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用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201480008236.8

申請日:

2014.01.24

公開號:

CN104995427A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16F 15/02申請日:20140124|||公開
IPC分類號: F16F15/02 主分類號: F16F15/02
申請人: 西門子公司
發明人: 貝恩德·古德里安; 彼得·倫貝格; 安德烈亞斯·普羅克施
地址: 德國慕尼黑
優先權: 13154769.7 2013.02.11 EP
專利代理機構: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240 代理人: 余剛; 李慧
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480008236.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.08|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置(10)。本發明涉及一種用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置(10),其中,該裝置能夠與機器部件耦聯或者設計為該機器部件的一部分,該裝置具有用于調節的調節部段(11)和在該調節部段中布置的缺口(12),并且其中,預設的插入裝置(20)能夠這樣可變地插入到該缺口中,即能夠改變調節部段的剛性。由此也能夠改變機器部件的振動性能。

權利要求書

權利要求書
1.  一種用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置(10),其中,
-所述裝置能夠與所述機器部件耦聯或者設計為所述機器部件的一部分,
其特征在于,
-所述裝置具有用于調節的調節部段(11)以及
-在所述調節部段(11)中布置的缺口(12),其中
-預設的插入裝置(20)能夠如下可變地插入到所述缺口中,即能夠改變所述調節部段(11)的剛性。

2.  根據權利要求1所述裝置,其特征在于,所述插入裝置(20)能可變地定位在所述缺口(12)中。

3.  根據權利要求1或2所述的裝置,其特征在于,所述缺口(12)通過所述插入裝置(20)相對于空的所述缺口彎曲。

4.  根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,所述調節部段(11)設置在所述裝置(10)的邊緣區域上,從而使所述調節部段從所述調節部段的周圍環境中容易觸及地布置。

5.  根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,另外的插入裝置(20)安置在所述缺口(12)中,其中,所述缺口相應地形成用于所述插入裝置的至少一個支撐面(12.1,12.2)。

6.  根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,在所述缺口(12)中形成用于支撐所述插入裝置(20)的至少一個支撐面(12.1, 12.2),所述支撐面以相對于用于將所述插入裝置(20)裝配到所述缺口中的裝配方向(y)的大于0°的傾斜角度取向。

7.  根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,所述缺口(12)設計為能夠使預設的所述插入裝置(20)形狀配合地和/或力配合地與所述調節部段(11)耦聯。

8.  根據前述權利要求中任一項所述的裝置,其特征在于,所述插入裝置(20)具有第一插入部分(21)和第二插入部分(22),所述第一插入部分和所述第二插入部分通過張緊件(23)彼此耦聯。

9.  根據權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述第一插入部分和/或所述第二插入部分(21,22)圓錐形地成型。

10.  根據權利要求8或9所述的裝置,其特征在于,所述張緊件(23)是螺栓,其中,能夠通過所述螺栓的擰緊力調節在所述調節部段(11)上的力。

11.  一種具有殼體或者框架的電動機,其中所述殼體或者所述框架設計具有根據前述權利要求中任一項所述的裝置(10)。

說明書

說明書用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置
技術領域
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置。
背景技術
在機器或者設備上,旋轉的和/或直線運動經常會導致確定的運行頻率,其可能與該機器/設備或者該機器/設備的各個部件的自身頻率一致或者非常接近。這導致不利的共振激發,其帶來高的支承力和材料應力(較快的材料疲勞),尤其是在如焊縫的材料配合的連接時。由此也不利地影響了設備安全。這樣的振動會是系統內在的、或者也通過相鄰地布置的機器或者設備引起,例如在由鋼制成的船體中,其取決于材料地良好地傳導振動,并且在該船體中大多布置有多個柴油機組或者飛輪質量,其能夠相應地產生振動。
發明內容
本發明的目的是提供一種裝置,借助該裝置能夠以簡單的方式優化機器、設備、結構部件或者一些機器部件的振動特性。
該目的通過具有權利要求1的特征的裝置來實現。具有本發明的有利的改進方案的優選的設計方案在從屬權利要求中給出。
因此,根據本發明提出一種用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置,其中
-該裝置與機器部件耦聯或者設計成機器部件的一部分,
-該裝置具有用于調整的調節部段以及
-具有在調節部段中布置的缺口,并且其中
-預設的插入裝置能夠這樣可變地插入到缺口中,即能夠改變調節部段的剛性。
這樣的裝置在其功能性方面也可以描述為振動頻率控制件。優選的是,機器部件是框架、機器殼體或者設備的任意結構部件。通過使用根據本發明的裝置,能使例如對旋轉的部件的精細平衡變得不必要。在不利的自身振動時能夠靈活地改變調節部段的減振特性,并且不需要復雜地改變結構構造或者那些對基礎設施堅固性的匹配。
用于機械地調節機器部件的振動特性的裝置尤其能夠以對在確定的頻率范圍中的振動進行減振為目的來調節自身頻率。優選的是,該裝置能夠與電動機耦聯。此外優選的是,在缺口中形成有用于支撐與缺口一致的插入裝置的支撐部。
所涉及的具有機器部件的機器可以設計成用于實施旋轉的和/或直線的運動或者與用于實施這些運動的另外的機器部件耦聯。待減振的振動可以通過這些運動引起,然而其也可以是這樣的振動或者振動,其由周圍環境,也就是那些另外的機器部分引起。
通過插入裝置能至少部分地封閉缺口。單獨通過質量變化獲得另外的振動特性,這可以用于優化。
在此優選的是,機器部件的一個區域可以理解為調節部段,在該區域中,力施加到機器部件上或者能夠使用附加的質量。
同樣,由一個或者多個部件構成的組件被理解為插入裝置,該組件是可插入的或者可安裝的和/或可幾何變形的,并且在此在很大程度上保持堅固,并且也許可能可以施加一個力,尤其是通過其在至少一個空間方向上在外尺寸上變大或者縮小來實現。
優選的是支撐面被理解為支撐部,插入裝置尤其能夠平坦地抵靠在該支撐面上,并且尤其能在插入部段上施加一個(壓)力。缺口可以由此彎曲,也就是變大,這通常導致自身振動的變化。
機器部件的振動可以是自身振動和/或這樣的振動,其通過與機器部件耦聯的另外的機器或者在周圍環境中布置的機器引起。
插入裝置能夠變化地定位在缺口中和/或通過插入裝置相對于空的缺口彎曲。通過這兩種措施能夠實現改變裝置的振動特性并進而改變機器部件的振動特性。
根據一個有利的實施例,調節部段設置在裝置的邊緣區域上,從而使調節部段從其周圍環境中容易觸及地布置。由此,通過插入裝置能夠將一個力以特別有效的方式施加到調節部段上,尤其是在圓形的外幾何輪廓時,在該輪廓中通過在邊緣區域中的這種布置能夠影響相對于整個外周面環繞的表面應力。同時,缺口保持良好的可觸及性。此外,通過至少以一個較小的程度改變裝置的外尺寸,尤其是通過力變大,也可以改變裝置的體積質量比。這可以通過拓寬或者彎曲缺口來實現。
根據一個有利的實施例,另外的插入裝置安置在缺口中,其中,缺口相應地形成用于插入裝置的至少一個支撐面。由此在調節自身頻率時能提供較高的易變性。可選地能將僅僅一個插入裝置也或者兩個插入缺口中。
支撐面優選地設計為用于將對應的插入裝置平面貼靠的滑合座,即這樣一個面,其幾何上并且在其尺寸上根據插入裝置的幾何形狀和尺寸來確定,并且在該面中也可以僅僅通過靜摩擦來實現支撐。
根據一個有利的實施例,在該缺口形成用于支撐插入裝置的至少一個支撐面,該支撐面以相對于用于將插入裝置裝配到缺口中的裝配方向的大于0°的傾斜角度取向。優選的是,一個/多個支撐部具有至少一個圓錐形的內罩面,其能夠與這個(這些)插入裝置的相應的圓錐形的外罩面耦聯。通過圓錐形的罩面,該力能夠以簡單的方式并且持續地調節,尤其是通過將插入裝置抵靠在其上并且能夠將上升的力傳遞到其上。
根據一個有利的實施例,這樣設計缺口,即,使預設的插入裝置形狀配合地和/或力配合地與調節部段耦聯。由此插入裝置例如能通過靜摩擦固定在設備上。借助于靜摩擦進行固定的優點在于插入裝置關于該設備布置的高易變性,這使得能夠對自身頻率進行良好的精調。支撐部能設計為一個或多個支撐面,在這些支撐面上,一個或多個插入裝置能布置在任意位置中。通常在形狀配合的情況下,預設用于(這些)插入裝置的確定的位置。
根據一個有利的實施例,插入裝置具有第一插入部分和第二插入部分,第一插入部分和第二插入部分通過張緊件彼此耦聯。由此,插入部分能夠抵壓調節部段并且也許可能將一個力施加到缺口上。
根據一個有利的實施例,第一插入部分和/或第二插入部分圓錐形地成型。由此,插入裝置能夠在裝配的狀態中將一個力施加到調節部段上,該調節部段以相對于裝配方向的大于45度地取向,有利地大于60度,尤其是在65至85度的范圍中。
根據一個有利的實施例,張緊件是螺栓,其中,作用在調節部段上的力能夠通過螺栓的擰緊力調節。因此,在張緊件的相對較小的力時能夠將 大的力在垂直于調節部段的裝配方向的方向上施加到調節部段上,并且調節部段可以擴張并且在調節部段內部的應力并且也在整個裝置的大范圍中的應力被改變。
尤其是因此實現一種具有殼體或者框架的電動機,其中該殼體或者框架設計成具有如上所述的裝置。
當前在說明書中描述的特征和特征組合以及接下來在附圖說明中提及的或者在附圖中單獨示出的特征和特征組合并不僅僅應用于相應地給出的組合,而是也用于另外的組合或者單獨位置,而不脫離本發明的范圍。
附圖說明
本發明的其他優點、特征和細節由權利要求、接下來對優選的實施例的描述以及根據附圖給出,其中相同的或者功能相同的部件具有相同的參考標號。圖中示出:
圖1以透視的側視圖示出了具有用于插入裝置的缺口的機器框架或者機器殼體的截面;
圖2以側視圖示出了圖1中的、具有在缺口中布置的并且與機器框架或者機器殼體耦聯的插入裝置的截面,該插入裝置部分地封閉缺口,由此提供了根據本發明的第一實施例的裝置;
圖3以側視圖示出了具有兩個彼此交疊的缺口和具有兩個在缺口中布置的并且與機器框架或者機器殼體耦聯的插入裝置的機器框架或者機器殼體的截面,由此提供了根據本發明的第一實施例的裝置的變體方案;
圖4以側視圖示出了在圖3中示出的裝置,其中詳細地示出了插入裝置的構造;
圖5以側視圖示出了具有缺口和具有在缺口中布置的并且與機器框架或者機器殼體耦聯的插入裝置的機器框架或者機器殼體的截面,由此提供了根據本發明的第二實施例的裝置;
圖6以側視圖示出了在圖5中示出的裝置,其中詳細地示出了插入裝置的構造;
圖7以側視圖示出了具有缺口和具有在缺口中布置的并且與機器框架或者機器殼體耦聯的插入裝置的機器框架或者機器殼體的截面,由此提供了根據本發明的第二實施例的裝置的變體方案;
圖8以側視圖示出了具有用于插入裝置的缺口的機器框架或者機器殼體的截面;
圖9以側視圖示出了圖8的截面,該截面具有在缺口中布置的并且與機器框架或者殼體耦聯的插入裝置,其插入裝置完全地封閉缺口,由此提供了根據本發明的第三實施例的裝置;
圖10以側視圖示出了在圖9中示出的裝置,其中詳細地示出了插入裝置的構造;
圖11以側視圖示出了具有用于插入裝置的缺口的機器框架或者機器殼體的截面;
圖12以側視圖示出了圖11的截面,該截面具有在缺口中布置的并且與機器框架或者機器殼體耦聯的插入裝置,其插入裝置部分地封閉缺口并且可以移動地與缺口耦聯,由此提供了根據本發明的第四實施例的裝置;
圖13以側視圖示出了在圖12中示出的裝置,其中詳細地示出了插入裝置的構造;以及
圖14以側視圖示出了電動機,在該電動機上設置有根據本發明的實施例的裝置。
具體實施方式
在圖1中示出了具有用于插入裝置(未示出)的缺口12的機器框架或者機器殼體,其中,缺口12設置在機器框架的調節部段11中。缺口12通過第一和第二部分12a,12b形成,其彼此交疊并且共同提供在調節部段11的邊緣區域R中的側面開口11a。但是,缺口不必具有側面開口。通過缺口12的布置和幾何形狀能夠影響機器框架的振動特性和減振特性。
在圖2中示出了插入裝置20,其部分地封閉缺口12,由此提供裝置10,借助該裝置能夠將一個力施加到調節部段11上,尤其是在y方向上。插入裝置20能夠選擇性地在此通過形狀配合布置在缺口的左側或者右側部分中。該力也許能夠導致缺口彎曲或者擴張。調節部段11的剛性相應地改變。這導致自身頻率的變化。如果調節部段11或者機器框架具有頻率f1時的共振頻率,那么該共振頻率就通過插入裝置推移到與f1不同的頻率f2。
在圖3中附加地示出了在缺口的右側部分12b中布置的第二插入裝置20,其中,整個缺口通過兩個插入裝置20部分地封閉。插入裝置20能夠分別通過張緊件23在調節部段11中張緊,尤其是在z方向上,并且獨立地在調節部段11上施加一個力,尤其是在y方向上。在此,插入裝置20的布置通過缺口12的幾何形狀預定。通過在缺口12中的兩個插入裝置20例如給出了新的共振頻率f3,其與f1和f2不同。
在圖4中根據圖3中示出的截面III中示出了具有張緊件23的插入裝置20之一,其中,該插入裝置20由兩個旋轉對稱的插入部分21,22形成,二者分別具有圓錐形的外罩面21.1,22.1。插入部分21,22因此彼此這樣布置,即圓錐形外罩面21.1,22.1彼此相對指向并且形成X型布置。 在缺口中的調節部段11設置有相應的內罩面,即第一圓錐形的內罩面12.1和第二圓錐形的內罩面12.2。圓錐形的內罩面12.1,12.2和/或圓錐形外罩面21.1,22.1的傾斜角度可以通過相對于z方向(裝配方向)的傾斜角度α>0°來定義。
張緊件23在此設計為螺栓,該螺栓分別導入插入部分21,22的內螺紋中,并且將插入部分21,22彼此拉近,并且由此將一個力施加到內罩面12.1,12.2上,視圓錐形面的傾斜角度而定,該力基本上在y方向上取向。但是,插入部分也可以通過另外的連接技術彼此連接,例如通過確保可靠的力配合或形狀配合的銷固定彼此連接。
在示出的位置中,該力可以施加到調節部段上或者進一步加大該調節位置的擴張,這由此實現,即插入部分21,22通過螺栓23的進一步夾緊而相對于彼此運動,尤其是直至二者彼此抵靠,其中相應的罩面彼此沿著滑動。螺栓的拉緊產生自身頻率或者這個/一個共振頻率的推移。
在圖5中示出了一個實施例,在該實施例中提供了用于單個插入裝置20的缺口12。調節部段11具有通過缺口12預設的線性開口區域11.1,其在插入裝置20的示出的變體方案中是空的,也就是說沒有插入裝置布置在其中。在圖6中示出了根據在圖5中示出的截面V中的插入裝置20,其中,插入裝置20具有相應于圖5的構造。
在圖7中示出了插入裝置20的一個變體方案,其中,該插入裝置20也布置在線性的開口區域11.1中。插入裝置20具有凸起20a,其伸入到線性的開口區域11.1中,尤其是大約直至一半。在凸起20a相關于線性開口區域11.1的長度12的長度11上可以調節插入裝置20在調節區域11上的效果。凸起20a設計地越長,該區域就越大,在該區域中一個力能夠導入到調節部段11中。在此,插入裝置20的布置通過缺口12的幾何形狀預設。凸起20a此外展現出相對于圖5的實例的質量增大,由此獲得了機 器部件的自身頻率的推移。對此,通過凸起給出了防旋轉功能,其也許也能通過缺口12和/或插入裝置20的罩面中的槽和細溝實現。
在圖8中示出了缺口12,其設計用于容納另外的張緊的插入裝置20(未示出)。為此,插入裝置20就有一個面12.1,其在xy平面(垂直于裝配方向y)中延伸,并且彼此平行地取向。此外,缺口12具有向內伸出到缺口12中的部分12.3,在該部分上能夠固定一個插入裝置(未示出)。在伸出的部分12.3中能夠為此設置緊固件或者導向件(未示出),例如穿孔。
在圖9中示出了完全封閉圖8中的缺口12的插入裝置20,其借助多個張緊件23與調節部段11耦聯。該耦聯能夠通過靜摩擦或者通過至少部分地將張緊件固定在調節部段11上實現。
在圖10中,根據在圖9中示出的截面IX中示出了插入裝置20的構造。該插入裝置20由板狀的楔子形式的兩個插入部分21,22形成,二者分別具有兩個以相對于z方向(裝配方向)的角度α傾斜地延伸的面21.1,22.1。插入部分21,22可以放置在伸出的部分12.3的端面12.3a上,由此能夠限制調節部段11在y方向上的相對運動:然后,端面12.3a的運動通過插入部分21,22限制。插入部分21,22這樣地彼此布置,即面21.1,22.1彼此相對指向并且形成X型布置。在調節部段11上設置有相應的面,即兩個彼此相對布置的第一面12.1和兩個彼此相對布置的第二面12.2。這些面也傾斜地相對于z方向延伸。如果插入部分21,22在調節部段11中張緊,那么插入部分21,22的端面12.3a就在y方向上運動或者相反于該方向地運動。由此又導致調節部段的自身頻率的推移。
張緊件23例如設計成螺栓,它們分別導入到插入部分21,22之一中,并且在裝配的狀態中將插入部分21,22拉到缺口12的伸出的部分12.3上,并且由此將一個力施加到面12.1,12.2上或者調節部段11上,視面的傾斜情況而定,該力基本上在y方向上取向。面12.1,12.2和/或面21.1, 22.1的傾斜情況可以通過相對于z方向的傾斜角度α定義。在示出的位置中,該力進一步升高,這通過插入部分21,22通過螺栓23的進一步夾緊而進一步向著伸出的部分12.3運動、尤其是直至插入部分抵靠在其上來實現,其中相應的面彼此沿著滑動。
螺栓23或者將兩個插入部分21,22彼此連接或者嚙合到在伸出的部分12.3上的內螺紋(未示出)中。內螺紋在此可以如此地設計,即螺栓23可以在y方向上移動,例如作為具有在相對的面上的螺紋形結構的長孔。也能夠以成對的方式提供螺栓和螺母,其中,螺栓在長孔中伸入到伸出的部分12.3中。
調節部段和插入裝置都不必一直相對于裝配方向(z方向)具有傾斜的面(例如圓錐形的面)。更確切地說,對于連接兩個部件來說也可以使用精細配合或者通常的力配合。
在圖11中示出了缺口12,其具有兩個彼此相對地傾斜延伸的面12.1。該缺口12為了布置在缺口12中可在x方向上放置在不同的x位置的插入裝置(未示出)而長形地設計。在此,該缺口12具有面12.1,其在x方向上延伸并且圍繞x軸彼此傾斜地取向。
在圖12中示出了與圖11中的調節部段11耦聯的插入裝置20,其部分地封閉缺口12,并且能夠在x方向上移動。插入裝置20能夠布置在多個不同的x位置中。由此能夠以特別靈活的方式調節調節部段11的剛性或者振動特性。在此,插入裝置20的x位置在缺口12的界限中是可變化的。
在圖13中,根據圖12中示出的截面XII示出了插入裝置20的構造,其中,出于更好地理解的目的,也截取地示出了插入部分21。在插入部分21上布置了圓錐形的外罩面21.1,其具有相對于z方向的傾斜角度α。插入部分21可以通過螺栓23在z方向(裝配方向)中拉入到缺口12中, 從而將一個力在y方向上施加到調節部段11上。該螺栓23穿引通過鎖緊板21a,其抵靠在調節部段11上。鎖緊板21a可以由具有確定的表面粗糙度的材料制成,借助該材料能夠確保鎖緊板21a在插入部段11上的良好的靜摩擦。
在圖14中示出了代表任意機器或者設備的電動機1,在該電動機上布置有如上在多個變體方案中示出的裝置10,該裝置用于調節電動機1或者其殼體或者框架的自身頻率,其中,裝置10具有調節部段11,在該調節部段中設置有缺口12。在該缺口12中布置有插入裝置20,該插入裝置與調節部段11耦聯并且將一個力施加到調節部段11上。
通過插入裝置的附加的質量和位置及其在調節部段上施加的力-這適用于所有的設計方案-殼體、框架或者電動機的自身頻率相對于空缺口的情況發生變化。通過該參數,共振頻率這樣地推移,即該頻率并不由涉及的機器(例如電動機)激發。在適當地推移該共振頻率之后,例如實現了以明顯遠離于共振頻率的頻率進行的激發,由此實際上實現了自身振動的降低或者抑制。

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用于 機械 調節 機器 部件 振動 特性 裝置
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