專利名稱：扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及平衡裝置和振動(dòng)阻尼裝置。具體地說，本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)來用于同時(shí)去除扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)的組合的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)例如旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)常會(huì)受到扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)。一般來說，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是指引起旋轉(zhuǎn)件(例如旋轉(zhuǎn)軸)繞其中心縱向軸線振蕩轉(zhuǎn)動(dòng)的振動(dòng)。另一方面，平移振動(dòng)一般是指引起旋轉(zhuǎn)件在與其中心縱向軸線垂直方向移動(dòng)的振動(dòng)。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)在各種不同系統(tǒng)如用于汽車、噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)及類似物中均有出現(xiàn)。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，可認(rèn)為扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)是由構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分的滑動(dòng)塊和旋轉(zhuǎn)塊的運(yùn)動(dòng)引起的。這些塊包括活塞、連桿、曲柄及類似物。除滑動(dòng)塊和旋轉(zhuǎn)塊的運(yùn)動(dòng)外，這些汽缸在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的燃燒過程會(huì)引起扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)。
為了減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，過去曾提出過采用不轉(zhuǎn)動(dòng)的粘性扭轉(zhuǎn)阻尼裝置。
圖1示出裝在一皮帶盤上的這樣一種不轉(zhuǎn)動(dòng)的粘性扭轉(zhuǎn)阻尼裝置。皮帶盤30可旋轉(zhuǎn)地由一軸31驅(qū)動(dòng)并設(shè)有一包含有一圓盤阻尼塊32的圓柱腔。該皮帶盤30的圓柱腔的內(nèi)壁與該阻尼塊32的外表面之間的空間限定了一剪切空隙，該剪切空隙通常填充有一被選用的適當(dāng)?shù)恼承粤黧w，以在皮帶盤30的慣量與阻尼塊32的慣量的比值給定情況下使扭轉(zhuǎn)阻尼最大化。發(fā)生在皮帶盤30與阻尼塊32之間的剪切空隙中的剪切阻尼的量取決于空間的大小、流體的粘性以及皮帶盤與阻尼塊之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速。
雖然上述不轉(zhuǎn)動(dòng)的粘性扭轉(zhuǎn)阻尼裝置能夠抵銷一些扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，但還存在許多缺點(diǎn)和不足。一方面，該不轉(zhuǎn)動(dòng)的粘性扭轉(zhuǎn)阻尼裝置并非設(shè)計(jì)來針對(duì)在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的中心縱向軸線的方向上、由該旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)引起的平移振動(dòng)。其結(jié)果則是在系統(tǒng)中仍存有一能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)、性能和壽命產(chǎn)生不利影響的不平衡狀態(tài)。
與此同時(shí)，也需要有一種同時(shí)去除平移及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的裝置，這種裝置尺寸較小、設(shè)計(jì)緊湊，以便能用于現(xiàn)有機(jī)器和系統(tǒng)。
發(fā)明概況本發(fā)明提供一種組合的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，這種裝置特別適用于同時(shí)去除一旋轉(zhuǎn)元件例如一轉(zhuǎn)軸中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)。按照本發(fā)明的平衡裝置就能通過一尺寸較小而緊湊的設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)這些結(jié)果。因此，本發(fā)明能將現(xiàn)有的機(jī)器和系統(tǒng)裝備成可去除扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)的方式。按照本發(fā)明的平衡裝置能設(shè)計(jì)成一適于裝在旋轉(zhuǎn)件上的裝置。或者，如果空間允許，也可對(duì)該旋轉(zhuǎn)件本身加以修改以實(shí)施具體描述如下的本發(fā)明的特征。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)去除裝置包括一裝有一沿至少一側(cè)開放的環(huán)形槽的殼體，一與該殼體固定、以使一側(cè)關(guān)閉并限定一與外部密封的環(huán)形中空內(nèi)部的罩蓋，以及用于將殼體安裝在一旋轉(zhuǎn)件上的裝置。一環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊位于中空內(nèi)部中，該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊具有一尺寸小于界定該中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面的外周表面，故在該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的外周表面與該中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間存在一剪切空隙。該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有至少一個(gè)環(huán)形槽，并且在該中空內(nèi)部中裝有一粘性流體。在該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)裝有多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊可在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)自由移動(dòng)，從而在扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置旋轉(zhuǎn)過程中，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)移動(dòng)，以在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在中空內(nèi)部中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少旋轉(zhuǎn)件中的平移振動(dòng)的位置，從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
按照本發(fā)明的另一方面，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)去除裝置包括一具有一中空內(nèi)部的本體；一裝在本體中空內(nèi)部的環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊裝有至少一個(gè)環(huán)形槽，一在本體中空內(nèi)部的粘性流體；以及多個(gè)裝在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)并以單環(huán)排列的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。該多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊可在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)自由移動(dòng)，從而在本體旋轉(zhuǎn)過程中，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)移動(dòng)，以在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在中空內(nèi)部中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少平移振動(dòng)的位置，從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)去除裝置包括一具有第一和第二中空空間的本體，該第一和第二中空空間通過本體的一壁部隔開；一裝在該第一中空空間中的環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊；以及多個(gè)裝在該第二中空空間中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。該第一中空空間的尺寸大于該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，從而在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的外周與界定第一中空空間的本體的內(nèi)壁表面之間存在剪切空隙。在該第一中空空間中裝有一粘性流體，以使該粘性流體位于該剪切空隙中。裝在第二中空空間中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊最好配置成單環(huán)排。該多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊可在第二中空空間中自由移動(dòng)，從而在本體旋轉(zhuǎn)過程中，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊在第二中空空間內(nèi)移動(dòng)，以在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在第一中空空間中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少平移振動(dòng)的位置，從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
附圖簡(jiǎn)單說明圖1為裝有一不轉(zhuǎn)動(dòng)粘性阻尼裝置的皮帶盤的的橫截面圖；圖2為表示安裝在一磁電機(jī)上的、按照本發(fā)明一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一橫截面圖；圖3為沿圖2中3-3線剖切的、圖2所示扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一橫截面圖；圖4為一裝有一按照本發(fā)明的前平衡裝置的磁電機(jī)曲柄軸組件的分解圖；圖5為一裝有一按照本發(fā)明的后平衡裝置的曲柄軸組件的分解圖；圖6為一裝有一按照本發(fā)明的前和后平衡裝置的雙汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的立體圖；圖7為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖8為按照本發(fā)明又一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖9為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖10為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖11為按照本發(fā)明又一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖12為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖13為按照本發(fā)明又一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖14為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖15為按照本發(fā)明又一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖16為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖17為按照本發(fā)明又一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖；圖18為按照本發(fā)明另一實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的一部分的一橫截面圖。
本發(fā)明具體描述本發(fā)明提供一種對(duì)旋轉(zhuǎn)件如一轉(zhuǎn)軸之類中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)钠胶庋b置或振動(dòng)去除裝置。一般來說，平衡裝置或振動(dòng)去除裝置包括至少一個(gè)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊和多個(gè)平移補(bǔ)償塊。該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊最好為圓柱、環(huán)形或圓盤形式，這種阻尼塊對(duì)可能由各種來源例如內(nèi)燃機(jī)活塞的燃燒引起的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償或去除。該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊可由提供所需重量等級(jí)的各種材料例如金屬(如鋼、不銹鋼、碳化鎢等)和陶瓷材料如氮化硅制成。該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊最好為球狀、圓柱狀重物或盤狀重物形式，這種補(bǔ)償塊對(duì)可能由各種來源例如因推進(jìn)器節(jié)距不均勻造成的質(zhì)量不平衡、流體動(dòng)力學(xué)不平衡或空氣動(dòng)力學(xué)不平衡引起的平移振動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償或去除。這種補(bǔ)償塊也由提供所需重量等級(jí)的材料例如金屬(如鋼、不銹鋼、碳化鎢等)和陶瓷材料如氮化硅制成。以下對(duì)實(shí)施按照本發(fā)明的前述特點(diǎn)的各種平衡裝置進(jìn)行具體描述。
參照?qǐng)D2，按照本發(fā)明的平衡裝置或扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34的一個(gè)實(shí)施例由一適于安裝在一旋轉(zhuǎn)件如一轉(zhuǎn)軸上的盤狀本體36組成。該盤狀本體36包括一設(shè)有一圍繞殼體外周延伸的連續(xù)環(huán)形槽的殼體38。該環(huán)形槽的一側(cè)向外部開放，一罩蓋40與殼體38緊固以關(guān)閉環(huán)形槽的開放側(cè)，并在與外部密封的本體36內(nèi)限定一環(huán)狀的中空內(nèi)部。
一環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42位于本體36的中空內(nèi)部?jī)?nèi)。該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42具有一尺寸小于界定該本體36的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面的外周表面，從而在該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42的外周表面與該本體的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間存在剪切空隙44。在圖3的橫截面圖中更清楚地示出這些剪切空隙44。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42在殼體38內(nèi)不轉(zhuǎn)動(dòng)，且無明顯的徑向運(yùn)動(dòng)。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42為一整塊的盤狀件。如圖2所示，該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42設(shè)有一連續(xù)環(huán)形槽46。該連續(xù)環(huán)形槽46形成在面對(duì)徑向向內(nèi)朝向平衡裝置的縱向旋轉(zhuǎn)軸線48的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42的一側(cè)。
在阻尼塊42中的環(huán)形槽46內(nèi)配置有多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50。在圖2所示的實(shí)施例中，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50為圓球形式，盡管眾所周知，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊還可采取其它形式，例如圓柱或盤狀的重量。
如圖3所示，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50被配置成單環(huán)排。該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50可在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42中形成的環(huán)形槽46內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。環(huán)形槽46中的每個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50的重量和尺寸較佳為相同或基本相同。用于實(shí)現(xiàn)平移振動(dòng)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償塊50較佳為球狀，盡管也可采用其它形狀如圓柱形或盤狀的補(bǔ)償塊。
界定環(huán)形槽46的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42的內(nèi)部表面最好加以硬化，以使平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50的滾動(dòng)阻力為最小。較佳為整個(gè)環(huán)形槽46和形成于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42的外周與界定本體36的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間的剪切空隙44灌注一粘性流體。該粘性流體提供用于平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50的潤(rùn)滑和阻尼，并在剪切空隙44中提供粘性阻尼。
如圖3所示，本體36的中央部設(shè)有一中央通孔52，用于將平衡裝置安裝在一旋轉(zhuǎn)件如一轉(zhuǎn)軸上。中央通孔52周圍還有若干通孔54。這些通孔54可使平衡裝置在旋轉(zhuǎn)件上固定就位。
按照本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置可用于旋轉(zhuǎn)件受到扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的幾乎任何場(chǎng)合。特別適用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例是如圖4所示的磁電機(jī)-曲柄軸組件。這里并不涉及磁電機(jī)-曲柄軸組件的具體細(xì)節(jié)，故有關(guān)該組件各種特點(diǎn)的具體描述從略。磁電機(jī)-曲柄軸組件通常包括一曲柄軸56，一磁電機(jī)盤片或飛輪58，一磁電機(jī)定子63，以及兩個(gè)外殼零件60、61。外殼零件60適于安裝在汽缸體上并設(shè)有一供曲柄軸56的前端穿過延伸的通孔。磁電機(jī)定子63安裝在外殼零件60上并設(shè)有一供曲柄軸56的前端穿過延伸的通孔。磁電機(jī)盤片或飛輪58可運(yùn)轉(zhuǎn)地安裝在曲柄軸56的突出前端并遍布整個(gè)磁電機(jī)定子63。外殼零件61與另一磁電機(jī)外殼零件60螺合以罩復(fù)磁電機(jī)組件。
如圖4所示，本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34被安裝在磁電機(jī)盤片(飛輪)58上。該振動(dòng)去除裝置34系通過使本體36上的通孔54與磁電機(jī)上的相應(yīng)孔對(duì)準(zhǔn)并利用如圖2所示的螺絲62將振動(dòng)去除裝置固定就位。在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34系作為用于磁電機(jī)曲柄軸組件的一前平衡裝置。
圖5示出按照本發(fā)明的平衡裝置的另一用途。在圖5中，曲柄軸組件56裝有一作為一后平衡裝置的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34。在這種結(jié)構(gòu)中，本體36中央部的中央通孔52可以開有螺紋，用于接受曲柄軸組件端部的螺紋64。
圖6示出本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的又一用途。圖6表示一裝有一對(duì)扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34’,34”的雙汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)66。一個(gè)扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34’用作與磁電機(jī)連接的前平衡裝置,而另一個(gè)扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置34”則用作被安裝到曲柄軸上的后平衡裝置。
在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置適于通過旋轉(zhuǎn)件(例如磁電機(jī)或轉(zhuǎn)軸)的轉(zhuǎn)動(dòng)而加以轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50可在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42中的環(huán)形槽46內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，以自然地采取一減少或基本消除平移振動(dòng)的位置。同時(shí)，環(huán)形的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在本體36的中空內(nèi)部?jī)?nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起減少或基本消除平移振動(dòng)的作用。
由此可見，本發(fā)明提供一種用于同時(shí)減少或基本消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的機(jī)構(gòu)。而且平衡裝置的結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊湊，尺寸較小。這意味著該平衡裝置適于裝在空間有限的現(xiàn)有系統(tǒng)和機(jī)器上使用。此外，該平衡裝置在減小平移振動(dòng)外還減小扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力意味著扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)于平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50的性能的影響要比不提供扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的另一種情況比小得多。在上述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等級(jí)與安裝在旋轉(zhuǎn)件上運(yùn)轉(zhuǎn)的本體36相比大大降低。由于容置平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50的環(huán)形槽或滾道46被裝入扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊42，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)于平移振動(dòng)補(bǔ)償塊50性能的影響大為減少。
圖7示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。該實(shí)施例的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置70包括一本體72，一扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74和多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76。應(yīng)理解圖7所示僅為平衡裝置的一部分，該平衡裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)與圖2所示類似。
本體72包括一殼體78和一固定在殼體78一側(cè)的罩蓋80。該殼體78設(shè)有一向殼體的一側(cè)開放并沿殼體的環(huán)形圓周延伸的環(huán)形槽。該罩蓋80以適當(dāng)方式與殼體固定以關(guān)閉殼體的開放側(cè)，并從而在本體72內(nèi)限定一與外部密封的中空內(nèi)部。該殼體78的開放側(cè)允許將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74和平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76裝入該殼體78的環(huán)形槽內(nèi)。一旦將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74和平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76裝入該殼體78的環(huán)形槽內(nèi)，即將罩蓋80與殼體78緊固。
該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74的尺寸為使該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74的外部尺寸小于該本體72內(nèi)界定該中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面的尺寸，從而在該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74的外部表面與該本體72內(nèi)界定該中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間限定一剪切空隙82。該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74設(shè)有兩個(gè)通過一扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊74的中央壁部86相互隔開的環(huán)形槽84。該兩個(gè)環(huán)形槽84位于平衡裝置中心平面88的相對(duì)兩側(cè)，并與殼體72的中心平面88等間隔。在該本體72的中空內(nèi)部中裝有一粘性流體，以灌注剪切空隙82和環(huán)形槽84。
在該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的每個(gè)環(huán)形槽84內(nèi)裝有一環(huán)排平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76。盡管圖7所示為在每個(gè)環(huán)形槽84內(nèi)裝有僅一環(huán)排平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76，應(yīng)理解每條槽84內(nèi)均包含一以類似于圖3所示方式配置的單環(huán)排平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。最好是一條槽中的所有平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76重量和尺寸相同或基本相同，而另一條環(huán)形槽中的所有平移振動(dòng)補(bǔ)償塊76重量和尺寸相同或基本相同。而且一條環(huán)形槽84中的補(bǔ)償塊與另一條環(huán)形槽84中的補(bǔ)償塊重量和尺寸也相同或基本相同。
圖8示出本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中，一平衡裝置90包括一本體92，一環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊94，以及三組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊96、98、100。該本體92包括一具有一環(huán)形槽的殼體102。該殼體102上的環(huán)形槽一端開放以允許將環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊94和平移振動(dòng)補(bǔ)償塊96、98、100裝入該殼體102內(nèi)。該環(huán)形槽增加了從一端(即關(guān)閉端)到相對(duì)端(即開放端)的寬度。一罩蓋104與該殼體102固定以關(guān)閉環(huán)形槽的開放端并從而在本體92內(nèi)限定一環(huán)形中空內(nèi)部。
如對(duì)其它實(shí)施例的上述描述所示，阻尼塊94的尺寸定為在該阻尼塊94的外部表面與界定本體92的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間提供一剪切空隙99。此外，環(huán)形阻尼塊94設(shè)有三個(gè)環(huán)形槽106、108、110。環(huán)形槽106、108、110沿一與平衡裝置的旋轉(zhuǎn)軸線97平行的方向相互隔開。環(huán)形槽106的寬度和深度均小于位于中間的環(huán)形槽108，而該位于中間的環(huán)形槽108的寬度和深度均小于環(huán)形槽110。
平移振動(dòng)補(bǔ)償塊96以一類似于圖3所示的單環(huán)排加以配置。類似地，將平移振動(dòng)補(bǔ)償塊98、100以一類似于圖3所示的單環(huán)排配置在其相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)。最小的槽106中的每個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊96具有相同或基本相同的重量和尺寸，位于中間的環(huán)形槽108中的每個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊98重量和尺寸相同或基本相同，而環(huán)形槽110中的每個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊100重量和尺寸相同或基本相同。而且，補(bǔ)償塊96的重量和尺寸小于位于中間的環(huán)形槽108中的補(bǔ)償塊98，而補(bǔ)償塊98的重量和尺寸小于環(huán)形槽110中的補(bǔ)償塊100。如圖8所示，三個(gè)環(huán)形槽沿一與平衡裝置繞其旋轉(zhuǎn)的縱向軸線平行的方向相互隔開。
在圖8所示的實(shí)施例中，一粘性流體灌滿環(huán)形槽106、108、110以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊94的外表面與界定本體92的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間的一剪切空隙99。
在圖8所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置或平衡裝置112包括一本體114，一環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116，以及四組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊118、120、122、124。本體114包括一設(shè)有一向殼體126一側(cè)開放的環(huán)形槽的殼體126，以及一關(guān)閉殼體126的開放側(cè)的罩蓋128。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116設(shè)有四個(gè)環(huán)形槽130、132、134、136。環(huán)形槽130、134、136向扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116的一側(cè)開放以可插入補(bǔ)償塊118、122、124。罩蓋138與環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116緊固以關(guān)閉并密封環(huán)形槽130、134、136。環(huán)形槽132向扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116的相對(duì)側(cè)開放并通過一罩蓋140加以罩復(fù)。
補(bǔ)償塊11 8、120、122、124作為類似于圖3所示的單環(huán)排被配置在其相應(yīng)的槽130、132、134、136內(nèi)。如圖可見，每個(gè)環(huán)形槽130、132、134、136均具有不同的尺寸。環(huán)形槽132的寬度和深度大于環(huán)形槽130的寬度和深度，環(huán)形槽134的寬度和深度大于環(huán)形槽132的寬度和深度，徑向最外面的環(huán)形槽136的寬度和深度大于位于徑向中間的環(huán)形槽134的寬度和深度。
環(huán)形槽130中的每個(gè)補(bǔ)償塊118較佳地具有相同或基本相同的重量和尺寸，環(huán)形槽132中的每個(gè)補(bǔ)償塊120較佳地具有相同或基本相同的重量和尺寸，環(huán)形槽134中的每個(gè)補(bǔ)償塊122較佳地具有相同或基本相同的重量和尺寸，并且環(huán)形槽136中的每個(gè)補(bǔ)償塊較佳地具有相同或基本相同的重量和尺寸。
此外，一條槽與下一條槽的補(bǔ)償塊的重量和尺寸均不相同。如圖9所示，環(huán)形槽130中的補(bǔ)償塊118的尺寸和重量小于環(huán)形槽132中的補(bǔ)償塊120，在徑向中間的環(huán)形槽134中的補(bǔ)償塊122的尺寸和重量較佳地要大于補(bǔ)償塊120，而徑向最外面的環(huán)形槽136中的補(bǔ)償塊124的尺寸和重量則大于徑向中間的環(huán)形槽134中的補(bǔ)償塊122。如所有前述實(shí)施例一樣，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116的外部尺寸小于本體114中中空內(nèi)部的內(nèi)部尺寸，故在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊116的外周表面與界定本體114的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間存在剪切空隙142。
圖9所示的實(shí)施例具有可在剪切空隙142中放入一種粘性流體而在環(huán)形槽130、132、134、136中放入一不同的粘性流體的優(yōu)點(diǎn)。已發(fā)現(xiàn)為了改善平移振動(dòng)補(bǔ)償塊118、120、122、124的反應(yīng)速度而應(yīng)采用一輕潤(rùn)滑和阻尼流體。以這種方式，當(dāng)平衡裝置開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，補(bǔ)償塊118、120、122、124即開始相當(dāng)快地轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，在剪切空隙142中最好采用具有較差潤(rùn)滑特性的粘性較大的流體例如硅油。
圖10所示實(shí)施例的平衡裝置144包括一本體146、一對(duì)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊148以及兩組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊150。本體146包括一設(shè)有兩條配置在平衡裝置的中心平面153的相對(duì)側(cè)面的隔開的環(huán)形槽的殼體152。每條環(huán)形槽均沿殼體152的一側(cè)開放，并且在殼體的每側(cè)設(shè)有一罩蓋以關(guān)閉該開放側(cè)。
每個(gè)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊148均設(shè)有相應(yīng)的徑向向內(nèi)朝向平衡裝置的縱向軸線開放的環(huán)形槽156。每個(gè)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊148均具有一尺寸小于界定相應(yīng)的中空內(nèi)腔的內(nèi)壁表面的外周表面，從而在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊與相應(yīng)的界定相應(yīng)的中空內(nèi)腔的內(nèi)壁表面之間存在剪切空隙158。
被配置在相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊148的環(huán)形槽156中的補(bǔ)償塊150設(shè)置成類似于圖3所示的單環(huán)排。一條環(huán)形槽156中的補(bǔ)償塊的尺寸和重量彼此相同或基本相同，而在另一條環(huán)形槽156中的補(bǔ)償塊的尺寸和重量相同或基本相同。同時(shí)，在圖10所示的實(shí)施例中，一條環(huán)形槽156中的補(bǔ)償塊與另一條環(huán)形槽156中的補(bǔ)償塊的尺寸和重量也相同或基本相同。
圖11示出平衡裝置160的一實(shí)施例，該平衡裝置包括一本體162，三個(gè)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊164、166、168，以及三組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊170、172、174。本體162包括一設(shè)有三條環(huán)形槽的殼體176，該環(huán)形槽沿殼體176的一側(cè)開放，以便插入扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊164、166、168以及平移振動(dòng)補(bǔ)償塊170、172、174。一罩蓋178與殼體176的開放側(cè)緊固以關(guān)閉該環(huán)形槽并從而限定本體162內(nèi)的三個(gè)中空內(nèi)部。殼體176的環(huán)形槽通過壁部186彼此加以隔開。
三個(gè)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊系包括一徑向最里面的阻尼塊164、一徑向中間的阻尼塊166以及一徑向最外面的阻尼塊168。徑向最里面的阻尼塊164設(shè)有一容置配置成類似于圖3所示的單環(huán)排的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊170的環(huán)形槽180。類似地，徑向中間的阻尼塊166設(shè)有一其中配置有補(bǔ)償塊172的環(huán)形槽182，而最外面的阻尼塊168則設(shè)有一其中容置補(bǔ)償塊174的環(huán)形槽184。補(bǔ)償塊172、174也配置成類似于圖3所示的單環(huán)排。每個(gè)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊164、166、168的尺寸對(duì)在相應(yīng)的阻尼塊164、166、168與界定相應(yīng)的本體162的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間的相應(yīng)的剪切空隙175進(jìn)行限定。
環(huán)形槽1 80中的所有補(bǔ)償塊170具有相同或基本相同的尺寸和重量，環(huán)形槽182中的所有補(bǔ)償塊172具有相同或基本相同的尺寸和重量，環(huán)形槽184中的所有補(bǔ)償塊174具有相同或基本相同的尺寸和重量。位于徑向最里面阻尼塊164的環(huán)形槽180中的補(bǔ)償塊170的尺寸和重量小于徑向中間阻尼塊166的環(huán)形槽182中的補(bǔ)償塊172。類似地，徑向中間阻尼塊166的環(huán)形槽182中的補(bǔ)償塊172的尺寸和重量小于徑向最外面阻尼塊168的環(huán)形槽184中的補(bǔ)償塊174。
圖12所示實(shí)施例的平衡裝置190與圖11所示的實(shí)施例類似，它包括一本體192，三個(gè)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊194、196、198，以及三組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊200、202、204。本體192由一設(shè)有三條環(huán)形槽的殼體206加以限定，每條環(huán)形槽容置環(huán)形阻尼塊194、196、198中的一個(gè)。容置環(huán)形阻尼塊196、198的殼體206中的環(huán)形槽向該殼體的一側(cè)開放，而容置環(huán)形阻尼塊194的殼體206中的環(huán)形槽則向該殼體的對(duì)面開放。殼體206設(shè)有罩蓋208，用于將阻尼塊194、196、198保持在殼體206的相應(yīng)中空內(nèi)部?jī)?nèi)。
如圖12可見，環(huán)形阻尼塊194在尺寸小于環(huán)形阻尼塊196，而環(huán)形阻尼塊196的尺寸小于環(huán)形阻尼塊198。在另一實(shí)施例中，阻尼塊194、196、198的尺寸設(shè)計(jì)為對(duì)相應(yīng)的阻尼塊194、196、198的外周與其中容置該阻尼塊194、196、198的相應(yīng)中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間的剪切空隙205進(jìn)行限定。
如圖12所示，兩個(gè)較小的阻尼塊194、196沿軸線方向被相互隔開，而最大的阻尼塊198則與兩個(gè)較小的阻尼塊194、196徑向向外隔開。每個(gè)阻尼塊194、196、198設(shè)有相應(yīng)的、其中容置有相應(yīng)組的補(bǔ)償塊200、202、204的環(huán)形槽210、212、214。環(huán)形本體194中的環(huán)形槽210的寬度和深度小于阻尼本體196中的環(huán)形槽212的寬度和深度尺寸，而阻尼塊198中的環(huán)形槽214的寬度和深度則大于阻尼塊196中的環(huán)形槽212的寬度和深度。
補(bǔ)償塊200被以一類似于圖3所示的方式配置成單環(huán)排。類似地，補(bǔ)償塊202和補(bǔ)償塊204被配置成相應(yīng)的單環(huán)排。最小的環(huán)形槽210中的每個(gè)補(bǔ)償塊200的尺寸和重量相同或基本相同，中間尺寸環(huán)形槽212中的每個(gè)補(bǔ)償塊202的尺寸和重量相同或基本相同，最大的環(huán)形槽214中的每個(gè)補(bǔ)償塊204的尺寸和重量相同或基本相同。同樣，環(huán)形阻尼塊194的環(huán)形槽210中的補(bǔ)償塊200的尺寸和重量小于環(huán)形阻尼塊196的環(huán)形槽212中的補(bǔ)償塊202。另外，環(huán)形阻尼塊196的環(huán)形槽212中的補(bǔ)償塊202的尺寸和重量小于環(huán)形阻尼塊198的環(huán)形槽214中的補(bǔ)償塊204。
圖13示出平衡裝置220的又一實(shí)施例，該實(shí)施例的平衡裝置包括一本體222，一環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊224，以及一組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊226。本體222包括一殼體228，該殼體具有一沿殼體228一側(cè)開放的環(huán)形槽以便插入阻尼塊224以及一罩復(fù)殼體228的開放側(cè)的罩蓋230。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊224設(shè)有一向阻尼塊224的一側(cè)開放以便插入多個(gè)補(bǔ)償塊226的環(huán)形槽232。阻尼塊224的開放側(cè)通過一罩蓋234加以關(guān)閉。阻尼塊224的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成在阻尼塊224的外周表面與界定容置阻尼塊224的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間設(shè)有剪切空隙236。
設(shè)于環(huán)形槽232內(nèi)的多個(gè)補(bǔ)償塊226和阻尼塊224被配置成類似于圖3所示的單環(huán)排。另外，每個(gè)補(bǔ)償塊226的尺寸和重量最好相同或基本相同。圖1 3并示出可使平衡裝置220與一旋轉(zhuǎn)件如一曲柄軸或磁電機(jī)緊固的通孔238。
圖13所示的本發(fā)明的實(shí)施例類似于上述圖9的實(shí)施例，其中可在剪切空隙236中放置一種粘性流體，而在環(huán)形阻尼塊224的中空內(nèi)部240中放置一不同的粘性流體，以在平衡裝置220開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償塊226的快速反應(yīng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊224在殼體228中形成的環(huán)形槽內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)而無明顯的徑向運(yùn)動(dòng)。
圖14所示的本發(fā)明的實(shí)施例類似于圖13的實(shí)施例，只是在圖14所示的實(shí)施例中，在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊224與界定殼體228中的中空內(nèi)部的一個(gè)內(nèi)壁表面之間設(shè)有一滾針軸承242。該滾針軸承242通過一例如扣環(huán)244沿內(nèi)部剪切空隙237固定就位。當(dāng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊224的徑向位置必須以很高的精度加以保持時(shí)，或者當(dāng)在殼體228與環(huán)形阻尼塊224之間在內(nèi)部剪切空隙237處有過分的力或摩擦?xí)r，圖14中所示的平衡裝置220的實(shí)施例是有利的。
圖15示出本發(fā)明的一不同的實(shí)施例，其中，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊與平移振動(dòng)補(bǔ)償塊分別設(shè)置在殼體中的分開的槽中。如圖15所示，平衡裝置250包括一本體252，三個(gè)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊254、256、258和三組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊260、262、264。本體252包括一設(shè)有六個(gè)環(huán)形槽的殼體266，其中三個(gè)環(huán)形槽向殼體266的一側(cè)開放，三個(gè)環(huán)形槽向殼體266的相對(duì)側(cè)開放。罩蓋268與殼體266的相對(duì)側(cè)緊固以關(guān)閉該環(huán)形槽并在本體252內(nèi)限定多個(gè)中空內(nèi)部。
阻尼塊254、256、258位于平衡裝置250的中心平面的一側(cè)，而各組補(bǔ)償塊260、262、264則位于平衡裝置中心平面的相對(duì)側(cè)。每組補(bǔ)償塊260均位于環(huán)形阻尼塊254、256、258中的一個(gè)的對(duì)面。阻尼塊254、256、258的軸向尺寸從徑向最里面的阻尼塊254到徑向最外面的阻尼塊258遞減。
補(bǔ)償塊260、262、264的每一組均配置成類似于圖3所示的單環(huán)排。如其它已描述的實(shí)施例一樣，所有補(bǔ)償塊260的尺寸和重量相同或基本相同，所有補(bǔ)償塊262的尺寸和重量相同或基本相同，所有補(bǔ)償塊264的尺寸和重量相同或基本相同。另外，徑向最里面的補(bǔ)償塊260的尺寸和重量小于徑向中間的補(bǔ)償塊262，而徑向中間的補(bǔ)償塊262的尺寸和重量小于徑向最外面的補(bǔ)償塊264。
環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊254、256、258的尺寸設(shè)計(jì)為在相應(yīng)阻尼塊254、256、258的外周表面與其中容置阻尼塊的相應(yīng)的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間提供剪切空隙257。并在每個(gè)剪切空隙257中配置一粘性流體。在其中配置有補(bǔ)償塊260、262、264的每個(gè)環(huán)形槽中最好也提供一輕質(zhì)潤(rùn)滑及阻尼流體。灌注其中配置有補(bǔ)償塊260、262、264的環(huán)形槽的粘性流體最好不同于配置在剪切空隙257中的粘性流體，并最好加以選擇，以在平衡裝置開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使補(bǔ)償塊260、262、264達(dá)到良好反應(yīng)速度。也可在包含該補(bǔ)償塊260、262、264的每個(gè)環(huán)形槽中使用具有不同粘性的流體，以實(shí)現(xiàn)每組補(bǔ)償塊所需的不同等級(jí)的反應(yīng)速度。也可在用于阻尼塊254、256、258的每個(gè)剪切空隙中采用不同的流體或不同粘性的流體。
圖16示出與圖15類似的平衡裝置270的一實(shí)施例，只是阻尼塊272、274、276和補(bǔ)償塊278、280、282以重疊關(guān)系位于平衡裝置中心平面的兩側(cè)。在圖15所示的實(shí)施例中，平衡裝置270系由一本體284加以限定，該本體包括一殼體286，該殼體設(shè)有三條向殼體286的一側(cè)開放的環(huán)形槽和三條向殼體286的相對(duì)側(cè)開放的環(huán)形槽。若干罩蓋288與殼體286的相對(duì)側(cè)緊固以關(guān)閉這些環(huán)形槽并將阻尼塊和補(bǔ)償塊保持在本體252的相應(yīng)中空內(nèi)部?jī)?nèi)。在圖15所示的實(shí)施例中，各組補(bǔ)償塊278、280、282的尺寸和重量從徑向最里面的補(bǔ)償塊278到徑向最外面的補(bǔ)償塊282遞增。圖17示出平衡裝置300的又一實(shí)施例，它包括一本體302，一扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊308和設(shè)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊308徑向向內(nèi)和徑向向外的兩組平移振動(dòng)補(bǔ)償塊310。本體302包括一設(shè)有三條相互位于同一平面的環(huán)形槽的殼體304。該殼體304中的環(huán)形槽向殼體304的一側(cè)開放，一罩蓋與該殼體304的開放側(cè)緊固以關(guān)閉該環(huán)形槽并在本體302內(nèi)限定三個(gè)中空內(nèi)部。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊308的尺寸設(shè)計(jì)為在阻尼塊308的外周與界定其中裝有阻尼塊308的中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間提供剪切空隙312。在該剪切空隙312中放置一粘性流體。
徑向最里面的環(huán)形槽314和徑向最外面的環(huán)形槽316每個(gè)均容置一組補(bǔ)償塊310。每組補(bǔ)償塊310均配置成圖3所示的單環(huán)排。位于每個(gè)相應(yīng)的槽314、316中的補(bǔ)償塊310的尺寸和重量相同或基本相同。另外，在徑向最外面的槽316中的補(bǔ)償塊310的尺寸和重量與徑向最里面的槽314中的補(bǔ)償塊310的尺寸和重量相同或基本相同。圖17并示出多個(gè)通孔320中的一個(gè)，這些通孔便于將平衡裝置300與一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件例如一轉(zhuǎn)軸緊固。
以上描述并在附圖中示出的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置的各種實(shí)施例根據(jù)具體系統(tǒng)的要求而適用于各種情況。例如圖2和3示出的本發(fā)明的實(shí)施例提供了可能是最緊湊的設(shè)計(jì)，故可用于存在空間限制和約束的各種應(yīng)用場(chǎng)合。圖7所示的實(shí)施例通過兩組獨(dú)立的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊提供了對(duì)于平移振動(dòng)的附加的補(bǔ)償能力。
圖9所示的本發(fā)明的實(shí)施例在一特定應(yīng)用的平移平衡要求較高時(shí)特別有用。在這方面，圖9的配置提供了從旋轉(zhuǎn)軸以不同的徑向距離隔開的一系列不同滾道或通道。圖8所示的實(shí)施例提供了類似于圖9結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但還對(duì)于機(jī)器的幾何尺寸不允許各種滾道在同一平面徑向配置的情況提供了一種可供替代的配置。
圖10所示的本發(fā)明的實(shí)施例提供了類似于圖7結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，只是它還提供能在每條滾道和剪切空隙中采用兩種不同流體(即不同粘性的流體)的另外的好處。即，中央壁部157一側(cè)的剪切空隙和阻尼塊中的環(huán)形槽中可灌滿或部分灌入一種流體或一具有特定粘性的流體，而中央壁部157另一側(cè)的剪切空隙和阻尼塊中的環(huán)形槽中可灌滿或部分灌入不同種類的流體或具有不同粘性的流體。如果所關(guān)心的是系統(tǒng)在加速到工作速度的過程中的穩(wěn)定性，則圖10所示的配置可能是有用的。
圖11所示的本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)于同時(shí)要求對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和平移振動(dòng)作精密補(bǔ)償?shù)囊痪o湊和重量較輕的裝置可能特別有用。從旋轉(zhuǎn)軸以不同徑向距離設(shè)置的多個(gè)阻尼塊對(duì)在一特定系統(tǒng)中可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)諧波的裝置提供了轉(zhuǎn)動(dòng)得更好的可能性。因此，這種配置能大大改善裝置的平衡質(zhì)量、反應(yīng)速度和工作穩(wěn)定性。
圖12所示的配置綜合了圖10和11所示配置的優(yōu)點(diǎn)，從而提供了可替代的又一方案。圖13所示的實(shí)施例提供了在剪切空隙中采用一種流體或一種具有特定粘性的流體，而在補(bǔ)償塊在其中運(yùn)動(dòng)的滾道中則采用一不同的流體或一種具有不同粘性的流體。因此，可在剪切空隙中采用具有良好扭轉(zhuǎn)阻尼特性但潤(rùn)滑特性不好的硅油，而在用于實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償塊快速反應(yīng)時(shí)間的滾道中則采用具有良好潤(rùn)滑特性的輕質(zhì)合成油。此外，在剪切空隙中采用重油就有可能增加剪切空隙的尺寸，從而使制造公差對(duì)于平衡裝置性能的影響為最小。
圖14所示的實(shí)施例提供了與圖13所示的實(shí)施例類似的優(yōu)點(diǎn)，但還提供另外的優(yōu)點(diǎn)即阻尼塊的對(duì)中更為精密。在阻尼塊與殼體之間的預(yù)期負(fù)荷可能較高而必須采用滾針軸承時(shí)圖14所示實(shí)施例的配置也是有用的。
圖15和16所示的實(shí)施例提供了與以上討論的圖11、12和13所示結(jié)構(gòu)類似的優(yōu)點(diǎn)，只是補(bǔ)償塊與阻尼塊分開，故可在每條槽或通道中采用不同的流體或不同粘性的流體。
在上述本發(fā)明的各實(shí)施例中，平衡裝置在扭轉(zhuǎn)意義上起著對(duì)任何具體頻率均未調(diào)諧的一未調(diào)諧阻尼裝置的作用，但仍很好地適合于在很大頻率范圍上補(bǔ)償振動(dòng)。在系統(tǒng)的具體特性要注意到具有一特定頻率或落在一頻率范圍中的振動(dòng)的一些應(yīng)用中，可采用如圖18所示的一調(diào)諧塊阻尼裝置/未調(diào)諧粘性阻尼裝置。圖18所示的平衡裝置或阻尼裝置320包括一本體322，該本體由一其中形成有一對(duì)該殼體324的一側(cè)開放的環(huán)形槽的殼體324組成。一罩蓋326與殼體324的開放端固定以關(guān)閉該殼體的開放端并限定一殼體中的中空內(nèi)部。
一環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊328位于本體322的中空內(nèi)部?jī)?nèi)。該環(huán)形阻尼塊328具有一U形橫截面并設(shè)有一槽330。多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊332裝在該環(huán)形槽330內(nèi)并配置成類似于圖3所示的單環(huán)排。裝在該環(huán)形槽330中的補(bǔ)償塊332最好具有彼此相同的重量和尺寸。
兩個(gè)圓環(huán)狀彈性件334也位于本體322的中空內(nèi)部并配置在環(huán)形阻尼塊328的相對(duì)側(cè)。該彈性件334與環(huán)形阻尼塊328和本體322的中空內(nèi)部固定，從而在平衡裝置320轉(zhuǎn)動(dòng)過程中對(duì)環(huán)形阻尼塊328的角度運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制。
可對(duì)圖18所示的平衡裝置320進(jìn)行調(diào)諧以通過適當(dāng)選擇彈性件334的材料和特性對(duì)一特定扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率范圍進(jìn)行減振。即，已調(diào)諧阻尼裝置的固有頻率等于彈性件334的旋轉(zhuǎn)剛度的平方根除以阻尼塊328的慣性。通過適當(dāng)選擇彈性件334的材料和特性，就可將已調(diào)諧阻尼裝置的固有頻率設(shè)計(jì)成與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率范圍相對(duì)應(yīng)，這一點(diǎn)是應(yīng)予特別關(guān)注的。
應(yīng)當(dāng)理解，在上述每個(gè)實(shí)施例的描述中平衡裝置均設(shè)有與圖2、3所示的通孔52、54類似的通孔，用于將該平衡裝置在旋轉(zhuǎn)元件(例如軸、磁電機(jī)或其它旋轉(zhuǎn)體)上固定就位。同樣，在每個(gè)所揭示的實(shí)施例中，補(bǔ)償塊也可為圓球形式或采取其它形式如圓柱形重塊或盤形重塊。
本發(fā)明提供用于有效地去除或基本消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的各種不同的實(shí)施例。在初步試驗(yàn)中，已發(fā)現(xiàn)按照本發(fā)明的平衡裝置大大減少了振動(dòng)。根據(jù)采用平衡裝置的不同具體情況，采用平衡裝置所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)能以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)。例如，在噴氣雪橇中采用平衡裝置能使雪橇手操縱雪橇的時(shí)間長(zhǎng)得多而沒有這種交通工具通常會(huì)產(chǎn)生的連續(xù)振動(dòng)。在這種情況及其它情況下，從改善旋轉(zhuǎn)元件的運(yùn)轉(zhuǎn)和效率并因此將系統(tǒng)作為一個(gè)整體的角度來看，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的減少也是有利的。這反過來又提高了機(jī)器或系統(tǒng)的壽命。
按照本發(fā)明的平衡裝置的各種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)還在于它們尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。這意味著該平衡裝置能與現(xiàn)有的系統(tǒng)和機(jī)器連接使用。
按照本發(fā)明的平衡裝置除了能減小平移振動(dòng)外并有減小扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力意味著扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)于平移振動(dòng)補(bǔ)償塊性能的影響要比沒有扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的情況小得多。與沒有平移振動(dòng)補(bǔ)償塊的情況相比，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊大大減少了平移振動(dòng)的等級(jí)。
雖然上述并在附圖中示出的平衡裝置的各種實(shí)施例皆系裝在旋轉(zhuǎn)元件上的分開的平衡裝置，但應(yīng)理解，本發(fā)明還能以其它形式加以實(shí)施。例如，如果旋轉(zhuǎn)件上空間允許，也可直接在旋轉(zhuǎn)件上形成環(huán)形槽，而用這些槽來容置按照附圖所示的各種實(shí)施例的阻尼塊和補(bǔ)償塊。
本發(fā)明的原理、較佳實(shí)施例和操縱方式已如前述。然而本發(fā)明的保護(hù)范圍傾向于并不只限于以上揭示的具體實(shí)施例。這里所揭示的實(shí)施例只是示意性而不是限制性的。其它人員可在不脫離本發(fā)明的精神的前提下進(jìn)行變化和改動(dòng)并采用與此等同的辦法。因此，所有這些變化、改動(dòng)和等同的辦法均落在如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種用于同時(shí)去除一旋轉(zhuǎn)件上的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，包括一裝有一沿至少一側(cè)開放的環(huán)形槽的殼體；一與所述殼體固定、以使一側(cè)關(guān)閉并限定一與外部密封的環(huán)形中空內(nèi)部的罩蓋，該中空內(nèi)部由一內(nèi)壁表面加以界定；用于將所述殼體安裝在一旋轉(zhuǎn)件上的裝置；一位于中空內(nèi)部中的環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，所述環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊具有一尺寸小于界定所述中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面的外周表面，以在所述環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的外周表面與所述中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面之間存在一剪切空隙，所述環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有至少一個(gè)環(huán)形槽；一裝在該中空內(nèi)部中的粘性流體；多個(gè)裝在該環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊，所述平移振動(dòng)補(bǔ)償塊可在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)自由移動(dòng)，從而在扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置旋轉(zhuǎn)過程中，所述平移振動(dòng)補(bǔ)償塊在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)移動(dòng)，以在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在中空內(nèi)部中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少旋轉(zhuǎn)件中的平移振動(dòng)的位置，從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
2．如權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊中的環(huán)形槽為一第一環(huán)形槽，并包括一裝在所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊中的第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽通過扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的一壁部與第一環(huán)形槽隔開，所述多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊配置在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊中的第一環(huán)形槽中，并包括多個(gè)裝在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的第二環(huán)形槽中的可自由移動(dòng)的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
3．如權(quán)利要求2所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第一和第二環(huán)形槽與所述殼體的一中心平面等間隔。
4．如權(quán)利要求2所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第二環(huán)形槽位于第一環(huán)形槽徑向向外。
5．如權(quán)利要求2所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第一環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊重量基本相同，所述第二環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊重量基本相同，第一環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊具有與第二環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊不同的重量。
6．如權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述中空內(nèi)部被分成彼此隔開的第一和第二中空內(nèi)部，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊為配置在第一中空內(nèi)部中的第一扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，并包括一裝在所述第二中空內(nèi)部?jī)?nèi)的第二環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊。
7．如權(quán)利要求6所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第二扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有一環(huán)形槽，并包括多個(gè)配置在所述第二扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
8．如權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有配置成沿一平行于殼體的旋轉(zhuǎn)軸線的方向彼此鄰近的第一、第二和第三環(huán)形槽，所述多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊配置在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的第一環(huán)形槽中，并包括多個(gè)配置在第二環(huán)形槽中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊和多個(gè)配置在第三環(huán)形槽中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
9．如權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第一環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊的每一個(gè)均具有一不同于第二環(huán)形槽和第三環(huán)形槽中的每個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊的重量。
10．一種用于同時(shí)去除一旋轉(zhuǎn)件上的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)去除裝置，包括一具有一中空內(nèi)部的本體；一裝在所述本體中空內(nèi)部的環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有至少一環(huán)形槽；一在所述本體中空內(nèi)部的粘性流體；多個(gè)裝在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)并以單環(huán)排列的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊，所述多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊可在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)自由移動(dòng)，以在本體旋轉(zhuǎn)過程中，所述平移振動(dòng)補(bǔ)償塊在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽內(nèi)移動(dòng)，以在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在中空內(nèi)部中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少旋轉(zhuǎn)件中的平移振動(dòng)的位置，從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
11．如權(quán)利要求10所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述本體適于安裝在旋轉(zhuǎn)件上。
12．如權(quán)利要求11所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，還包括用于將所述本體安裝在旋轉(zhuǎn)件上的裝置。
13．如權(quán)利要求10所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊中的環(huán)形槽為一第一環(huán)形槽，并包括一裝在所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊中的第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽通過扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的一壁部與第一環(huán)形槽隔開，所述多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊配置在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊中的第一環(huán)形槽中，并包括多個(gè)裝在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的第二環(huán)形槽中的可自由移動(dòng)的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
14．如權(quán)利要求13所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第二環(huán)形槽位于第一環(huán)形槽徑向向外。
15．如權(quán)利要求13所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第一環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊重量基本相同，所述第二環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊重量基本相同，第一環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊具有與第二環(huán)形槽中的多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊不同的重量。
16．如權(quán)利要求10所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述中空內(nèi)部被分成彼此隔開的第一和第二中空內(nèi)部，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊為配置在第一中空內(nèi)部中的第一扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，并包括一裝在所述第二中空內(nèi)部?jī)?nèi)的第二環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊。
17．如權(quán)利要求16所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第二扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有一環(huán)形槽，并包括多個(gè)配置在所述第二扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的環(huán)形槽中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
18．如權(quán)利要求10所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊設(shè)有配置成沿一平行于殼體的旋轉(zhuǎn)軸線的方向彼此鄰近的第一、第二和第三環(huán)形槽，所述多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊配置在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的第一環(huán)形槽中，并包括多個(gè)配置在第二環(huán)形槽中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊和多個(gè)配置在第三環(huán)形槽中的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
19．如權(quán)利要求16所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，還包括一對(duì)設(shè)于中空內(nèi)部?jī)?nèi)的隔開的彈性體元件，所述彈性體元件與環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)補(bǔ)償塊固定并與一界定中空內(nèi)部的內(nèi)壁表面固定。
20．一種用于同時(shí)去除一旋轉(zhuǎn)件上的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)去除裝置，包括一具有第一和第二中空空間的本體，所述第一和第二中空空間通過本體的一壁部隔開；一裝在該第一中空空間中并具有一外周的環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，所述第一中空空間的尺寸大于該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊，以便在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊的外周與界定第一中空空間的本體的內(nèi)壁表面之間存在一剪切空隙；一裝在所述第一中空空間中的粘性流體；裝在第二中空空間中并配置成單環(huán)排的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊，所述多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊可在所述第二中空空間中自由移動(dòng)，從而在本體旋轉(zhuǎn)過程中，該平移振動(dòng)補(bǔ)償塊在第二中空空間內(nèi)移動(dòng)，以在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在第一中空空間中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少平移振動(dòng)的位置，從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
21．如權(quán)利要求20所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述本體適于安裝在旋轉(zhuǎn)件上。
22．如權(quán)利要求21所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，還包括用于將所述本體安裝在旋轉(zhuǎn)件上的裝置。
23．如權(quán)利要求20所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述本體包括一通過本體的壁部與第一中空空間隔開的第三中空空間，所述第一中空空間位于第二中空空間與第三中空空間之間，并包括多個(gè)配置在該第三中空空間中并配置成單環(huán)排的平移振動(dòng)補(bǔ)償塊。
24．如權(quán)利要求23所述的扭轉(zhuǎn)及平移振動(dòng)去除裝置，其特征在于，所述第一中空空間位于所述第三中空空間徑向向外。
全文摘要
一種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及平移振動(dòng)去除裝置(34)或平衡裝置包括至少一個(gè)環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊(42)和多個(gè)平移振動(dòng)補(bǔ)償塊(50)的組合。環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊(42)可裝在一殼體中的環(huán)形槽(46)中,以能在平衡裝置(34)中自由移動(dòng)。環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊(42)也可設(shè)有一容置平移振動(dòng)補(bǔ)償塊(50)的環(huán)形槽(46)。補(bǔ)償塊(50)在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊(42)的環(huán)形槽(46)中自由移動(dòng),從而在平衡裝置(34)旋轉(zhuǎn)過程中,補(bǔ)償塊(50)在阻尼塊(42)的環(huán)形槽(46)內(nèi)移動(dòng),以在環(huán)形扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼塊在第一中空空間中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采取一減少平移振動(dòng)的位置,從而減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
文檔編號(hào)F16F15/10GK1222222SQ97195593
公開日1999年7月7日 申請(qǐng)日期1997年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月19日
發(fā)明者保羅·維爾茨巴, 蘭迪·W·佩魯塞 申請(qǐng)人:Eti技術(shù)股份有限公司