CN100520109C

CN100520109C - 一种弹支干摩擦阻尼器电控装置

Info

Publication number: CN100520109C
Application number: CNB2007100175932A
Authority: CN
Inventors: 廖明夫; 王四季; 杨伸记
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: CN101275619A

Abstract

本发明是一种弹支干摩擦阻尼器电控装置，包括静摩擦片(5)、衔铁(8)、支座(11)和电磁铁(14)。将支座套装在轴上，静摩擦片(5)套装在支座上，电磁铁套装在静摩擦片上。电磁铁支架(7)固定于支座(11)上，提供静摩擦片(5)轴向运动的阻力和动摩片(4)、静摩片(5)之间的压紧力；通过定位螺帽(10)调整动摩片与静摩片不工作时的间隙；导杆(13)的半球端始终与动摩片接触，并通过弹簧(15)与调节螺栓(16)连接，用于调整复位弹簧的预压力大小。本发明既解决了弹支干摩擦阻尼器动摩片与静摩片之间的接触与分离问题，又能够使弹支干摩擦阻尼器动摩擦片与静摩擦片之间的摩擦力用电磁力控制，以达到主动调节附加在转子的外阻尼。

Description

一种弹支干摩擦阻尼器电控装置

(一)技术领域：

本发明涉及转子振动控制领域，是一种弹支干摩擦阻尼器电控装置。

(二)背景技术：

弹支干摩擦阻尼器作为一种新型的减振机构具有较好的减振效果。用它作为转子振动的被动控制装置能够明显降低转子过临界转速时的振动幅值。在专利“一种抑制带弹性支承转子系统振动的方法及装置”(ZL200410073346.0)中，弹支干摩擦阻尼器作为被动控制的阻尼机构存在着无法根据转子振动状态进行最优控制和长时间干摩擦使摩擦面过热的缺点。因此，把弹支干摩擦阻尼器改进成电控式主动控制的阻尼器在工程应用中具有重要意义。

(三)发明内容：

为克服现有弹支干摩擦阻尼器无法根据转子振动状态进行最优控制和长时间干摩擦使摩擦面过热的不足，本发明提出一种弹支干摩擦阻尼器电控装置。

本发明包括静摩擦片5、导向健6、电磁铁支架7、衔铁8、衔铁锁紧螺帽9、静摩片定位螺帽10、支座11、静摩片复位导杆13、电磁铁14、复位弹簧15、复位力调节螺栓16。其中：

支座11为一端有端盖圆形中空套筒，该端盖的下部有地脚板；环支座端盖内圆表面上均匀分布有四个安装槽24，该槽的外形与尺寸均与电磁铁支架7的支板相配合；支座套筒被套装在轴上，与轴之间为间隙配合；在靠近端盖的套筒外表面上，有一段外螺纹；在支座套筒一侧的上表面沿轴向有一导向键槽，该导向键槽始自中空套筒底部至螺纹处。

圆环形的摩擦片和与之相连的中空贯通套筒共同构成了静摩擦片5，其外形呈“T”形，其中摩擦片的外径与动摩擦片4相同，套筒的长度小于支座套筒键槽的长度，套筒套装在支座上，两者在轴向滑动配合。在静摩擦片套筒内壁一侧表面，沿轴向有一定位键槽25，该定位键槽贯穿整个套筒的轴向长度，其位置、外形及尺寸均与导向键槽相同。在静摩擦片套筒筒壁内有三个轴向贯通筒壁的导杆孔，该孔的内径大于复位导杆和调节螺栓的外径。复位导杆13为一端为半球状的小圆柱体。

电磁铁支架7为“L”形杆件，分别形成了支杆和支板；支杆的端部和支板上均有安装孔。

电磁铁14为中空圆柱体，线圈被缠绕在圆筒的外表面；电磁铁的内径略大于静摩擦片5，外径小于四个电磁铁支架7之间所构成的内径；在电磁铁14的外圆表面均匀分布有四个安装孔，该安装孔的轴向位置与电磁铁支架7支杆上的安装孔相配合。

电磁铁衔铁8和锁紧螺帽9均为圆形板，其中心处均有内螺纹孔，该螺纹孔可与静摩擦片套筒上的螺纹相配合。

导向键6为长方形，其外形与导向键槽相配合，长度小于导向键槽。

装配时：

将导向键6嵌装并固定在支座套筒上的导向键槽内，并使导向键高出导向键槽；将导杆13和调节螺栓16装入静摩擦片套筒侧壁内的贯通孔内，并且导杆13的半球端始终与动摩擦片4接触，导杆13的另外一端通过弹簧15与处于贯通孔另一端的调节螺栓16连接，并通过调节螺栓调整弹簧的预压力大小。

定位螺帽10安装在支座11套筒的外螺纹上，用于调整动摩片4与静摩片5之间的间隙。通过锁紧螺帽9将电磁衔铁8安装在静摩擦片的外螺纹上。

电磁铁支架7与支座端盖固定连接；电磁铁14与电磁铁支架7固定连接，并保证两者之间有足够的间隙。将电磁铁支架7的支板嵌入支座端盖上的安装槽24内并固定。电磁铁14主要提供静摩擦片5作轴向运动的阻力和动摩片4、静摩片5之间的压紧力，力的大小由通入电磁铁14的电流来控制。

将静摩擦片5套装在支座11套筒之上，两者之间为间隙配合，并且使导向键6嵌入定位键槽23内，以限制静摩片5在支座11上轴向转动。电磁铁衔铁8和锁紧螺帽9安装在静摩擦片5套筒的螺纹上，通过调节电磁铁衔铁8在静摩片5上位置，实现调节衔铁8与电磁铁14之间的磁隙，并通过锁紧螺帽9定位。

动摩擦片4和静摩擦片5的摩擦面平行放置，并保持间隙，并使复位导杆13半球形一端始终与动摩擦片4接触。

本发明的工作方式为：传感器18、19测量转子转速和转子振动信号。阻尼力的大小根据转速和振动信号调整，动摩片4和静摩片5之间的摩擦阻尼力由电磁铁14来控制，达到控制转子振动的目的。本发明预先设定转子转速和转子振动阀值范围：当超过设定的阀值范围时，电磁铁14使干摩擦阻尼器的动摩片4和静摩片5接触。动摩片4和静摩片5之间的压力由电磁铁14根据转子振动大小来调节，使振动达到最小。当转速和振动都不超过设定阀值范围时，复位弹簧15使干摩擦阻尼器的动摩片4和静摩片5脱离，相互之间不再产生摩擦。

本发明既解决了弹支干摩擦阻尼器动摩片4与静摩片5之间的接触与分离问题，又能够使弹支干摩擦阻尼器动摩擦片4与静摩擦片5之间的摩擦力用电磁力控制，以达到调节阻尼值的目的。因此为实现用弹支干摩擦阻尼器对转子振动进行主动控制提供了一种新途径，具有结构简单、控制方法简单、可靠性高等优点。因此在航空、航天领域有着广阔的应用前景。

(四)附图说明：

附图1弹支干摩擦阻尼器结构示意图；

附图2弹支干摩擦阻尼器电控装置结构示意图；

附图3支座11的结构示意图；

附图4静摩擦片5的结构示意图；

附图5导向健6和电磁铁支架7的结构示意图；

附图6弹支干摩擦阻尼器控制装置示意图；

附图7施加主动控制后的减振效果(升速幅频特性曲线比较)。

1.柔性联轴器 2.轴承支座 3.弹性支承 4.动摩片 5.静摩擦片

6.导向键 7.电磁铁支架 8.衔铁 9.锁紧螺帽 10.定位螺帽

11.支座 12.轴 13.导杆 14.电磁铁 15.弹簧

16.调节螺栓 17.轮盘 18.光电传感器 19.位移传感器

20.信号调理器 21.计算机 22.功率放大器 23.定位键槽 24.安装槽

25.定位键槽

(五)具体实施方式：

本发明的结构如图2所示。它由静摩擦片5、导向健6、电磁铁支架7、衔铁8、衔铁锁紧螺帽9、静摩片定位螺帽10、支座11、静摩片复位导杆13、电磁铁14、复位弹簧15、复位力调节螺栓16。其中：

支座11为一端有端盖圆形中空套筒，该端盖中心线以上为半圆，中心线以下为与半圆直径等宽的矩形，并且该端盖矩形的下部有地脚板，地脚板通过螺栓连接于地基上；环支座11端盖的内圆表面上均匀分布有四个安装槽24，其外形与尺寸均与电磁铁支架7的支板相配合；支座11套筒的内径大于轴12的外径，被套装在轴上，两者之间为间隙配合；在靠近端盖一端的套筒外表面上，有一段外螺纹，用以安装定位螺帽10；在支座11套筒一侧的上表面沿轴向有一导向键槽23，该导向键槽23始自中空套筒底部至螺纹处。

静摩擦片5为“T”形中空套筒，其材料为铜，内径略大于支座11的中空套筒外径，使两者在轴向滑动配合；静摩擦片5中空套筒的长度小于支座11套筒键槽23的长度。在静摩擦片套筒内壁一侧表面，沿轴向有一定位键槽25，该定位键槽贯穿整个套筒轴向长度，其位置、外形及尺寸均与导向键槽23相同。在静摩擦片套筒筒壁内有三个轴向贯通筒壁的导杆孔，该孔的内径大于复位导杆13和调节螺栓16的外径。复位导杆13为一端为半球状的小圆柱体。

电磁铁14为中空圆柱体，其材料为软铁，线圈被缠绕在圆筒的外表面，线圈的铜线直径为1mm，线圈总扎数为850；电磁铁的内径略大于静摩擦片5，外径小于四个电磁铁支架7之间所构成的内径；在电磁铁14的外圆表面均匀分布有四个安装孔，该安装孔的轴向位置与电磁铁支架7支杆上的安装孔相配合。

电磁铁衔铁8和锁紧螺帽9均为圆形板，其中心处均有内螺纹孔，该螺纹孔可与静摩擦片5套筒上的螺纹相配合。电磁衔铁8的材料为软铁。

装配时：

将导向键6嵌装在支座11套筒上的导向键槽23内，用两颗螺钉固定在支座11上，并使导向键6高出导向键槽23。将导杆13和调节螺栓16装入静摩擦片5套筒侧壁内的贯通孔内，并使导杆13位于与动摩擦片5相接触一端，而调节螺栓16则处于贯通孔的另一端；复位导杆13的半球端始终与动摩片4接触，另外一端通过复位弹簧15与调节螺栓16连接，并通过调节螺栓16调整复位弹簧15的预压力大小。

将定位螺帽10安装在支座11套筒的外螺纹上，用于调整动摩片4与静摩片5不工作时的间隙。将锁紧螺帽9和电磁衔铁8先后装入支座11的套筒上，以备后面安装在静摩擦片5的外螺纹上。

电磁铁支架7通过支板固定在支座11端盖内表面上；通过电磁铁14外圆表面的安装孔和电磁铁支架7的支杆一端的连接孔将两者固定连接，并装有垫片，以保证两者之间有足够的间隙。将电磁铁支架7的支板嵌入支座11端盖上的安装槽24内并固定。电磁铁14主要提供静摩擦片5作轴向运动的阻力和动摩片4、静摩片5之间的压紧力，力的大小由通入电磁铁14的电流来控制。

将静摩擦片5套装在支座11套筒之上，两者之间为间隙配合，并且使高出导向键槽23的导向键6嵌入静摩擦片5的定位键槽25内，以限制静摩片5在支座11上轴向转动。在静摩擦片5套筒的螺纹处依次装上电磁铁衔铁8和锁紧螺帽9，通过调节电磁铁衔铁8在静摩片5上位置，实现调节衔铁8与电磁铁14之间的磁隙，并通过锁紧螺帽9定位。

动摩擦片4和静摩擦片5的摩擦面平行放置，其之间的距离为0—3毫米，由定位螺帽10调节，复位导杆13半球形一端始终与动摩擦片4接触。

Claims

1.一种弹支干摩擦阻尼器电控装置，其特征在于该电控装置包括静摩擦片(5)、导向键(6)、电磁铁支架(7)、衔铁(8)、锁紧螺帽(9)、定位螺帽(10)、支座(11)、复位导杆(13)、电磁铁(14)、复位弹簧(15)和调节螺栓(16)，其中：

a.支座(11)由端盖和中空套筒组成，靠近端盖的套筒外表面上有一段外螺纹，在支座套筒一侧的上表面沿轴向有一导向键槽；支座(11)套装在轴上，两者之间为间隙配合；支座端盖的内圆表面上均匀分布有四个安装槽(24)；导向键(6)的外形与导向键槽相配合，长度小于导向键槽；

b.静摩擦片(5)与动摩擦片相邻，套装在支座(11)上，两者之间轴向滑动配合；在静摩擦片套筒内壁的一侧表面，沿轴向有一定位键槽(25)；在静摩擦片套筒筒壁上有三个轴向贯通筒壁的导杆孔，复位导杆(13)和调节螺栓(16)位于该导杆孔内，且复位导杆(13)的半球端始终与动摩擦片接触；复位导杆(13)和调节螺栓(16)之间有复位弹簧(15)；

c.电磁铁(14)套装在静摩擦片(5)上，衔铁(8)和锁紧螺帽(9)套装在静摩擦片(5)的螺纹上；通过电磁铁(14)控制动摩擦片(4)和静摩擦片(5)之间的压紧力，并通过衔铁(8)和锁紧螺帽(9)调整电磁铁(14)与衔铁(8)之间的磁隙。

2.根据权利1所述的弹支干摩擦阻尼器电控装置，其特征在于，电磁铁(14)的内径略大于静摩擦片(5)，外径小于四个电磁铁支架(7)之间所构成的内径，并固定在电磁铁支架(7)上。

3.根据权利1所述的弹支干摩擦阻尼器电控装置，其特征在于静摩擦片(5)套筒内壁表面的定位键槽(25)贯穿整个套筒轴向长度，其位置、外形及尺寸均与支座套筒一侧上表面的导向键槽相同。

4.根据权利1所述的弹支干摩擦阻尼器电控装置，其特征在于通过静摩擦片定位螺帽(10)调整动摩擦片(4)、静摩擦片(5)之间的间隙。