专利名称：旋转机械转子多频率成分振动自适应变阻尼变刚度减振器的制作方法
技术领域：
本发明是一种在旋转机械中使用的减振器，是一种阻尼减振装置，主要用于控制风机、压缩机、汽轮机等旋转机械的转子的振动问题，属于振动控制技术领域。
背景技术：
近年来，压缩机、汽轮机、燃气轮机等旋转机械向着高转速、高负荷、高效率方向发展，随之带来的振动问题成为一个非常突出和棘手的问题。由于转子系统的振动大小是决定旋转机械产品性能可靠性的重要因素，因而如何减小转子系统的振动，提高转子寿命，保证机械设备安全可靠运行成为旋转机械的研究中亟待解决的重要环节。旋转机械产生振动的原因有很多，主要是由于转子及其零部件存在不平衡量导致转子在旋转过程中产生振动，也包括过临界转速时转子由于变形而产生的振动。此外，造成旋转机械的振动还有其他一些方面如联轴器对中不良，轴承系统故障，流体动力激振以及 外界振源干扰等各种原因。工程实际中往往根据产生振动的各种原因，采取“对症下药”的手段来降低振幅，控制振动。然而，各种振动的性质和类型不同，产生的原因和机理不同，针对性的解决方法和手段以及所采取的措施也不尽相同，但是每一种方法一般都只针对某一类振动问题有效，或只能降低某一频率成分的振动，例如挤压油膜阻尼器可以降低转子过临界转速时的振动，但不能降低转子不对中产生的振动，而实际振动问题往往存在多种振动原因，如一倍频的转子不平衡与二倍频的不对中问题同时发生等。因而希望能够找到一种适用范围更加广泛的方法，即对单一的某种振动问题以及多种同时发生的振动问题都可以有效的起到减振的作用。附加外阻尼以达到减振的目的是工程应用中一种十分有效的手段。阻尼器是一种提供运动阻力、耗散运动能量的装置，在航空航天、军工、车辆船舶、房屋建筑、道路桥梁、石化设备等诸多领域广泛用于吸能减振。目前用于旋转机械的阻尼器主要包括挤压油膜阻尼器(SFD)、电流(磁流)变液阻尼器等。国内外学者对挤压油膜阻尼器进行了大量的实验研究，刘方杰在《挤压油膜阻尼器减振技术》中介绍了挤压油膜阻尼器的结构、工作原理及挤压油膜阻尼技术所取得的成就(机械制造1989年第12期第13 16页)，夏南等在《对挤压油膜阻尼器轴承和选择机械转子一挤压油膜阻尼轴承系统动力特性研究的回顾与展望》中总结与回顾了挤压油膜阻尼器的研究历程，提出了存在的问题及未来研究方向(机械强度2002年第24卷第2期第216 224页)，这些研究表明挤压油膜阻尼器能够有效的降低高速转子的振动，尤其是大大降低过临界转速时的振幅，并降低转子的临界转速，是目前旋转机械中应用最多的阻尼装置，广泛应用于压缩机、燃气轮机等各种旋转机械，已成为航空发动机的一种典型设计。同时挤压油膜阻尼器具有明显的缺陷第一，设计不当或转子系统不平衡恶化将会大幅度增加油膜力的非线性，导致双稳态跳跃，锁死和非协调进动等十分有害的现象发生；第二，突发大不平衡量(如叶轮机械叶片断裂、掉叶片)时会造成挤压油膜阻尼器失效，不但无法减振，还会加剧转子的振动；第三，当转子处于非临界转速区时，挤压油膜阻尼器对振幅的降低不明显，其减振效果并不理想。电流(磁流)变液阻尼器，利用外加电场或磁场的可控性改变电流变液或磁流变液的粘度，从而改变阻尼器的阻尼和刚度以达到减振可控的目的。汪建晓、孟光等人在《挤压式磁流变液阻尼器——转子系统的动力学特性与控制》中提出磁拉力可降低弹性支撑的刚度，降低系统的临界转速和临界振幅，通过开关控制能使阻尼器具有最佳的减振效果(机械工程学报2004年第40卷第3期第76 83页)，并申请发明专利旋转机械转子振动控制用磁流变液阻尼器。其优点是与电流变液阻尼器相比产生的阻尼力较大，明显降低过临界转速区时转子的振动幅值，并且可以提高转子系统的临界转速；缺点是阻尼器只能安装在轴承支撑处，只在临界转速下减振有效，非临界转速减振效果不理想，只对不平衡造成的基频振动有效，对其他频率成分的振动减振效果不好。祝长生在《磁控挤压油膜阻尼器转子系统动力特性试验研究》中表明磁控挤压油膜阻尼器动力特性易于控制，且在设计良好的情况下，能够显著的减小转子系统各阶共振临界转速区的振动(振动工程学报2007年第20卷第2期第107 111页)，其缺陷是磁控挤压油膜阻尼器也只能安装在轴承支撑处，且在非临界转速下减振效果不好。Keun-Joo Kim在《Optimal positioning and control ofa MR-squeeze film damper for reducing unbalanced vibrations in a rotor system with multiple masses》中也表明转子系统在临界转速下的不平衡响应由于磁流变液阻尼器的阻尼作用明显衰弱了(Journal of Vibration and Acoustics 2009年第131卷第4期0410061-0410069)，其优点是给出了阻尼器安装在转子上的最佳位置，且在前几阶临界转速下减振效果显著，不足之处是在非临界转速下减振效果不好，完全依赖磁流变液阻尼器调控阻尼和刚度，不能形成实时连续自适应控制。尽管磁流变液阻尼器可实现转子振动的主动或半主动控制，但仍存在一些问题第一，仅针对转子过临界转速时产生良好的减振效果，转子在非临界转速范围下的振动，减振效果不理想；第二，对于其他原因造成的振动，如不对中、油膜振荡、密封气流激振等振动问题无法起到较好的减振作用；第三，一般情况下都安装在转子系统的轴承支撑位置，不能灵活调整；第四，目前的控制手段多为开关控制或分段控制，不能根据振动情况形成实时连续的自适应控制。目前对于转子振动问题的控制有一些阻尼减振措施，但是总的来说手段相对单一，希望设计出对多种类型的振动、多种频率成分的振动都能起到减振作用、适用性更强的阻尼减振器，本发明就是在这样的背景下提出的。发明内容简述本发明要解决的问题在于针对目前旋转机械中阻尼减振器的缺陷和问题，设计一种能够根据实际需要提供足够大的可变阻尼力；安装位置灵活多样；实现水平、竖直和轴向三维振动控制；对转子多种频率成分的振动以及转子在各种转速下都保证良好减振效果、实现闭环自适应控制的新型变阻尼变刚度减振器。该减振器具有性能稳定、适应性强、实用性好、可靠性高、使用寿命长等优点。为实现以上目的，本发明采取如下技术方案一种旋转机械转子多频率成分振动自适应变阻尼变刚度减振器，该减振器包括转子振动传递环、连杆、复合阻尼器、控制系统。在旋转机械转子的转轴的外侧套有转子振动传递环，在转子振动传递环的外侧套接有连杆，连杆同时连接到磁流变液阻尼器和粘滞阻尼器的活塞上，推动活塞在磁流变液阻尼器以及在粘滞阻尼器中做往复运动，吸收和耗散振动能量。所述的粘滞阻尼器与磁流变阻尼器构成复合阻尼器。所述的转子振动传递环包括有附加轴承，附加轴承与旋转机械转子的转轴相连，并套接在转轴上，但是不作为支撑；所述的附加轴承为滚动轴承，或为滑动轴承等其他形式的轴承，以此达到振动传递的作用。所述的粘滞阻尼器与磁流变阻尼器构成复合阻尼器。实时信号检测分析系统包括电涡流位移传感器、接线端子、信号调理模块、数据采集卡和计算机；其中电涡流位移传感器固定在旋转机械转子的转轴的轴向方向上，将转轴的振动位移信号转化为振动电信号，通过接线端子接入信号调理模块，信号调理模块将杂乱的信号进行整流、滤波及放大，提取出对于分析振动有用的信号，信号通过整流、滤波、放大之后进入数据采集卡，数采卡将模拟电信号转换成数字电信号，并将信号送入计算机中的控制分析系统中，控制分析系统通过对振动电信号分析，确定振动的大小，并结合复合阻尼器的参数给出最佳的控制电压或电流，得到控制信号；执行系统包括电压调节器、电路以及磁流变液阻尼器组成，信号检测分析系统提供的控制信号通过电路传递给电压调节器，控制电压调节器输出电压，保证磁流变液阻尼器的线圈中产生电流，从而能够产生磁场强度来控制复合阻尼器的阻尼和刚度，达到减振效果，形成实时连续闭环的控制回路。
本发明具有如下特点(I)转子振动传递环表示转子主振系统与减振装置子系统的耦合关系，其功能是将转子旋转过程中产生的振动能量传递给减振装置子系统，同时又不能影响转子的正常工作，这也是旋转机械振动能量传递的一个难点。本装置采用了一个附加轴承来达到此目的，该附加轴承可以是滚动轴承，也可以是滑动轴承等其他形式的轴承，附加轴承与旋转机械的转子相连，但不作为支撑，转子工作时产生的振动能量传递到轴承内圈，并通过轴承将振动传给连杆，其特点就是不作为支撑，不干扰转子的正常旋转，同时能够很好的起到振动传递的作用。(2)连杆具有一定的刚度，连接转子振动传递环和阻尼器，并将转子振动传递环传递下来的振动和外传力传递给阻尼器。连杆的形状可以根据阻尼器安装的个数、位置以及转子系统的实际情况灵活变化，以达到更好的振动传递效果。连杆也可以设计成不同的刚度以适应转子系统多种频率成分的振动。(3)复合阻尼器，包括一个粘滞阻尼器和一个磁流变液阻尼器，二者成对组合使用。仅依靠磁流变液阻尼器无法实现对各种频率成分振动以及在转子各个转速下振动的抑制，还需要粘滞阻尼器。粘滞阻尼器固定在基础上，内部可以根据需要放置阻尼能力不同的高分子阻尼液，当振动通过转子振动传递环、连杆传递下来后，带动具有一定质量的阻尼器活塞搅动阻尼液，使阻尼液与阻尼器活塞产生相对运动，发生摩擦，将振动能量由机械能转化为热能并最终消耗在阻尼物质中，起到阻尼减振的作用。粘滞阻尼器的主要功能就是提供基础阻尼，吸收振动能量，对转子多种频率成分的振动以及在转子各个转速下的振动起到抑制作用。磁流变液阻尼器作为粘滞阻尼器的补充，起助力的作用，内部注有磁流变液，壳体内固定有线圈，并与控制系统相连，通过改变外部电压或电流的大小，可以改变线圈内电流的大小，从而调节线圈产生的磁场，在一定范围内调节磁流变液的粘度。磁流变液阻尼器的主要功能是第一，转子系统一般情况下，仅使用粘滞阻尼器控制振动，当某一特定场合下某一时刻，如转子过临界转速区发生共振需要非常大的阻尼力时，通电启用磁流变液阻尼器，联合使用两种阻尼器降低较大的振动，越过临界转速区振动下降后断电关闭磁流变液阻尼器。第二，某些振动特别剧烈的场合，就需要一直使用磁流变液阻尼器，同时本装置可以根据振动情况实时调节磁场大小，从而控制磁流变液阻尼器输出最适宜的阻尼力。第三，磁流变液阻尼器具有变刚度的功能，比如某多转子系统，转子A升速过程中转速接近转子B的临界转速时会使转子B发生剧烈耦合振动，这时我们就可以在转子B施加磁流变液阻尼器，通电增加磁流变液阻尼器的刚度，从而使转子B的临界转速增大，当转子A转速越过转子B的临界转速区后，再断电使转子B的临界转速复原，这样就通过变刚度避开共振，平稳渡过临界转速共振区。
(4)控制系统，主要是与磁流变液阻尼器配合使用，其功能是第一，转子系统正常运转时不用磁流变液阻尼器，传感器检测到振动加剧时才开启使用，当振动降低后又自动关闭；第二，振动特别剧烈需要一直使用磁流变液阻尼器时，能够实现根据振动情况自动调节磁流变液阻尼器的阻尼和刚度，提供可变的阻尼力来实现自适应控制。本装置控制系统包括实时信号检测分析系统和执行系统。实时信号检测分析系统由电涡流位移传感器、接线端子、信号调理模块、数据采集卡及计算机构成。其中电涡流位移传感器将转子振动的位移信号转换为电信号，电信号通过接线端子进入信号调理模块，调理后的信号接入信号采集卡内，转换为计算机可识别的数字信号，计算机内事先编译好的控制系统对采集的振动信号进行分析计算，确定振动大小，结合复合阻尼器的参数，计算出振动控制所需要的磁场力大小以及相对应的外部电压的大小，然后将控制信号传给执行系统。执行系统由电压调节器、磁流变液阻尼器以及相应电路组成，信号检测分析系统提供的控制信号控制电压调节器输出合适的电压，保证线圈中电流能够产生合适的磁场强度来控制复合阻尼器的阻尼和刚度，达到最优的减振效果，形成实时连续闭环的控制回路。本发明的减振基本原理是旋转机械在工作中由于种种原因产生各种不同频率的振动，在转子的合适位置(无需一定在轴承支撑处)安装复合阻尼减振装置，其中装在转子上的转子振动传递环将转子产生的振动能量传递给连杆，连杆将振动能量传递给阻尼器活塞，阻尼器活塞搅动阻尼液，使阻尼液与阻尼器活塞产生相对运动，发生摩擦，将振动能量由机械能转化为热能并最终消耗在阻尼物质中。粘滞阻尼器的作用是提供基础阻尼，吸收振动能量。磁流变液阻尼器作用是某种需要非常大阻尼力的时刻开启磁流变液阻尼器，振动降低后再关闭；振动特别剧烈工况，持续开启磁流变液阻尼器，并根据振动情况形成实时连续闭环的控制回路，输出可变阻尼力；在一定范围内调节复合阻尼器的阻尼和刚度，改变转子临界转速，从而避开相邻转子的共振区。本发明与现有的减振方法和减振阻尼器相比具有以下的优势一.可以同时抑制多种频率成分的振动。对多种原因引起的振动都能够起到良好的减振效果，可以同时抑制转子系统中多种频率成分的振动，例如可以同时降低不平衡、油膜涡动、不对中等原因造成的振动。这是本发明的一个创新点。二.采用复合阻尼器。既可以在转子过临界转速时抑制振动，又可以在转子系统的非临界状况下抑制振动，即在转子的各个转速下都能起到抑振作用；对振动控制是三维的，即对转子水平、竖直和轴向三个方向的振动都能起到抑制作用；某些共振场合还可以提供足够大的可变阻尼力来降低振动；对于多转子系统还可以采用变刚度的方法改变转子临界转速来避开相邻转子共振区。
三.安装数量及位置灵活。可以根据实际情况和需要，在转子上的合适位置安装复合阻尼减振装置，以实现各种目的。如希望达到保护轴承的目的，那么可以在轴承附近安装复合阻尼减振装置；如希望减小联轴器或叶轮处振动，那么可以在相应的位置安装复合阻尼减振装置。阻尼器的安装数量根据实际情况可以是一套、两套甚至是多套，安装位置不仅可以在轴承、叶轮附近，只要空间允许，根据实际情况可以安装在沿转子全长的任意位置，这是本发明的一项优势。四.根据振动情况形成实时闭环连续自适应最优化控制。传统磁流变液阻尼器的控制一般为开关控制或分段控制，电压或电流的变化是阶跃的，即提供的阻尼力是不连续的。本发明的控制系统可以使电压或电流在线连续调节，计算机根据振动信号自动计算出所需最佳的电压或电流大小，这样就可以根据振动情况实时调整电压或电流，形成最合适的阻尼及刚度，更好的控制转子的振动情况。 五.不依赖润滑油。目前用于转子系统的阻尼器都依赖润滑油，由于润滑油粘度有限，故提供的阻尼力受限。本发明的复合阻尼减振装置具有独特的结构，采用高分子粘滞阻尼液，具有很高的粘度，可以摆脱润滑油粘度不足的束缚，具有很强的稳定性以及很高的可靠性，即使在一些恶劣的工况条件下也能正常使用，具有更长的使用寿命。同时本装置不需要改变原有的机械结构，可以完成某些大型老设备的改造，尤其是针对目前石化企业中一些由于振动幅值过大被迫停工的机械设备，能起到良好的减振效果，保障机械设备的安全运行，迅速的恢复生产。总之，本发明所述的阻尼减振装置结构独特、鲁棒性强，可靠性高、性能稳定；无磨损部件，因此维修少、寿命长；阻尼器施加位置灵活，不依赖润滑油，适应性好；控制系统优良，便于实现自适应主动控制。附图及附图的简要说明附图I为本发明在转子系统中的结构简图附图2为本发明复合阻尼装置粘滞阻尼器的结构示意图附图3为本发明复合阻尼装置磁流变液阻尼器的结构示意图附图4为本发明闭环控制系统框图附图5为本发明磁流变液阻尼器控制系统框图附图6为实施例I的示意图附图7为实施例2的示意图附图8为实施例3的示意图附图9为实施例4的示意图附
图10为实施例5的示意图附图11为实施例6的示意图附图12为实施例7的示意图附图13为实施例8的示意图附图14为实施例9的示意例说明I、转轴2、转子振动传递环
3、连杆4、活塞5、粘滞阻尼器6、磁流变液阻尼器7、转子系统支撑8、联轴器9、电机10、线圈
11、电涡流位移传感器12、振动信号13、接线端子14、信号调理模块15、采集卡16、计算机17、控制信号18、电压调节器19、磁流变液阻尼器控制电路
具体实施例方式以下结合附图具体说明本发明的旋转机械中转子多频振动阻尼减振装置。附图I中，电机9提供动力，通过联轴器8使转轴I旋转，这是旋转机械中最基本的结构。转子系统支撑7—般通过轴承、轴承座来支撑转轴I。在某位置施加复合阻尼减振装置，其主要包括转子振动传递环2、连杆3、活塞4、粘滞阻尼器5和磁流变液阻尼器6。附图2和附图3分别给出了复合阻尼减振装置中粘滞阻尼器5和磁流变液阻尼器6的结构示意图，这两者成对组合使用。具体的工作过程是旋转机械运转时，转轴I由于各种原因将会产生振动，转子振动传递环2安装在转轴I上，可以起到传递振动的作用，同时又不会影响转轴I的正常运转，连杆3连接转子振动传递环2和活塞4，并与活塞4 一起将转子振动传递环2传递下来的振动传给复合阻尼减振装置，活塞4浸没在复合阻尼减振装置内部的阻尼液当中，传递下来的振动能量使得活塞4在复合阻尼减振装置内部做往复运动。活塞4搅动阻尼液并将振动能量传给阻尼液，阻尼液产生阻尼力并将振动能量吸收耗散掉，最终达到减振的目的。附图5为磁流变液阻尼器控制系统框图，图中实时信号检测分析系统包括电涡流位移传感器11、接线端子13、信号调理模块14、数据采集卡15和计算机16。其中电涡流位移传感器11将转轴I的振动位移信号转化为振动电信号12，通过接线端子13接入信号调理模块14，信号调理模块14将杂乱的信号进行整流、滤波及放大，提取出对于分析振动有用的信号，并将其调整到合适的范围。信号通过整流、滤波、放大之后进入数据采集卡15，数采卡15将模拟电信号转换成数字电信号，并将信号送入计算机16中的控制分析系统中，控制分析系统通过对振动电信号12分析，确定振动的大小，并结合复合阻尼器的参数给出最佳的控制电压或电流，得到控制信号17。执行系统包括电压调节器18、电路19以及磁流变液阻尼器6组成，信号检测分析系统提供的控制信号17通过电路19传递给电压调节器18，控制电压调节器18输出合适的电压，保证磁流变液阻尼器6的线圈中产生合适的电流，从而能够产生合适的磁场强度来控制复合阻尼器的阻尼和刚度，达到最优的减振效果，形成实时连续闭环的控制回路。实施例I参见附图6，本实施例中转轴I水平方向有足够空间，可以安装复合阻尼装置，那么可以在转轴I某一合适位置的水平方向上施加复合阻尼装置，右方为粘滞阻尼器5，左方为磁流变液阻尼器6。实施例2参见附图7，与实施例I相比，本实施例中转轴I竖直方向有足够空间，可以安装复合阻尼装置，那么在转轴I某一合适位置的竖直方向上施加复合阻尼装置，上方为粘滞阻 尼器5，下方为磁流变液阻尼器6。实施例3参见附图8，与实施例1、2相比，本实施例中转轴I无法对称的施加复合阻尼装置，那么在转轴I空间不受限的某一合适位置的水平方向和竖直方向施加复合阻尼装置，右方为粘滞阻尼器5，下方为磁流变液阻尼器6。实施例4参见附图9，某些振动剧烈的场合，需要尽可能的降低转轴的减振效果。与实施例1、2、3相比，本实施例是一种更为理想的阻尼器施加方式，在其他条件相同的情况下，本实施例可以提供更大的阻尼力，充分降低各方向的振动。实施例5参见附图10，某些场合需要保护转子系统支撑7处的轴承，避免轴承出现损伤和破坏，那么就需要在支撑7附近位置安装阻尼器。充分发挥本发明中阻尼装置施加位置灵活多样的优势，在转轴I上的两个不同位置，即在支撑7的内侧安装复合阻尼装置，左侧轴承处为粘滞阻尼器5，右侧轴承处为磁流变液阻尼器6，这样尽可能降低支撑7处的振幅，减小振动，达到保护轴承的目的。实施例6参见附图11，与实施例5相比，某些转轴I两支撑7之间没有足够的空间来施加阻尼装置，同样要达到保护轴承的目的，也可以选择在两支撑7的外侧位置安装复合阻尼装置，左侧轴承处为粘滞阻尼器5，右侧轴承处为磁流变液阻尼器6。尽管阻尼装置的施加方式不同，但可以起到相同的作用，因而实际工程应用中可以根据具体情况和需要，灵活选择阻尼装置的施加方式。实施例7参见附图12，对于作用载荷对称的挠性转子，两支撑7之间的中点处其挠度最大，因而此处的不平衡量也相对较大，当转轴旋转时，此处的振动也会比较大，为了降低此处的振动，可以在此处安装阻尼器。另外在转轴I的两端一般会有传递载荷，为了保护转轴1，也需要安装阻尼器。故复合阻尼装置的施加形式如附图12所示，转子中间位置为粘滞阻尼器5，转轴I右端为磁流变液阻尼器6。实施例8
参见附图13，对于两转子系统或多转子系统，联轴器8两侧转轴A和转轴B由于热涨等原因标高不同造成轴系不对中等问题引起的振动，可以在联轴器8的两侧，即在两根不同的转轴A和转轴B上施加阻尼器，以减小由于转轴A和转轴B不对中带来的振动，保护联轴器8和两根转轴稳定工作。故复合阻尼装置的施加形式如附图13所示，联轴器8的左侧转轴A上安装粘滞阻尼器5，联轴器8的右侧转轴B上安装磁流变液阻尼器6。实施例9参见附图14，磁流变液阻尼器6具有变刚度的功能，某多转子系统，电机9通过联轴器8带动转轴A旋转，转轴A通过齿轮A与齿轮B的啮合作用带动转轴B旋转。当转轴A升速过程中转速接近转轴B的临界转速时会使转轴B发生剧烈耦合振动，这时我们就可以在转轴B上施加磁流变液阻尼器6，通电增加磁流变液阻尼器的刚度，从而使转轴B的临界转速增大，当转轴A转速越过转轴B的临界转速区后，再断电使转轴B的临界转速复原，这样就通过变刚度避开共振，平稳渡过临界转速共振区。故阻尼装置的施加形式如附图14所 示，在转轴B上安装磁流变液阻尼器6，以调节转轴B的临界转速。
权利要求
1.一种旋转机械转子多频率成分振动自适应变阻尼变刚度减振器，其特征在于其包括转子振动传递环、连杆、复合阻尼器、控制系统；在旋转机械转子的转轴的外侧套有转子振动传递环，在转子振动传递环的外侧套接有连杆，连杆同时连接到磁流变液阻尼器和粘滞阻尼器的活塞上，推动活塞在磁流变液阻尼器以及在粘滞阻尼器中做往复运动，吸收和耗散振动能量；所述的粘滞阻尼器与磁流变阻尼器构成复合阻尼器；所述的转子振动传递环包括有附加轴承，附加轴承与旋转机械转子的转轴相连，并套接在转轴上，但是不作为支撑。
2.根据权利要求I所述的一种旋转机械转子多频率成分振动自适应变阻尼变刚度减振器，其特征在于所述的附加轴承为滚动轴承，或为滑动轴承等其他形式的轴承，以此达到振动传递的作用。
3.根据权利要求I所述的一种旋转机械转子多频率成分振动自适应变阻尼变刚度减振器，其特征在于所述实时信号检测分析系统包括电涡流位移传感器、接线端子、信号调理模块、数据采集卡和计算机；其中电涡流位移传感器固定在旋转机械转子的转轴的轴向方向上，将转轴的振动位移信号转化为振动电信号，通过接线端子接入信号调理模块，信号调理模块将杂乱的信号进行整流、滤波及放大，提取出对于分析振动有用的信号，信号通过整流、滤波、放大之后进入数据采集卡，数采卡将模拟电信号转换成数字电信号，并将信号送入计算机中的控制分析系统中，控制分析系统通过对振动电信号分析，确定振动的大小，并结合复合阻尼器的参数给出最佳的控制电压或电流，得到控制信号；执行系统包括电压调节器、电路以及磁流变液阻尼器组成，信号检测分析系统提供的控制信号通过电路传递给电压调节器，控制电压调节器输出电压，保证磁流变液阻尼器的线圈中产生电流，从而能够产生磁场强度来控制复合阻尼器的阻尼和刚度，达到减振效果，形成实时连续闭环的控制回路。
全文摘要
旋转机械转子多频率成分振动自适应变阻尼变刚度减振器，属于振动控制技术领域。该减振器包括转子振动传递环、连杆、复合阻尼器、控制系统。在旋转机械转子的转轴的外侧套有转子振动传递环，在转子振动传递环的外侧套接有连杆，连杆同时连接到磁流变液阻尼器和粘滞阻尼器的活塞上，推动活塞在磁流变液阻尼器以及在粘滞阻尼器中做往复运动，吸收和耗散振动能量。转子振动传递环包括有附加轴承，附加轴承与旋转机械转子的转轴相连，并套接在转轴上，但是不作为支撑；本发明采用复合阻尼器，既可以在转子过临界转速时抑制振动，又可以在转子系统的非临界状况下抑制振动，即在转子的各个转速下都能起到抑振作用；安装方式灵活多样。
文档编号G05B19/04GK102758874SQ20121024771
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者何立东, 刘明, 刘每, 常健, 张震坤, 郝伟, 陈果, 高金吉 申请人:北京化工大学