CN105465190B - 静压半主动控制径向滑动轴承 - Google Patents

静压半主动控制径向滑动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种静压半主动控制径向滑动轴承，包括轴承座、下瓦盖、下瓦、上瓦、弹簧、粘弹性阻尼层、轴衬、液压系统和信号采集系统。本发明具有如下优点：第一，利用液压系统能实现轴承的主动控制，即通过改变供油压力来调整轴承下瓦的径向位移，从而改变轴承间隙实现减振；第二，粘弹性阻尼材料是一种高分子阻尼材料，本身具有良好的阻尼特性，进一步减小了轴承振动；第三，信号采集系统能实时采集轴承的位移和加速度信号，并将其处理后及时反馈给液压系统，从而及时调整供油，实现轴承的智能化。

Description

静压半主动控制径向滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种静压半主动控制径向滑动轴承。
背景技术
径向滑动轴承以承载能力大、耐冲击、抗振性能好等突出的优点，在旋转机械中应用广泛。目前由于滑动轴承已广泛应用于涡轮机、压缩机、汽轮机、电动机、发电机及船舶传动、高速齿轮等高速传动机械上，其优点是能保证转子的最佳稳定性。但在滑动轴承工作时，由于转子不平衡量的存在和外界激励的影响，很容易出现振动和噪声过大的情况。轴承振动过大，将会降低轴承稳定性，产生噪音，对机器的运行产生极大的影响，所以减小轴承振动，提高轴承稳定性很有必要。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种静压半主动控制径向滑动轴承，利用粘弹性阻尼材料自身的阻尼特性和液压系统主动控制下轴瓦的径向位移，从而调节轴承的相对间隙来共同实现轴承减振，提高轴承的稳定性。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种静压半主动控制径向滑动轴承，包括轴承座、下瓦盖、下瓦、上瓦、弹簧、粘弹性阻尼层、轴衬、液压系统和信号采集系统，所述下瓦盖和上瓦配合固定在轴承座内，所述下瓦安装在下瓦盖上，所述下瓦的底端设有凸台，凸台在下瓦盖的凹槽里能够沿径向移动，在下瓦盖的凹槽里装有一根弹簧，弹簧一端与下瓦底端的凸台相连，另一端与下瓦盖的凹槽中的凸台相连，所述弹簧安装时成压缩预紧状态，起到弹性支撑的作用；所述轴衬镀在上瓦和下瓦的内表面；所述粘弹性阻尼层镀在上瓦和下瓦盖的外表面；所述轴承座上端开有第一进油孔与上瓦联通，后端开有第二进油孔与下瓦盖的凹槽联通，两个进油孔与液压系统相连，通过节流阀控制进油压力的大小；所述液压系统给轴承提供润滑油，信号采集系统实时采集信号并将信号及时反馈给液压系统，针对旋转负荷的不同及信号采集系统反馈的信号，液压系统改变供油压力来改变轴承下瓦与轴颈的相对间隙，从而减小振动的振幅与频率，进而提高轴承的工作稳定性，实现轴承振动主动控制。
所述的信号采集系统包括电涡流位移传感器，加速度位移传感器，信号放大器，信号处理器；所述上瓦的前端开有第一孔和第二孔，两孔的夹角为90度，用于固定电涡流位移传感器，实时检测主轴的位移信号；加速度位移传感器安装在轴承座上，实时测量轴承振动情况，各传感器将检测的信号通过信号放大器和信号处理器反馈给供油系统，通过改变供油压力大小来调整轴承间隙。
所述轴衬采用的材料是巴氏合金，一种具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金，其耐磨性能显著，轴承厚度为1mm。
所述粘弹性阻尼层厚度为2-3mm，主要成分是聚氨酯，能达到良好的减振效果。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
第一，利用液压系统能实现轴承的主动控制，即通过改变供油压力来调整轴承下瓦的径向位移，从而改变轴承间隙实现减振；第二，粘弹性阻尼材料是一种高分子阻尼材料，本身具有良好的阻尼特性，进一步减小了轴承振动；第三，信号采集系统能实时采集轴承的位移和加速度信号，并将其处理后及时反馈给液压系统，从而及时调整供油，实现轴承的智能化。
附图说明
图1是本发明的静压半主动控制径向滑动轴承结构三维图。
图2是静压半主动控制径向滑动轴承半剖视图。
图3是下瓦盖结构三维图。
图4是下瓦盖半剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例作详细的说明。
如图1至图4所示，一种静压半主动控制径向滑动轴承，包括轴承座1、下瓦盖2、下瓦3、上瓦4、弹簧5、粘弹性阻尼层6、轴衬7、液压系统和信号采集系统，所述下瓦盖2和上瓦4配合固定在轴承座1内，所述下瓦3安装在下瓦盖2上，所述下瓦3的底端设有凸台，凸台在下瓦盖2的凹槽里能够沿径向移动，在下瓦盖2的凹槽里装有一根弹簧5，弹簧5一端与下瓦3底端的凸台相连，另一端与下瓦盖2的凹槽中的凸台相连，所述弹簧5安装时成压缩预紧状态，起到弹性支撑的作用；所述轴衬7镀在上瓦4和下瓦3的内表面；所述粘弹性阻尼层6镀在上瓦4和下瓦盖2的外表面；所述轴承座1上端开有第一进油孔8与上瓦4联通，后端开有第二进油孔9与下瓦盖2的凹槽联通，两个进油孔与液压系统相连，通过节流阀控制进油压力的大小；所述液压系统给轴承提供润滑油，信号采集系统实时采集信号并将信号及时反馈给液压系统，针对旋转负荷的不同及信号采集系统反馈的信号，液压系统改变供油压力来改变轴承下瓦3与轴颈的相对间隙，从而减小振动的振幅与频率，进而提高轴承的工作稳定性，实现轴承振动主动控制。
所述的信号采集系统包括电涡流位移传感器，加速度位移传感器，信号放大器，信号处理器；所述上瓦4的前端开有第一孔10和第二孔11，两孔的夹角为90度，用于固定电涡流位移传感器，实时检测主轴的位移信号；加速度位移传感器安装在轴承座1上，实时测量轴承振动情况，各传感器将检测的信号通过信号放大器和信号处理器反馈给供油系统，通过改变供油压力大小来调整轴承间隙。
所述轴衬7采用的材料是巴氏合金，一种具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金，其耐磨性能显著，轴承厚度为1mm。
所述粘弹性阻尼层6厚度为2-3mm，主要成分是聚氨酯，能达到良好的减振效果。
当油压大于轴承承载的压力时，下瓦3上移，轴承相对间隙减小；当油压小于轴承承载压力时，下瓦3下移，轴承相对间隙增大。通过下瓦3径向的微调可以改变轴承的相对间隙。根据转速负载的不同和检测系统实时检测到的信号，通过调整液压系统的供油压力，控制下瓦3的上下移动，达到调整轴承间隙，减小轴承振动，提高轴承稳定性的目的。另外下瓦盖2和上瓦4的外表面的粘弹性阻尼层6是一种良好的轴承减振材料，进一步减小轴承的振动。

Claims (4)

1.一种静压半主动控制径向滑动轴承，包括轴承座（1）、下瓦盖（2）、下瓦（3）、上瓦（4）、弹簧（5）、粘弹性阻尼层（6）、轴衬（7）、液压系统和信号采集系统，其特征在于，所述下瓦盖（2）和上瓦（4）配合固定在轴承座（1）内，所述下瓦（3）安装在下瓦盖（2）上，所述下瓦（3）的底端设有凸台，凸台在下瓦盖（2）的凹槽里能够沿径向移动，在下瓦盖（2）的凹槽里装有一根弹簧（5），弹簧（5）一端与下瓦（3）底端的凸台相连，另一端与下瓦盖（2）的凹槽中的凸台相连，所述弹簧（5）安装时成压缩预紧状态，起到弹性支撑的作用；所述轴衬（7）镀在上瓦（4）和下瓦（3）的内表面；所述粘弹性阻尼层（6）镀在上瓦（4）和下瓦盖（2）的外表面；所述轴承座（1）上端开有第一进油孔（8）与上瓦（4）联通，后端开有第二进油孔（9）与下瓦盖（2）的凹槽联通，两个进油孔与液压系统相连，通过节流阀控制进油压力的大小；所述液压系统给轴承提供润滑油，信号采集系统实时采集信号并将信号及时反馈给液压系统，针对旋转负荷的不同及信号采集系统反馈的信号，液压系统改变供油压力来改变轴承下瓦（3）与轴颈的相对间隙，从而减小振动的振幅与频率，进而提高轴承的工作稳定性，实现轴承振动主动控制。
2.根据权利要求1所述的静压半主动控制径向滑动轴承，其特征在于，所述的信号采集系统包括电涡流位移传感器，加速度位移传感器，信号放大器，信号处理器；所述上瓦（4）的前端开有第一孔（10）和第二孔（11），两孔的夹角为90度，用于固定电涡流位移传感器，实时检测主轴的位移信号；加速度位移传感器安装在轴承座（1）上，实时测量轴承振动情况，各传感器将检测的信号通过信号放大器和信号处理器反馈给液压系统，通过改变供油压力大小来调整轴承间隙。
3.根据权利要求1所述的静压半主动控制径向滑动轴承，其特征在于，所述轴衬（7）采用的材料是巴氏合金，一种具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金，其耐磨性能显著，轴衬厚度为1mm。
4.根据权利要求1所述的静压半主动控制径向滑动轴承，其特征在于，所述粘弹性阻尼层（6）厚度为2-3mm，主要成分是聚氨酯，能达到良好的减振效果。
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