風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置，包括安裝于風(fēng)機(jī)上的減振元件保持架和安裝于風(fēng)機(jī)齒輪箱上的振動(dòng)傳感器，減振元件保持架上安裝有減振元件，振動(dòng)傳感器和減振元件均通過(guò)連接電纜連接至控制器。本發(fā)明由于磁流變液可以根據(jù)磁場(chǎng)的變化而改變阻尼特性，從而調(diào)整減振元件的剛度和阻尼，滿足風(fēng)電齒輪箱大頻率范圍內(nèi)的減振需要；可以大大增強(qiáng)系統(tǒng)的剛度調(diào)節(jié)范圍，使得減振元件在低頻和高頻均具有良好減振特性；耗能很小，可實(shí)現(xiàn)小能耗下的主動(dòng)控制；由于帶有振動(dòng)傳感器，控制器可以根據(jù)振動(dòng)傳感器測(cè)量的振動(dòng)水平，結(jié)合系統(tǒng)模型，智能的調(diào)節(jié)四個(gè)減振元件中磁流變液的阻尼，從而實(shí)現(xiàn)齒輪箱振動(dòng)幅值的主動(dòng)、智能控制，從而實(shí)現(xiàn)良好的減振效果。
【專利說(shuō)明】風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)電齒輪箱用智能減振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著能源短缺和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，世界各國(guó)普遍意識(shí)到了新能源發(fā)電技術(shù)的重要性，在風(fēng)能、核能、太陽(yáng)能等領(lǐng)域展開(kāi)了大量研究開(kāi)發(fā)工作。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，得到了各國(guó)政府的大力鼓勵(lì)，發(fā)展迅速，近10年來(lái)，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量以近30%的年增長(zhǎng)率飛速發(fā)展，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)最快，已成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量最大的國(guó)家。風(fēng)能開(kāi)發(fā)能減輕空氣污染和水污染，但是如果處理不當(dāng)，則會(huì)增加噪聲污染。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，作為傳遞動(dòng)力的部件，在運(yùn)行期間同時(shí)承受動(dòng)載荷和靜載荷，使得齒輪箱產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)和噪聲，這些振動(dòng)和噪聲會(huì)影響到整個(gè)風(fēng)機(jī)的使用壽命和可靠性，因此需要采用一定的裝置將齒輪箱的振動(dòng)和噪聲控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。
[0003]彈性支撐是改善風(fēng)電齒輪箱振動(dòng)噪聲水平的重要手段，目前所用的彈性支撐主要有橡膠彈性支撐和液體復(fù)合彈性支撐。橡膠彈性支撐主要是利用橡膠的彈性實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)齒輪箱減振的目的，其原理是通過(guò)選擇橡膠的形狀尺寸，使得各個(gè)方向剛度系數(shù)達(dá)到所希望的數(shù)值，通過(guò)橡膠間分子及橡膠分子和填充劑間的相互作用產(chǎn)生的內(nèi)摩擦衰減作用，隔離齒輪箱的振動(dòng)。然而由于橡膠在高頻時(shí)具有較大的動(dòng)剛度，這種特性不僅不能抑制振動(dòng)，反而會(huì)惡化系統(tǒng)的高頻振動(dòng)和噪聲性能。因此，在高頻時(shí)橡膠彈性支撐無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)良好的隔振降噪效果。液體復(fù)合彈性支撐是在橡膠彈性支撐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的減振支撐技術(shù)，該技術(shù)在橡膠內(nèi)部增加液體腔，并將齒輪箱兩個(gè)扭力臂側(cè)的液體腔交叉連接，與橡膠彈性支撐相比，可以增大整個(gè)彈性支撐的剛度范圍，提高抑制齒輪箱振動(dòng)的能力，但是，該技術(shù)是根據(jù)齒輪箱的振動(dòng)水平被動(dòng)的改變剛度和阻尼，且剛度和阻尼的變化范圍有限，無(wú)法滿足齒輪箱大頻率范圍的減振需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置，該裝置能根據(jù)齒輪箱的振動(dòng)水平主動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)剛度和阻尼。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置，包括安裝于風(fēng)機(jī)上的減振元件保持架和安裝于風(fēng)機(jī)齒輪箱上的振動(dòng)傳感器，所述減振元件保持架上安裝有減振元件，振動(dòng)傳感器和減振元件均通過(guò)連接電纜連接至控制器。
[0006]所述減振元件包括一個(gè)帶凹腔的底板，底板邊緣通過(guò)螺栓由上至下依次連接橡膠支撐板、節(jié)流板和彈性件，橡膠支撐板上安裝有內(nèi)部帶有空腔的彈性橡膠殼體，彈性橡膠殼體的頂部設(shè)置有連接板，連接板上設(shè)置有與彈性橡膠殼體內(nèi)部空腔相通的充液螺釘；所述底板的凹腔和彈性橡膠殼體的空腔共同組成一個(gè)大腔體，大腔體被彈性件分為上下兩部分，節(jié)流板的一端伸入到大腔體的上半部分中，節(jié)流板上繞有線圈，線圈一端連接至控制器；大腔體的上半部分中填充有磁流變液，下半部分中充有氮?dú)狻?br> [0007]所述節(jié)流板上開(kāi)有節(jié)流孔。
[0008]本發(fā)明包括減振元件保持架、振動(dòng)傳感器、連接電纜、控制器、減振元件，減振元件安裝在減振元件保持架上，振動(dòng)傳感器安裝在齒輪箱上并連接到控制器，連接電纜連接控制器和減振元件。
[0009]減振元件包括充液螺釘、連接板、彈性橡膠、磁流變液、線圈、橡膠支撐板、節(jié)流板、彈性件、底板、連接螺栓和氮?dú)?，連接板安裝在彈性橡膠上，連接板上裝有充液螺釘，彈性橡膠安裝在橡膠支撐板上，橡膠支撐板、節(jié)流板和彈性件通過(guò)連接螺栓連接到底板上，線圈安裝在節(jié)流板上，節(jié)流板上開(kāi)有節(jié)流孔，彈性件和底板之間充有氮?dú)狻?br> [0010]控制器根據(jù)振動(dòng)傳感器測(cè)得的信號(hào)，結(jié)合風(fēng)機(jī)系統(tǒng)模型，智能計(jì)算系統(tǒng)減振所需的剛度和阻尼大小，通過(guò)連接電纜輸出合適的電流到線圈，線圈在節(jié)流板上產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的變化引起磁流變液的特性變化，從而改變減振元件的剛度和阻尼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減振降噪的目的。
[0011]彈性橡膠為橡膠或金屬?gòu)?fù)合橡膠。
[0012]本發(fā)明有益效果在于:
1、由于磁流變液可以根據(jù)磁場(chǎng)的變化而改變阻尼特性，從而調(diào)整減振元件的剛度和阻尼，因此，本發(fā)明可以滿足風(fēng)電齒輪箱大頻率范圍內(nèi)的減振需要；
2、本發(fā)明采用彈性橡膠、磁流變液及氮?dú)馇唤M合的形式，可以大大增強(qiáng)系統(tǒng)的剛度調(diào)節(jié)范圍，使得減振元件在低頻和高頻均具有良好減振特性；
3、由于磁流變液僅需要很少的電力即可實(shí)現(xiàn)特性的巨大變化，因此本發(fā)明所耗能源很小，可實(shí)現(xiàn)小能耗下的主動(dòng)控制；
4、由于帶有振動(dòng)傳感器，控制器可以根據(jù)振動(dòng)傳感器測(cè)量的振動(dòng)水平，結(jié)合系統(tǒng)模型，智能的調(diào)節(jié)四個(gè)減振元件中磁流變液的阻尼，從而實(shí)現(xiàn)齒輪箱振動(dòng)幅值的主動(dòng)、智能控制，從而實(shí)現(xiàn)良好的減振效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是減振元件結(jié)構(gòu)示意圖；
其中1、風(fēng)電齒輪箱，2減振元件保持架，3、減振元件，4、振動(dòng)傳感器，5連接電纜，6控制器，7、充液螺釘，8、連接板，9、彈性橡膠，10、磁流變液，11、線圈，12、連接螺栓，13橡膠支撐板，14、節(jié)流板，15、彈性件，16、氮?dú)猓?7、底板。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1中，彈性元件保持架2安裝在風(fēng)機(jī)上，減振元件3通過(guò)螺栓安裝在彈性元件保持架2上，風(fēng)電齒輪箱I的兩個(gè)反力臂分別安裝在上下兩個(gè)減振元件3之間，振動(dòng)傳感器4安裝在風(fēng)電齒輪箱I上，振動(dòng)傳感器4與控制器6連接，4個(gè)彈性元件3分別通過(guò)連接電纜5與控制器6連接。[0016]圖2中，連接板8與彈性橡膠9連接，充液螺釘7安裝在連接板8上，彈性橡膠9安裝在橡膠支撐板14上，節(jié)流板14和彈性件15通過(guò)連接螺栓12與橡膠支撐板14和底板17連接，線圈11連接在節(jié)流板14上，連接板8、彈性橡膠9、橡膠支撐板14及彈性件15之間充滿磁流變液，彈性件15和底板17之間充滿氮?dú)?6。
[0017]控制器6根據(jù)振動(dòng)傳感器測(cè)得的信號(hào)，結(jié)合風(fēng)機(jī)系統(tǒng)模型，智能計(jì)算系統(tǒng)減振所需的剛度和阻尼大小，通過(guò)連接電纜輸出合適的電流到線圈，線圈在節(jié)流板上產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的變化引起磁流變液的特性變化，從而改變減振元件的剛度和阻尼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減振降噪的目的。
[0018]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置，其特征是，包括安裝于風(fēng)機(jī)上的減振元件保持架和安裝于風(fēng)機(jī)齒輪箱上的振動(dòng)傳感器，所述減振元件保持架上安裝有減振元件，振動(dòng)傳感器和減振元件均通過(guò)連接電纜連接至控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置，其特征是，所述減振元件包括一個(gè)帶凹腔的底板，底板邊緣通過(guò)螺栓由上至下依次連接橡膠支撐板、節(jié)流板和彈性件，橡膠支撐板上安裝有內(nèi)部帶有空腔的彈性橡膠殼體，彈性橡膠殼體的頂部設(shè)置有連接板，連接板上設(shè)置有與彈性橡膠殼體內(nèi)部空腔相通的充液螺釘；所述底板的凹腔和彈性橡膠殼體的空腔共同組成一個(gè)大腔體，大腔體被彈性件分為上下兩部分，節(jié)流板的一端伸入到大腔體的上半部分中，節(jié)流板上繞有線圈，線圈一端連接至控制器；大腔體的上半部分中填充有磁流變液，下半部分中充有氮?dú)狻?br> 3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電齒輪箱的智能減振裝置，其特征是，所述節(jié)流板上開(kāi)有節(jié)流孔。
【文檔編號(hào)】F16H57/028GK103470737SQ201310453369
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】楊富春, 任祥祥 申請(qǐng)人:山東大學(xué)