阅读说明：本技术 一种船用柴油机减振装置 (Marine diesel vibration damper ) 是由 徐海东 李家淦 马强 王明雨 付振强 刘刚 张少君 苑仁民 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种船用柴油机减振装置,其包括离心力装置、行星齿轮装置和调速控制装置,所述行星齿轮装置包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈,所述行星架与船用柴油机曲轴抗扭地相连,所述齿圈与所述调速控制装置相连,所述离心力装置设置在太阳轮上；所述调速控制装置调整齿圈的转速,以此能够使得即使柴油机转速很低的时候,也能够使离心力装置起到很好的减振效果；同时,能够根据柴油机的不同转速,通过调速控制装置来调整离心力装置的转速,使得离心力装置能够在不同的低速条件下都能够发挥很好的减振效果,大大提高了低速柴油机扭矩输出的稳定性和高可靠性。(The invention relates to a vibration damper of a marine diesel engine, which comprises a centrifugal force device, a planetary gear device and a speed regulation control device, wherein the planetary gear device comprises a sun gear, a planetary carrier and a gear ring; the speed regulation control device regulates the rotating speed of the gear ring, so that the centrifugal force device can play a good vibration damping effect even if the rotating speed of the diesel engine is very low; meanwhile, the rotating speed of the centrifugal force device can be adjusted through the speed adjusting control device according to different rotating speeds of the diesel engine, so that the centrifugal force device can play a good vibration reduction effect under different low-speed conditions, and the stability and the high reliability of torque output of the low-speed diesel engine are greatly improved.)

一种船用柴油机减振装置

技术领域

本发明涉及船用柴油机减振装置，尤其涉及具有离心力装置的船用柴油机减振装置。

背景技术

近年来随着船舶工业的迅猛发展，其动力装置排放的NOX、SO2和颗粒物含量进一步增加，对尾气排放的控制要求也越来越严苛。船用主机排放到空气中的NOX、SO2和颗粒物对人类和环境都会引起很大的危害，国际社会制定了相关的法规，对船舶的污染物排放的要求也越来越高。

而柴油机作为现在船舶中最常用的动力装置，为了应对更加严苛的排放要求，柴油机通过降低其运转转速，使得燃料能够更加充分的燃烧，污染物的产生和排放相应地减少，因此低速柴油机在船舶中的应用越来越广。而由于柴油机的运转转速不断降低，需要配备更大直径的螺旋桨，这就导致动力系统的转动惯量大幅增加，整个船舶的动力轴系的扭振也随之增大，这就使得越来越多的船用低速柴油机需要配备扭振减振器来降低扭振，以提高动力输出的稳定性以及航行的安全性。

在动力机械中，将离心力装置设置于动力轴系中用以对扭振进行减振已经是已知的，该离心力装置包括离心质量、离心质量承载件，离心质量设置于离心质量承载件并能够相对于离心质量承载件做摆动运动，从而对轴系中的扭振进行抑制，能够改善轴系中所传递的扭矩的平稳性。但是，离心力装置的减振是利用离心质量所产生的离心力来其作用的，而离心力装置利用离心力其作用需要一定的转速才能使离心质量克服自身重力从而经由离心力对离心质量承载件产生作用，也就是说，离心力装置起作用需要转速大于一定的值，离心力装置的转速越大，离心力越大，减振效果也越明显。但是由于现有的船用低速柴油机的转速很低，一般在300r/min，大部分都在200r/min以下，这就使得离心力装置应用到船用低速柴油机中时，其所产生的离心力较小，相应地产生的离心力减振效果也较弱。同时，现有的离心力装置不具备有主动调节功能，其适应转速区间的能力几乎没有，只能针对特定的转速区间来单独地设置离心力装置的结构。这大大限制了离心力装置在船用柴油机中的应用。

针对上述问题，本领域中一直致力于改进能够很好适配于船舶的离心力装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种船用柴油机减振装置，其包括离心力装置、行星齿轮装置和调速控制装置，所述行星齿轮装置包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，所述行星轮可相对转动地安装在行星架上，太阳轮具有外齿，齿圈具有外齿和内齿，太阳轮经由行星轮与齿圈传动地连接；所述行星架与船用柴油机曲轴抗扭地相连，所述齿圈与所述调速控制装置相连，所述离心力装置设置在太阳轮上；所述调速控制装置包括控制器、调速电机、调速齿轮，所述调速电机与控制器相连，调速齿轮安装在调速电机的输出轴上并与齿圈的外齿耦合，所述控制器通过调速电机来调整齿圈的转速；所述离心力装置包括离心质量、滚子，在离心质量上设置有第一摆动轨道，在太阳轮上设置有与第一摆动轨道对应的第二摆动轨道，所述滚子设置在第一摆动轨道和第二摆动轨道中，以此，使得摆动质量能够相对于太阳轮做摆动运动；

所述船用柴油机曲轴与太阳轮的转速比为1/1—1/25。

进一步地，还包括柴油机曲轴转速传感器、太阳轮转速传感器、齿圈转速传感器，所述柴油机曲轴转速传感器、太阳轮转速传感器、齿圈转速传感器与所述控制器相连。

进一步地，所述控制器中存储有船用柴油机轴系在不同转速下的扭振特性，以及对应于不同转速的扭振情况离心力装置应有的匹配转速的对应关系；控制器通过读取柴油机曲轴转速传感器获取的柴油机曲轴转速和太阳轮转速传感器获取的太阳轮转速，依据上述对应关系，通过调整齿圈的转速，使太阳轮的转速到达目标转速。

进一步地，所述调速电机为伺服电机或步进电机。

进一步地，所述调速电机能够双向地转动。

进一步地，所述调速电机具有锁止功能。

进一步地，离心力装置位于太阳轮的径向外侧。

进一步地，离心力装置中包括周向均布的至少2个离心质量。

进一步地，行星轮的个数为3-5个。

进一步地，所述船用柴油机曲轴穿过太阳轮，太阳轮通过轴承支撑在与曲轴相连的输出轴上。

实施本发明，具有如下有益效果：使用本发明的船用柴油机减振装置，其应用到低速柴油机中，能够使得即使柴油机转速很低的时候，也能够使离心力装置起到很好的减振效果；同时，能够根据柴油机的不同转速，通过调速控制装置来调整离心力装置的转速，使得离心力装置能够在不同的低速条件下都能够发挥很好的减振效果，大大提高了低速柴油机扭矩输出的稳定性和高可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明的船用柴油机减振装置的结构图。

其中：1.曲轴；2.太阳轮；3.行星轮；4.行星架；5.齿圈；6.离心力装置；7.调速齿轮；8.调速电机；9.控制器；10.柴油机曲轴转速传感器；11.太阳轮转速传感器；12.齿圈转速传感器；13.轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，在与柴油机曲轴1连接的输出轴上设置有本发明的船用柴油机减振装置，其包括离心力装置6、行星齿轮装置和调速控制装置。其中，离心力装置6为利用质量块的离心力对离心力装置6承载件的反作用的原理来对轴系中的扭振进行减振。

所述行星齿轮装置包括太阳轮2、行星轮3、行星架4和齿圈5，行星架4与所述输出轴抗扭地连接，齿圈5则经由行星轮3与太阳轮2耦合。其中，包括多个行星轮3，至少3个，所述多个行星轮3通过行星架4相互地固定，而行星轮3固定于行星架4的一端且能够相对于行星架4自由转动，而行星架4的另一端则抗扭地与输出轴相连。太阳轮2经由轴承13支撑在输出轴上。其中，齿圈5包括内齿和外齿，齿圈5的内齿与行星轮3耦合，进而能够与太阳轮2耦合；齿圈5的外齿则与调速控制装置耦合。

所述离心力装置6固定在太阳轮2上，离心力装置6包括多个离心质量和多个滚子，在每个离心质量上设置有第一摆动轨道，而相应地在太阳轮2上对应地设置有第二摆动轨道，滚子穿设在第一摆动轨道和第二摆动轨道中，以此将离心质量支撑于太阳轮2上，并能够使得离心质量相对于太阳轮2沿着第一摆动轨道和第二摆动轨道做摆动运动，能够经由行星架4、行星轮3和太阳轮2对输出轴中的扭振进行减振作用。对于离心力装置6与太阳轮2的连接方式，离心力装置6即可以直接固定在太阳轮2上，也即离心力装置6的半径小于太阳轮2的径向半径；离心力装置6也可以通过中间构件连接到太阳轮2上，使得离心力装置6位于太阳轮2的径向外侧，使离心力装置6的减振效果更佳。

其中，针对输出轴转速过低造成在此转速下离心力装置6的摆动作用不明显的问题，本发明设置了调速控制装置。调速控制装置包括控制器9、调速电机8、调速齿轮7，其中调速电机8连接到控制器9，调速齿轮7固定在调速电机8的输出轴上，调速齿轮7与齿圈5的外齿耦合，以这样的设置方式，调速电机8能够对齿圈5的转速进行调节和控制。

具体地，假定：太阳轮2的转速为S1，行星架4的转速为S2，齿圈5的转速为S3，而齿圈5与太阳轮2的齿数比为w，那么该行星齿轮装置中输入端行星架4的转速与输出端太阳轮2的转速存在如下的关系：

S1＝(1+w)*S2-w*S3。

因此，能够通过调整S3，也即齿圈5的转速，来调节和控制太阳轮2与行星架4的转速比。通常情况下，齿圈5的齿数要比太阳轮2的齿数大得多。当然，为了满足实际中的调速需要，可以对齿圈5的齿数以及太阳轮2的齿数进行相应地设置。特别地，为了达到更大的增速比，调速电机8能够双向地转动，也即能够驱动齿圈5双向的转动，当齿圈5的旋转方向与太阳轮2的旋转方向反向时，能够达到行星架4的转速与太阳轮2的转速之间产生非常大的增速比。

在此优选地，所述船用柴油机曲轴与行星架的转速比为1/1—1/25。

为了能够对齿圈5的转速和方向精确地控制，进一步地还包括柴油机曲轴转速传感器10、太阳轮转速传感器11、齿圈转速传感器12。所述柴油机曲轴转速传感器10用于测量柴油机曲轴1的转速，也即行星架4的转速，所述太阳轮转速传感器11用于测量太阳轮2的转速，也即离心力装置6的转速，齿圈转速传感器12用于精确地测量齿圈5的转速。

柴油机曲轴转速传感器10、太阳轮转速传感器11、齿圈转速传感器12连接到控制器9。进一步地，所述控制器9中存储有船用柴油机轴系在不同转速下的扭振特性，以及对应于不同转速的扭振情况所述离心力装置6应有的匹配转速的对应关系。在运行中，当控制器9通过读取柴油机曲轴转速传感器10获取的柴油机曲轴1的转速和太阳轮转速传感器11获取的太阳轮2的转速，依据上述对应关系，通过调整齿圈5的转速，使太阳轮2的转速到达对应的目标转速。

进一步地，所述调速电机8为伺服电机或步进电机。

进一步地，所述调速电机8具有锁止功能，也即调速电机8能够使得齿圈5锁止不动。

进一步地，离心力装置6中包括周向均布的至少2个离心质量。

进一步地，行星轮3的个数为3-6个。

进一步地，所述船用柴油机曲轴1穿过太阳轮2，太阳轮2通过轴承13支撑在与曲轴1相连的输出轴上。

实施本发明，具有如下有益效果：使用本发明的船用柴油机减振装置，其应用到低速柴油机中，能够使得即使柴油机转速很低的时候，也能够使离心力装置起到很好的减振效果；同时，能够根据柴油机的不同转速，通过调速控制装置来调整离心力装置的转速，使得离心力装置能够在不同的低速条件下都能够发挥很好的减振效果，大大提高了低速柴油机扭矩输出的稳定性和高可靠性。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。