CN108843690B - 减振系统和减振轴承 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种减振轴承和使用该减振轴承的减振系统。减振系统包括：支撑所述转轴的轴瓦；套设于所述轴瓦周围的轴承外套；支撑所述轴承外套的基座；其中，所述轴瓦和所述轴承外套至少其中之一连接设有层状分布的阻尼环。从而，层状分布的阻尼环可以解决径向、轴向刚度和阻尼不可调整的技术问题。

Description

减振系统和减振轴承

技术领域

本申请涉及机械领域，尤其是一种减振系统和减振轴承。

背景技术

机械或机构中转轴的高速转动带来很多不确定的风险。其中，振动是转轴高速转动最常见的问题。振动可以导致运动的部件错位、过度磨损、加工对象精度下降等后果。可以通过诸如使用圆锥动静压滑动轴承的方案解决转轴的高速转动时的振动。圆锥动静压滑动轴承兼具动压轴承和静压轴承的优点。圆锥动静压滑动轴承能够同时承受径向及轴向载荷，具有启动平稳、轴向间隙容易调整、高速时转动时摩擦功耗小等优点。

如图1所示，为一种减振器的技术方案。技术方案包括机座1’、减振器外环2’、橡胶环3’、供油套4’、轴瓦5’、油嘴6’、第一端盖7’和第二端盖8’、圆锥轴9’。圆锥轴9’穿设在机座1’的轴孔内。轴瓦5’的内锥孔上设有矩形凹槽10’。轴瓦5’的外壁上设有环形凹槽11’。矩形凹槽10’和环形凹槽11’之间设有通孔12’。轴瓦5’套装在圆锥轴9’的圆锥端。供油套4’和减振器外环2’由内至外依次套装在轴瓦5’的外端，且供油套4’和减振器外环2’之间设有橡胶环3’。第一端盖7’和第二端盖8’分别设置在机座1’的左右两端。油嘴6’由外至内依次穿设在第二端盖8’和供油套4’上，且油嘴6’的嘴口与通孔12’相连通。

发明人发现在实现上述技术方案的过程中存在以下问题：

橡胶环成型体积比较大，且难以控制其周向上的厚度一致，从而导致了径向、轴向刚度和阻尼不可调整的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种解决径向、轴向刚度和阻尼不可调整的技术问题的技术方案。

具体的，一种减振系统，包括：

转轴；

支撑所述转轴的轴瓦；

套设于所述轴瓦周围的轴承外套；

支撑所述轴承外套的基座；

其中，所述轴瓦和所述轴承外套至少其中之一连接设有层状分布的阻尼环。

进一步的，所述轴瓦设有第一系列阻尼环组件；

所述轴承外套均设有第二系列阻尼环组件；

所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件依次间隔分布。

进一步的，所述阻尼环为金属片材堆叠层状分布。

进一步的，所述转轴为圆锥轴。

进一步的，所述轴瓦设置有油压槽，用以提供所述轴瓦压紧所述转轴的压紧力。

本申请还提供一种减振轴承，包括：

轴瓦；

套设于所述轴瓦周围的轴承外套；

所述轴瓦和所述轴承外套至少其中之一连接设有层状分布的阻尼环。

进一步的，所述轴瓦设有第一系列阻尼环组件；

所述轴承外套均设有第二系列阻尼环组件；

所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件依次间隔分布。

进一步的，所述阻尼环为金属片材堆叠层状分布。

进一步的，所述轴瓦形状为圆锥的一段截取片段。

进一步的，所述轴瓦设置有油压槽，用以提供所述轴瓦压紧所述转轴的压紧力。

本申请实施例提供的减振系统和减振轴承，至少具有如下有益效果：

因此，层状分布的阻尼环可以解决径向、轴向刚度和阻尼不可调整的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施前的减振器的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的减振系统的立体图。

图3为本申请实施例提供的减振系统的正视图。

图4为本申请实施例提供的减振系统的俯视图。

图5为本申请实施例提供的减振系统的左视图。

图6为本申请实施例提供的减振系统的分解图。

图7为本申请实施例提供的减振系统的左剖视图。

图8为本申请实施例提供的减振系统的另一个角度的左剖视图。

图9为图7中A处局部放大图。

图10为图7中B处局部放大图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图2至图6，分别为本申请提供的减振系统100的立体图、主视图、俯视图、左视图、分解图。

减振系统100包括：

转轴11；

支撑所述转轴11的轴瓦12；

套设于所述轴瓦12周围的轴承外套13；

支撑所述轴承外套13的基座15；

其中，所述轴瓦12和所述轴承外套13至少其中之一连接设有层状分布的阻尼环14。

转轴11通常可以用于传导动力。转轴11在机械或机构中高速转动。

进一步的，在本申请提供的一种实施方式中，所述转轴11为圆锥轴。圆锥轴可以通过对圆锥的部分施加抬升力，从而减少转轴11的转动阻力。

轴瓦12用于支撑所述转轴11。轴瓦12通常可以是指轴承的内圈。

进一步的，在本申请提供的一种实施方式中，所述轴瓦12设置有油压槽，用以提供所述轴瓦12压紧所述转轴11的压紧力。通过对油压槽注入符合要求压力的油料，从而可以使得轴瓦12压紧转轴11并抬升转轴11。

轴承外套13套设于所述轴瓦12周围。通常轴承外套13可以是轴承的外圈。

轴瓦12和轴承外套13至少其中之一连接设有层状分布的阻尼环14。轴瓦12和轴承外套13之间的层状分布的阻尼环14可以解决径向、轴向刚度和阻尼不可调整的技术问题。具体的，可以通过调整阻尼环14之间的层数、阻尼环14的方向、阻尼环14的厚度、阻尼环14的构成材料，解决径向、轴向刚度和阻尼不可调整的技术问题。

基座15支撑所述轴承外套13，并最终承担转轴11的重力。

进一步的，在本申请提供的另一实施例中，所述轴瓦12设有第一系列阻尼环组件141；

所述轴承外套13均设有第二系列阻尼环组件142；

所述第一系列阻尼环组件141和所述第二系列阻尼环组件142依次间隔分布。

轴瓦12延伸设有一组第一系列阻尼环组件141，轴承外套13延伸设有一组第二系列阻尼环组件142。第一系列阻尼环组件141中每一个阻尼环14，和第二系列阻尼环组件142中每一个阻尼环14依次间隔分布。这样，可以使得轴瓦12和轴承外套13之间的间隙均匀设置阻尼环14，提高转轴11转动的稳定性。第一系列阻尼环组件141的一部分的固定在轴瓦12，另一部分悬空。第二系列阻尼环组件142一部分的固定在轴承外套13，另一部分悬空。第一系列阻尼环组件141悬空的部分和第二系列阻尼环组件142悬空的部分交错层层紧密堆叠。轴瓦12和轴承外套13都分别设有安装第一系列阻尼环组件141和第二系列阻尼环组件142的固定孔。交错悬空的部分可以吸收轴向和径向振动。轴瓦12设置第一系列阻尼环组件141的方式和轴承外套13设置第二系列阻尼环组件142的方式可以是螺栓连接、螺钉连接、焊接、胶接等。第一系列阻尼环组件141和第二系列阻尼环组件142的配合结构，可以均匀对称分布转轴11周围。第一系列阻尼环组件141的数量可以是两层、四层、六层、八层，取决于轴瓦12和轴承外套13具体结构和金属薄片选材的厚度等因素。本申请中优选方案中第一系列阻尼环组件141的阻尼环14数量为12层，每层厚度相同均为0.3mm。第一系列阻尼环组件141偏折角度15°(或165°)形成悬空部分，第二系列阻尼环组件142偏折角度15°(或165°)形成悬空部分。悬空部分堆叠形成支撑连接，起到减振作用，第一系列阻尼环组件141和第二系列阻尼环组件142利用偏折角度可以在轴向上控制转轴11，充分发挥阻尼作用。

进一步的，在本申请提供的另一实施例中，所述阻尼环14为金属片材堆叠层状分布。

主要由金属片材构成的阻尼环14，可以提供较大面积的接触面，使得轴瓦12和轴承外套13传动平稳。

请参照图7和图8为减振系统100的一个角度的左侧剖视图和另一个角度左侧剖视图。

请参照图9和图10为图7中的局部示意图A和局部示意图B。

本申请提供的一种减振系统100的具体实施例中，还包括MCU、检测圆锥轴转速的速度检测装置和压力控制装置。压力控制装置依据圆锥轴的转速调节供油槽内的压力。压力控制装置包括油泵和油压传感器。油压传感器与MCU相电连接。高速轴子的转速分为低速区、中速区和高速区，其对应的油压不同。在小于5000r/min时为低速区，其油压为0.3MPa；大于5000r/min，小于8000r/min为中速区，对应油压为0.4MPa；在大于8000r/min时为低速区，其油压为0.5MPa。在高速转轴11启动前，通过供油装置泵入一定压力的压力油，由于静压效应把转轴11抬起，然后启动高速转子旋转，随着转子转速的提高，在圆锥轴承中产生动压效应，产生动压力，此时动压力参与转轴11承载，并起主要作用，转子在旋转过程中产生振动，此时金属薄片干摩擦阻尼器开始发挥作用，金属薄片折线叠加处的干摩擦效应产生干摩擦阻尼，消耗系统振动能量，因此在转子通过临界转速区时或运行过程中出现的剧烈振动时，吸收振动的能量，使其振动振幅下降，进而提高了转子动力稳定性，使系统有效减振，实现对高速旋转机械振动的控制。随着供油压力的增大，基频振动幅值随之减小，系统失稳转速提高，而通过减小金属薄片环的刚度增加阻尼系数，减振效果越明显，失稳界限转速提高得越多。当油膜刚度和阻尼与金属薄片环的刚度和阻尼达到合理匹配时，减振效果达到最优，实验峰峰值数据表明，在一定供油压力下，随着金属薄片环刚度系数的降低，及阻尼系数的增加，金属薄片干摩擦阻尼效果愈好，基频振动振幅逐次下降，随着供油压力的增加，该阻尼减振器减振效果愈明显，最大振幅下降。

一种振动控制方法，其用于上述的减振系统100，包括以下步骤：

S100、所述速度检测装置检测高速圆锥轴的转速并传给MCU；

S200、MCU根据预设的速度区间确定高速圆锥轴的转速处于哪个区间，是高速区、中速区，还是低速度区。

S300、依据不同速度区间，输出对应区间的油压值给供油装置，使供油装置改变轴瓦12内的油压以适应圆锥轴相应的转速。

本申请还提供一种减振轴承，基于前面已经对减振轴承做了详细说明，此处不再赘述。

减振轴承包括：

轴瓦12；

套设于所述轴瓦12周围的轴承外套13；

所述轴瓦12和所述轴承外套13至少其中之一连接设有层状分布的阻尼环14。

进一步的，在本申请提供的一种实施方式中，所述轴瓦12设有第一系列阻尼环组件141；

所述轴承外套13均设有第二系列阻尼环组件142；

所述第一系列阻尼环组件141和所述第二系列阻尼环组件142依次间隔分布。

进一步的，在本申请提供的一种实施方式中，所述阻尼环14为金属片材堆叠层状分布。

进一步的，所述轴瓦12形状为圆锥的一段截取片段。

进一步的，所述轴瓦12设置有油压槽，用以提供所述轴瓦12压紧所述转轴的压紧力。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种减振系统，其特征在于，包括：

转轴；

支撑所述转轴的轴瓦；

套设于所述轴瓦周围的轴承外套；

支撑所述轴承外套的基座；

其中，所述轴瓦和所述轴承外套连接设有层状分布的阻尼环，所述阻尼环包括沿所述轴瓦延伸设置的第一系列阻尼环组件，以及沿所述轴承外套延伸设置的第二系列阻尼环组件，所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件均偏折形成悬空部分，所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件的悬空部分相互堆叠形成支撑连接，以起减震作用。

2.如权利要求1所述的减振系统，其特征在于，

所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件依次间隔分布。

3.如权利要求1所述的减振系统，其特征在于，所述阻尼环为金属片材堆叠层状分布。

4.如权利要求1所述的减振系统，其特征在于，所述转轴为圆锥轴。

5.如权利要求1所述的减振系统，其特征在于，所述轴瓦设置有油压槽，用以提供所述轴瓦压紧所述转轴的压紧力。

6.一种减振轴承，其特征在于，包括：

轴瓦，用于支撑转轴；

套设于所述轴瓦周围的轴承外套；

所述轴瓦和所述轴承外套连接设有层状分布的阻尼环，所述阻尼环包括沿所述轴瓦延伸设置的第一系列阻尼环组件，以及沿所述轴承外套延伸设置的第二系列阻尼环组件，所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件均偏折形成悬空部分，所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件的悬空部分相互堆叠形成支撑连接，以起减震作用。

7.如权利要求6所述的减振轴承，其特征在于，

所述第一系列阻尼环组件和所述第二系列阻尼环组件依次间隔分布。

8.如权利要求6所述的减振轴承，其特征在于，所述阻尼环为金属片材堆叠层状分布。

9.如权利要求6所述的减振轴承，其特征在于，所述轴瓦形状为圆锥的一段截取片段。

10.如权利要求6所述的减振轴承，其特征在于，所述轴瓦设置有油压槽，用以提供所述轴瓦压紧所述转轴的压紧力。

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