系统沿圆周方向 均布安装在转子最大振动位置所在径向截面的圆周上并将其径向和周向固定，至少2个超 声振子系统所产生的径向力或摩擦力同时作用在转子5径向表面，能够抑制较大的振动。
[0034] 当振动转子5与静子未接触时，对于未接触的转静子系统，还替换使用下述方法 抑制小型旋转机械转子系统振动：
[0035] 利用微调机构调整超声振子与转子5表面的间隙大小，如式1所示，间隙h。越小， 挤压膜承载力W越大，抑制转子5振动的效果越好；
[0036]
(1 )
[0037] 所述利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的方法所使用的安装在转子5 上的超声振动抑制振动装置构成如下；超声振子部件1、微调机构2、密封壳体3、偏必块4 ; 其中；微调机构2和超声振子部件1布置在转子5上且能够沿其轴向位置可调；微调机构2 布置在转子5和超声振子部件1之间；偏必块4布置在转子5上且其重必偏离转子5的旋 转轴线，超声振子部件1、微调机构2、偏必块4都布置在密封壳体3内。
[0038] 图8中：密封壳体3是如图1中所述的"将转子系统与超声振子部件1系统密封" 封装在内的一个箱体；偏必块4是如图1中所述的在转子5上设置的一个偏必配重结构件， 其作用原理是作为辅助的反向配重形成反向振源W便消弱振动；系统振动时转子的振幅 hi和h2由传感器测量。
[003引在图1中，带有偏必块4的转子5系统由电机驱动，建立系统的模型，利用信号处 理技术和模型计算方法得到系统的动力学特性，分析可知转子5振动的最大位置处；将超 声振子部件1和微调机构2安装在此位置处，如图1所示的超声振子部件1所在的转子5截 面处，开启开关，当转子5与静子未接触时，利用悬浮效应，超声振子部件1振动引起小间隙 内的挤压气膜7所产生的径向力F1作用在振动转子5径向表面，受到径向作用力的转子5 表面最大位移由hi变到h2,故此处的振动由于超声振动产生的挤压膜径向力F1的影响而 受到抑制；当转子5与静子接触时，利用减摩效应，超声振子1的振动在接触点四周引起挤 压气膜7并作用在振动转子5径向表面，对于轻微的接触，挤压气膜7产生的径向力F1会 使转静子接触面分开，即推动转子5向其轴线即平衡位置靠近，转子5振动减小，对于严重 的接触，即便径向力F1无法使接触面分开，减摩效应产生的摩擦力F2也使转静子之间的摩 擦系数减小，使严重的接触转变为轻微的接触，抑制转子5的振动。
[0040] 在图2中，若单个超声振子部件抑制振动的效果没有满足要求，可W同时使用多 个超声振子部件1，并且均布在转子5截面圆周上，同时开启使振动降低，如图7所示，3个 超声振子部件1均匀分布在圆周上抑制转子5振动。
[0041] 在图8中，若转子5中有多处位置需要抑制振动，本实施例亦能够解决此问题，即 在需要抑制振动的每个位置均放置超声振子部件1，同时开启降低振动，如图8所示，在转 子上放置了 3组超声振子系统（由超声振子部件1和微调机构2构成），并且每组系统可W 不止放置1个超声振子部件1或微调机构2,能够很好的解决抑制振动问题。
[0042] 本实施例是通过W下技术方案来实现的：
[0043] 首先建立转子系统的模型，利用信号处理技术和模型计算方法得到系统的动力学 特性，分析得到转子5振动的最大位置处；当振动转子5与静子未接触时，将可移动的超声 振子部件1固定在转子5振动最大位置处，通过微调机构2使得超声振子部件1表面与转 子5表面保持一定的间隙，间隙既不能大于转子5振幅，又不会使超声振子部件1表面碰到 振动着的转子5表面，最后将转子系统与超声振子部件1系统密封，用来调整环境压强；当 转子5与静子由于振动接触时，将可移动的超声振子部件1固定在转子5与静子接触面附 近的径向端面上并将系统密封。
[0044] 当转子系统开始工作时，产生较大的振动，此时开启超声振子系统；当振动转子与 静子未接触时，利用悬浮效应，超声振子部件1振动引起小间隙内的挤压气膜，超声挤压气 膜产生的径向力作用在振动的转子5径向表面，推动转子5向其轴线即平衡位置靠近，从而 使得转子5的振幅减小，达到抑制振动的目的；当转子5与静子接触时，利用减摩效应，超声 振子部件1的振动在接触点四周引起挤压气膜并作用在振动的转子5径向表面，对于轻微 的接触，挤压气膜产生的径向力会使转静子接触面分开，即推动转子5向其轴线即平衡位 置靠近，转子5振动减小，对于严重的接触，即便径向力无法使接触面分开，减摩效应也使 转静子之间的摩擦系数减小，使严重的接触转变为轻微的接触，抑制转子系统的振动。
[0045] 当转子系统的振动较大时，可W同时采用多个超声振子部件1来抑制振动，即将 多个超声振子部件1均布安装在转子5最大振动位置所在截面的圆周上并将其径向和周向 固定，送样多个超声振子部件1所产生的径向力或摩擦力同时作用在转子5径向表面，能够 抑制较大的振动；对于未接触的转静子系统，还可W利用微调机构2调整超声振子部件1与 转子5表面的间隙大小，根据挤压膜理论，间隙越小，挤压膜承载力越大，抑制转子5振动的 效果越好。
[0046] 本方法能够解决抑制转子系统多处振动较大的问题，即在想要抑制振动的多处位 置安装一个或多个超声振子部件1，利用超声振子部件1产生的悬浮和减摩效应同时抑制 转子5多处的振动。
[0047] 优点及效果；本方法可W在不停机的条件下进行转子系统振动的抑制，是一种完 全在线抑制振动的方法，大大降低了停机的损失；并同时能够抑制转子5的多处振动，有较 高的使用效率；并且由于超声振动的可控制性，使得本方法的抑制精度非常高，抑制振动效 果显著，弥补了目前振动抑制领域的不足。
【主权项】
1. 一种利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的方法，其特征在于：首先确定 转子（5)振动的最大位置处；使用超声振子部件巧）固定在所述转子系统上；针对不同情 况或者振动的不同阶段分别使用下述方法具体处理： ①当振动的转子（5)与静子未接触时，将超声振子部件（1)固定在检测到的振动最大 位置处，通过微调机构（2)使超声振子部件（1)表面与转子（5)表面保持不小于转子巧） 振幅的间隙；②当转子（5)与静子由于振动接触时，将可移动的超声振子部件（1)固定在转 子（1)与静子接触面处的径向端面上；⑨当转子系统产生振幅大于转子（5)直径十分之一 的较大振动时，开启超声振子系统，超声振子系统振动产生的挤压膜径向力和摩擦力推动 转子巧）向其轴线即平衡位置靠近，从而使得转子的振幅和摩擦系数减小，达到抑制振动 的目的。2. 按照权利要求1所述利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的方法，其特征 在于：当转子系统的振动较大时，同时采用至少2个超声振子系统来抑制振动，即将至少2 个超声振子系统沿圆周方向均布安装在转子最大振动位置所在径向截面的圆周上并将其 径向和周向固定，至少2个超声振子系统所产生的径向力或摩擦力同时作用在转子（5)径 向表面，能够抑制较大的振动。3. 按照权利要求1所述利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的方法，其特征 在于；当振动转子（5)与静子未接触时，对于未接触的转静子系统，还替换使用下述方法抑 制小型旋转机械转子系统振动： 利用微调机构调整超声振子与转子（5)表面的间隙大小，如式（1)所示，间隙h。越小， 挤压膜承载力W越大，抑制转子（5)振动的效果越好；川。4. 按照权利要求1-3其中之一所述利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的 方法，其特征在于；所述利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的方法所使用的安 装在转子（5)上的超声振动抑制振动装置构成如下；超声振子部件（1)、微调机构（2)、密封 壳体（3)、偏必块（4);其中；微调机构似和超声振子部件（1)布置在转子妨上且能够沿 其轴向位置可调；微调机构（2)布置在转子（5)和超声振子部件（1)之间；偏必块（4)布置 在转子（5)上且其重必偏离转子（5)的旋转轴线，超声振子部件（1)、微调机构（2)、偏必块 (4)都布置在密封壳体（3)内。
【专利摘要】一种利用超声振动抑制小型旋转机械转子系统振动的方法：①当振动转子与静子未接触时，将超声振子部件(1)固定在检测到的振动最大位置处，使超声振子部件(1)表面与转子(5)表面保持不小于转子(5)振幅的间隙；②当转子(5)与静子因振动接触时，将超声振子部件(1)固定在转子(5)与静子接触面的径向端面上；③当转子系统产生振幅大于转子(5)直径十分之一的较大振动时，开启超声振子系统，超声振子系统振动产生的挤压膜径向力和摩擦力推动转子(5)向其轴线即平衡位置靠近，使转子(5)振幅和摩擦系数减小。本发明设备故障率低，系统运行稳定性好。其可以应用于抑制小型旋转机械转子系统的振动。
【IPC分类】F16F15/10
【公开号】CN105317923
【申请号】CN201410323693
【发明人】姚红良, 许琦, 姚卓晨, 杨浩杰, 张文兵, 闻邦椿
【申请人】东北大学, 姚红良, 许琦
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年7月8日