁筒和导向件安装在机架或底座上，平衡弹簧上端拉住机架、下端拉住主杆。

进一步地，线圈通过线圈架固定在导磁筒内。

进一步地，永磁体和导磁体紧密套在主杆上且两端被螺母夹紧。

进一步地，相邻永磁体间同极性相对，永磁体通过导磁筒和两侧的导磁体形成闭合磁路，相邻线圈间通电方向相反形成同一方向的对外电磁力。

进一步地，导磁体和导磁筒均采用电工纯铁DT4。

进一步地，永磁体采用标号为N45的钕铁硼稀土永磁材料。

进一步地，主杆采用高强度合金。