本發(fā)明屬于真空泵，涉及一種羅茨桿泵真空機(jī)組減震裝置，特別是一種羅茨桿泵真空機(jī)組減震裝置及減震方法。
背景技術(shù)：
1、羅茨螺桿真空泵是工業(yè)中常用的一種真空泵，它結(jié)合了羅茨式和螺桿式真空泵的特點(diǎn)，羅茨螺桿泵主要由一個固定的外部罐體和內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的螺桿組成，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將氣體從入口處吸入，并在壓縮后從出口處排出，羅茨桿泵真空機(jī)組在運(yùn)行時，由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)及周期性抽氣，會產(chǎn)生固有的機(jī)械振動與氣流脈動，這些振動傳遞至機(jī)組底座及相連管路，會導(dǎo)致設(shè)備疲勞、噪音增大、連接件松動，甚至影響下游工藝的穩(wěn)定性。
2、經(jīng)檢索，如中國專利文獻(xiàn)公開的羅茨螺桿真空泵【申請?zhí)枺篶n202410931537.3；公告號：cn118881686a】，這種真空泵，包括泵體和減震裝置，所述減震裝置包括安裝板、緩震板、緩震環(huán)囊和緩震活塞，所述泵體連接在安裝板板面，所述緩震板板面開設(shè)有供安裝板滑移的緩沖腔，所述緩震環(huán)囊外圈連接在緩沖腔內(nèi)壁，所述緩震環(huán)囊環(huán)繞安裝板，且所述緩震環(huán)囊內(nèi)圈能夠抵緊安裝板外周形成限位，所述緩震活塞連接在安裝板朝向緩沖腔的板面，所述緩沖腔內(nèi)壁開設(shè)有供緩沖活塞滑移的密封流道，所述密封流道連通緩震環(huán)囊內(nèi)腔。
3、該專利中公開的真空泵雖然可以采用緩震環(huán)囊與緩震活塞的組合結(jié)構(gòu)減少震動，但是，該真空泵的減震效能受限于流體阻尼的響應(yīng)速度和環(huán)囊的疲勞壽命，并且對于高頻振動及大振幅沖擊的適應(yīng)性有限，而且對水平方向振動的抑制主要依靠環(huán)囊的側(cè)向剛度，缺乏主動、高效的定向耗能，難以應(yīng)對羅茨桿泵真空機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的多向復(fù)合振動。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種羅茨桿泵真空機(jī)組減震裝置及減震方法，該發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何實(shí)現(xiàn)對羅茨桿泵真空機(jī)組運(yùn)行時產(chǎn)生的多維度、寬頻帶復(fù)合振動進(jìn)行高效抑制。
2、本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
3、一種羅茨桿泵真空機(jī)組減震裝置，包括固定座、固定安裝在固定座表面的緩沖板、四周貫穿插接在固定座內(nèi)部的安裝板和固定安裝在安裝板表面的羅茨真空泵，所述固定座的表面的固定安裝有固定齒環(huán)，且緩沖板的內(nèi)部開設(shè)有可容納固定齒環(huán)的開槽，所述固定齒環(huán)的外壁嚙合連接有多個多向減震組件，且多向減震組件位于緩沖板與安裝板之間；
4、所述多向減震組件包括楔形底塊，且楔形底塊固定安裝在安裝板的底端，所述楔形底塊的底端斜向貼合連接有導(dǎo)板，且導(dǎo)板的底端固定安裝有楔形柱，并且楔形柱滑動安裝在緩沖板的表面，所述楔形柱的一側(cè)轉(zhuǎn)動連接有連接板，且連接板的另一端轉(zhuǎn)動安裝有齒輪盤，所述齒輪盤轉(zhuǎn)動連接在緩沖板的表面，且齒輪盤嚙合連接在固定齒環(huán)的外壁；
5、所述固定齒環(huán)的內(nèi)部設(shè)置有緩沖單元，緩沖單元包括齒輪柱，且齒輪柱轉(zhuǎn)動連接在固定齒環(huán)的內(nèi)部，所述齒輪柱的一側(cè)外壁嚙合連接有第一齒板，第一齒板滑動連接在固定齒環(huán)的內(nèi)部，且第一齒板的頂端固定連接有安裝板的底端，并且第一齒板的底端固定安裝有第二緩沖彈簧，所述第二緩沖彈簧的底端固定連接有固定座；
6、所述齒輪柱的外壁還嚙合連接有第二齒板，且第二齒板滑動連接在固定齒環(huán)的內(nèi)部，所述第二齒板的頂端固定安裝有第一緩沖彈簧，且第一緩沖彈簧的頂端固定安裝有安裝板；
7、所述緩沖板的表面還安裝有水平減震組件。
8、采用以上結(jié)構(gòu)，當(dāng)羅茨真空泵運(yùn)行產(chǎn)生垂直振動時，安裝板帶動其底端的楔形底塊上下運(yùn)動，從而楔形底塊通過其斜面驅(qū)動與之貼合的導(dǎo)板，將垂直方向的直線運(yùn)動高效地轉(zhuǎn)換為楔形柱沿緩沖板表面的徑向滑動，楔形柱再通過連接板驅(qū)動齒輪盤繞固定齒環(huán)轉(zhuǎn)動，通過這樣的設(shè)置，將齒輪嚙合摩擦及旋轉(zhuǎn)慣性來耗散的旋轉(zhuǎn)動能，實(shí)現(xiàn)了振動的初步、高效衰減，并為后續(xù)的緩沖提供了平穩(wěn)的輸入。
9、所述多個齒輪盤環(huán)形等距嚙合在固定齒環(huán)的外壁，且固定齒環(huán)的圓心與緩沖板的軸心相重合；
10、所述緩沖板的表面固定安裝有可容納楔形柱滑動的滑軌，且多個滑軌在固定齒環(huán)外周環(huán)形等距放射狀設(shè)置。
11、采用以上結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了減震力的均勻分布與精準(zhǔn)導(dǎo)向，多個齒輪盤沿固定齒環(huán)周向均勻布置，確保了來自安裝板不同方向的振動分量都能被有效捕捉并轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，避免了單點(diǎn)受力導(dǎo)致的局部過載或響應(yīng)遲滯，而且通過放射狀環(huán)形等距設(shè)置的滑軌，為每個楔形柱提供了精確、低阻的滑動路徑，確保了垂直振動向徑向滑動轉(zhuǎn)換過程的順暢與同步，使得多個多向減震組件能夠協(xié)同一致地工作，共同分擔(dān)和耗散振動能量，極大地提升了整個減震系統(tǒng)的可靠性和平衡性。
12、所述安裝板的四周底端均固定安裝有插桿，且插桿的底端固定安裝有底板，底板位于固定座的底部；
13、所述底板的表面固定連接有第一伸縮彈簧，且第一伸縮彈簧套設(shè)在插桿的外壁，并且第一伸縮彈簧的頂端固定連接有緩沖板的底端。
14、采用以上結(jié)構(gòu)，插桿穿過固定座和緩沖板，其底端的底板與套設(shè)在插桿上的第一伸縮彈簧共同作用，為安裝板和緩沖板組件提供了一個向下的彈性約束和向上的復(fù)位力，通過這樣的設(shè)置，一方面能有效限制安裝板在劇烈振動中可能發(fā)生的過大垂直位移或意外脫出，起到安全限位的作用，另一方面，第一伸縮彈簧的彈性支撐能夠分擔(dān)一部分靜態(tài)負(fù)載，并在動態(tài)過程中提供附加的緩沖，與多向減震組件形成互補(bǔ)，增強(qiáng)了裝置應(yīng)對大振幅沖擊的能力，確保了機(jī)組運(yùn)行的長期穩(wěn)定性和安全性。
15、所述固定座、緩沖板的四周均關(guān)于插桿對應(yīng)開設(shè)有通孔；
16、所述固定座的底端固定安裝有底架，且底架呈“井”型結(jié)構(gòu)設(shè)置。
17、采用以上結(jié)構(gòu)，固定座和緩沖板上對應(yīng)插桿開設(shè)的通孔，確保了插桿能夠自由穿行而無干涉，保證了插桿的正常工作，同時也便于裝置的裝配與維護(hù)，“井”型結(jié)構(gòu)的底架固定于固定座底部，具有極高的抗彎和抗扭剛度，能夠?yàn)檎麄€減震裝置提供一個極其穩(wěn)固的安裝基礎(chǔ)，能有效抵抗來自地面或機(jī)組自身的各種復(fù)雜應(yīng)力，防止基礎(chǔ)變形，確保多向減震組件的基準(zhǔn)位置精確不變。
18、所述第二齒板的外壁固定安裝有滑塊，且固定齒環(huán)的內(nèi)壁開設(shè)有可容納滑塊滑動的滑道；
19、所述固定座的表面固定安裝有安裝柱，且安裝柱的外壁套設(shè)有第二緩沖彈簧。
20、采用以上結(jié)構(gòu)，滑塊與固定齒環(huán)內(nèi)壁滑道的配合，為第二齒板的上下直線運(yùn)動提供了精確的導(dǎo)向和限位，防止其在運(yùn)動過程中發(fā)生偏擺或卡滯，確保了與齒輪柱嚙合的穩(wěn)定性，從而使振動能量能夠高效、可控地在齒輪齒條機(jī)構(gòu)與彈簧之間傳遞，同時，安裝柱固定于固定座，第二緩沖彈簧套設(shè)其上，其一端作用于第一齒板底端，另一端作用于固定座，為第一齒板提供了直接、穩(wěn)定的彈性支撐和緩沖力。
21、所述水平減震組件包括固定柱，且固定柱固定連接在安裝板的底端，所述固定柱的外壁套設(shè)有阻尼彈簧，且阻尼彈簧的底端固定連接在緩沖板的表面，所述緩沖板的表面固定連接有定位塊，且定位塊關(guān)于阻尼彈簧對應(yīng)設(shè)置，并且定位塊的兩側(cè)均設(shè)置有橫向減震單元。
22、采用以上結(jié)構(gòu)，固定柱隨安裝板運(yùn)動，其外部的阻尼彈簧直接承受水平方向的擠壓力或拉伸力，通過自身的彈性變形快速吸收并儲存振動能量，并且定位塊固定于緩沖板表面，位于阻尼彈簧兩側(cè)，作為橫向減震單元的安裝基座和受力支點(diǎn)，將水平振動從安裝板直接引向阻尼彈簧，實(shí)現(xiàn)了與垂直減震通道的分離，能夠更有效地針對羅茨泵運(yùn)行時產(chǎn)生的橫向擺動或氣流脈動引起的水平力進(jìn)行緩沖。
23、所述橫向減震單元包括第二伸縮彈簧，且第二伸縮彈簧固定安裝在定位塊的外壁，所述第二伸縮彈簧的另一端固定安裝有連接塊，且連接塊的外側(cè)轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動板，所述轉(zhuǎn)動板的上方轉(zhuǎn)動安裝有固定底塊，且固定底塊固定連接在安裝板的底端；
24、所述緩沖板的表面開設(shè)有可容納連接塊滑動的滑槽。
25、采用以上結(jié)構(gòu)，當(dāng)安裝板發(fā)生水平位移時，固定底塊推動轉(zhuǎn)動板，轉(zhuǎn)動板帶動連接塊在滑槽內(nèi)滑動，從而拉伸或壓縮第二伸縮彈簧，滑槽為連接塊的運(yùn)動提供了精確導(dǎo)向，通過這樣的設(shè)置，水平直線運(yùn)動首先被轉(zhuǎn)換為第二伸縮彈簧的彈性變形，同時轉(zhuǎn)動板的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動引入了摩擦阻尼，進(jìn)一步消耗能量，相比純彈簧緩沖，能提供更好的阻尼特性和對非軸向力的適應(yīng)性，更有效地抑制水平方向的往復(fù)擺動和瞬時沖擊，使安裝板能更快恢復(fù)穩(wěn)定位置。
26、一種羅茨桿泵真空機(jī)組減震裝置的減震方法，包括以下步驟：
27、s1、振動初步耗散：當(dāng)羅茨真空泵運(yùn)行產(chǎn)生的主要垂直振動傳遞至安裝板時，安裝板隨之產(chǎn)生上下位移，通過在安裝板的底端固定安裝楔形底塊，則使位移直接作用于楔形底塊，楔形底塊的斜面與導(dǎo)板貼合，利用斜面作用將垂直方向的直線運(yùn)動高效地轉(zhuǎn)換為導(dǎo)板及與之固定的楔形柱沿緩沖板表面滑軌的徑向滑動，楔形柱通過連接板與齒輪盤鉸接，則使楔形柱的徑向滑動可以驅(qū)動連接板，帶動齒輪盤繞固定齒環(huán)的外齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而將劇烈的垂直沖擊振動轉(zhuǎn)化為齒輪盤的旋轉(zhuǎn)動能，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過齒輪嚙合處的摩擦以及齒輪盤自身的轉(zhuǎn)動慣量，實(shí)現(xiàn)了振動能量的初步耗散，并為振動設(shè)置了第一道機(jī)械屏障；
28、s2、齒輪二次吸收：安裝板的垂直振動在通過多向減震組件處理的同時，也同步傳遞至位于固定齒環(huán)內(nèi)部的緩沖單元，振動迫使第一齒板和第二齒板沿固定齒環(huán)內(nèi)壁的滑道作直線運(yùn)動，通過第一齒板與第二齒板分別與齒輪柱的兩側(cè)嚙合，則使第一齒板向下運(yùn)動時，壓縮底端的第二緩沖彈簧，同時，在齒輪柱的嚙合作用下，則使第二齒板同步向上運(yùn)動時，壓縮頂端的第一緩沖彈簧，使兩個齒板的運(yùn)動相互關(guān)聯(lián)、相互制約，形成一個內(nèi)在平衡、阻尼特性優(yōu)異的二次緩沖效果，顯著吸收和衰減中低頻振動能量；
29、s3、抑制水平振動：羅茨真空泵產(chǎn)生的水平方向振動或擺動時，安裝板發(fā)生水平位移，固定柱隨安裝板移動，對套設(shè)在其外部的阻尼彈簧產(chǎn)生擠壓或拉伸，同時，安裝板底端的固定底塊推動轉(zhuǎn)動板，轉(zhuǎn)動板一端與固定底塊轉(zhuǎn)動連接，另一端通過連接塊與第二伸縮彈簧相連，則使轉(zhuǎn)動板帶動連接塊在緩沖板的滑槽內(nèi)滑動，拉伸或壓縮第二伸縮彈簧，從而將水平動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，進(jìn)一步消耗能量，能夠柔性化地適應(yīng)不同方向的水平位移，高效抑制安裝板的橫向擺動；
30、s4、支撐防偏位：通過在安裝板的底部設(shè)置插桿，則使插桿與底板通過第一伸縮彈簧提供持續(xù)彈性支撐，從而限制安裝板在振動過程中的垂直位移與偏斜，保持機(jī)組整體穩(wěn)定性，同時配合固定座底端的“井”型底架，為所有減震活動提供了穩(wěn)固不變的基準(zhǔn)平臺。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的羅茨桿泵真空機(jī)組減震裝置及減震方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
32、1、在本發(fā)明中，通過多向減震組件和緩沖單元的設(shè)置，則使羅茨真空泵產(chǎn)生振動的垂直方向的能量可以通過安裝板傳遞至楔形底塊，并最終轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動能并實(shí)現(xiàn)初步耗散，同時在水平減震組件的作用下，將水平振動由獨(dú)立的阻尼彈簧與橫向減震單元吸收，通過這樣的設(shè)置，將羅茨桿泵真空機(jī)組運(yùn)行時產(chǎn)生的復(fù)雜多向振動，進(jìn)行多路徑疏導(dǎo)、多形式轉(zhuǎn)換和多級次耗散，從而降低振動能量，克服了傳統(tǒng)減震裝置往往只能單向或簡單復(fù)合減震的局限，顯著提升了在復(fù)雜振動工況下的整體抑振效果，尤其適用于羅茨泵這類同時存在機(jī)械振動與氣流脈動的設(shè)備，有效降低了傳遞至基礎(chǔ)與管路的振動能量。
33、2、在本發(fā)明中，在多向減震組件的作用下，通過楔形底塊與導(dǎo)板的設(shè)置，將安裝板傳來的垂直直線振動無延遲地轉(zhuǎn)換為楔形柱沿滑軌的精確徑向滑動，再通過連接板驅(qū)動齒輪盤繞固定齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而將難以直接耗散的沖擊性動能，轉(zhuǎn)化為可通過齒輪嚙合面摩擦及旋轉(zhuǎn)件慣性來耗散的旋轉(zhuǎn)動能，實(shí)現(xiàn)了振動能量的高效初步衰減，而且通過多個齒輪盤的環(huán)形等距設(shè)置，確保了來自不同方向的振動分量均能被有效捕捉與均化處理，避免了應(yīng)力集中。
34、3、在本發(fā)明中，通過緩沖單元的設(shè)置，則使安裝板的振動驅(qū)動第一齒板和第二齒板沿固定齒環(huán)內(nèi)滑道作相向或背向運(yùn)動，從而使得兩齒板的運(yùn)動相互耦合制約，不僅能有效吸收中低頻振動能量，還能通過彈簧的協(xié)同變形自適應(yīng)不同振幅的沖擊，提供平滑的復(fù)位力，顯著抑制了振動傳遞的峰值。
35、4、本發(fā)明中，通過水平減震組件的設(shè)置，則使固定柱與阻尼彈簧構(gòu)成直接的軸向緩沖，快速吸收水平動能，而且橫向減震單元通過轉(zhuǎn)動板將水平位移轉(zhuǎn)換為第二伸縮彈簧的彈性變形，能高效抑制安裝板的橫向擺動與扭振，確保機(jī)組在復(fù)雜受力下的姿態(tài)穩(wěn)定。