CN109752171A - 测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器，包括支座、支承盖、浮动环、鼠笼、固定在鼠笼内的芯棒；所述浮动环与支承盖之间的空间内具有外层油膜，浮动环与鼠笼之间的空间内具有内层油膜,内外层油膜之间通过浮动环上的小孔以及浮动环两侧和涨圈之间的间隙对流；所述鼠笼内侧向内设有凸台，且该凸台内设有自内向外的贯穿孔，该贯穿孔内设置内层油压测量传感器；其中芯棒改进了结构设计，设计了一个缺口，供油压传感器安放。浮动环安装在支承盖和鼠笼中间，将油膜分为内外两层。油膜外环后端设计了锥面，便于安装涨圈，同时利于回油；挡油盘和封油盘大幅度提高了会有效率，挡油盘提高了在高温滑油试验中的安全性。

Description

测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器

技术领域

本发明涉及挤压油膜阻尼器油膜动力特性试验研究的领域，具体为一种双向激励试验器。

背景技术

转子部件是航空发动机的重要组成部件，转子部件的振动是航空发动机性能提升的主要障碍之一；当转子高速运转时，转子系统易于出现大幅度振动、非协调进动和动力系统失稳等问题，甚至出现转子轴的疲劳断裂，严重影响航空发动机的性能和寿命。为了能很好的抑制转子的振动，在转子轴颈与支承之间设置挤压油膜阻尼器已经被试验证明是一种设计简单和行之有效的方法；

为了能很好的抑制转子的振动，在转子轴颈与支承之间设置挤压油膜阻尼器已经被试验证明是一种设计简单和行之有效的方法；

随着各国的对航空发动机的性能要求越来越高，转子部件相应的转速越来越高，振动过大的问题也越来越突出，传统的挤压油膜阻尼器油膜内外环容易碰磨失效，难以满足要求转子系统的减振需求，所以新型的挤压油膜阻尼器的研究与应用是必然的；近年来，新型挤压油膜阻尼器的研究成为一项热点；

浮环式挤压油膜阻尼器因为良好的减振性能获得了国内外科研院所的关注；和传统挤压油膜阻尼器对比，浮环式挤压油膜阻尼器最明显的特点就是在传统挤压油膜阻尼器的油膜层中多了一个浮动环，浮动环在油膜压力作用下会有运动，可以改变内外层的油膜压力状况从而改变油膜减振特性；但浮动环复杂的运动和变形方式使得浮环式挤压油膜阻尼器动力学建模和研究变得复杂和困难，现有的关于浮环式挤压油膜阻尼器的理论模型并没有对此有深刻解释说明，导致现有的理论模型对浮环式挤压油膜阻尼器设计的指导作用的局限性较大；因此很有必要对浮环式挤压油膜阻尼器的减振机理更进一步进行深入研究；试验研究是探究浮环式挤压油膜阻尼器减振机理的重要手段，其中，双向激励试验是探究挤压油膜阻尼器减振机理的基本试验方式。但以往的双向激励试验器设计大多只测量外层油压，内层油压难以测量，这使得仿真模型中内层油压难以通过试验验证，仿真模型的正确性难以验证，内层油压也无法在试验中获得。需要设计改进双向激励试验器以测量浮环式挤压油膜阻尼器的外层以及内层油膜压力,提高回油效率，增加试验安全性。

发明内容

本发明的目的是解决以往浮环式挤压油膜阻尼器试验研究中内层油膜压力难以测量的难题，为验证建立的仿真模型的正确性提供了试验支持，提高了试验的安全性。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器，包括支座、固定在支座内的圆柱形的支承盖、位于支承盖内并与支承盖同轴设置的浮动环、位于浮动环内并与浮动环同轴设置的鼠笼、固定在鼠笼内的芯棒；所述浮动环与支承盖之间的封闭空间内具有外层油膜，浮动环与鼠笼之间的封闭空间内具有内层油膜；所述鼠笼内侧向内设有凸台，且该凸台内设有自内向外的贯穿孔，内层油压测量传感器安装在该贯穿孔；且内层油压测量传感器与内层油膜接触的一端向贯穿孔内部缩进0.1～0.2mm；所述芯棒包括圆饼形的圆饼件及自圆饼件两个圆面中央延伸出的轴体，该圆饼件支撑在鼠笼内侧，且圆饼件上设有收容内层油压测量传感器的凹槽。

进一步的，支承盖的下端具有通孔，通孔两侧设计锥形的环面，方便涨圈的安装，通孔位于最底端用以回油。

进一步的，在支承盖前端面以及后端面安装挡油盘，挡油板底部安装托油盘。

进一步的，芯棒上开了深槽，用于安放油压传感器尾端及尾线。

进一步的，还包括两个承力叉及推动承力叉进给的两个激振器，每个承力叉包括两个同向延伸的叉臂，该两个叉臂分别连接于芯棒的轴体两端，且两个承力叉的叉臂互成90°并且均与竖直方向成45°。

进一步的，叉臂的安装端面上打孔，分别对应芯棒上垂直两面上的两个通孔并通过螺栓和螺母连接固定。

进一步的，所述激振器头部的贯穿孔内安装螺纹杆，螺纹杆上在安装阻抗头，承力叉的下端与阻抗头之间通过螺纹杆连接，阻抗头测量力信号和加速度信号，并通过位移传感器测量芯棒中心的位移信号。

进一步的，前后两个挡油板在加工时均分为两半；前挡油板通过内六角螺栓固定在支承盖上，后挡油板通过螺栓固定在支座上。

进一步的，支承盖顶部安装一个四通，分别用以供油、油压和滑油温度测量。

有益效果：

(1)油膜环鼠笼内侧设计了小凸台，且内层油压测量传感器探头头部与内层油膜接触的部位略向贯穿孔内部缩进0.1～0.2mm，使得测量结果即能较为准确的油压值，又不至于使得传感器探头部位为局部低压区，同时能够保护油压传感器探头，不至于当偏心率过大，避免挤压油膜阻尼器失效而撞击到探头；从而能够有效获得浮环式挤压油膜阻尼器内外层油膜压力分布特点。

(2)安装端面面具有双孔的承力叉具有更强的通用性，增强了试验的可操作性。

(3)挡油板和挡油板的设计在增加回油效率，减少浪费的同时，保证了高温滑油试验时的安全性。

附图说明

图1为本发明双向激励试验器的立体图；

图2为本发明双向激励试验器另一个角度的立体图；

图3为本发明双向激励试验器的主视图；

图4为本发明中内、外层油压测量装配剖面图；

图5是本发明中鼠笼的立体图；

图6是本发明中鼠笼上装配内层油压测量传感器后的立体图；

图7是本发明中鼠笼上装配内层油压测量传感器后的剖视图。

图8是本发明中芯棒的立体图。

图9是支承盖侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明装置和方法的优选实施方式作进一步的详细描述。

请参阅图1至图4所示，本发明公开一种测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器，用以有效测量双向激励试验器中的外层油压和内层油压。该双向激励试验器包括支座2、固定在支座2内的圆柱形的支承盖7(作为油膜外环)、位于支承盖7内并与支承盖7同轴设置的浮动环5、位于浮动环5内并与浮动环5同轴设置的鼠笼3(作为油膜内环)、固定在鼠笼3内的芯棒1、两个承力叉21及推动承力叉21进给的两个激振器22。所述芯棒1包括圆饼形的圆饼件101及自圆饼件101两个圆面中央延伸出的轴体102。该圆饼件101支撑在鼠笼3内侧。每个承力叉21包括两个同向延伸的叉臂23，该两个叉臂23分别连接于芯棒1的轴体102两端，且两个承力叉的叉臂23互成90°并且均与竖直方向成45°。所述激振器22延伸出螺纹杆221，承力叉21的下端与激振器的螺纹杆221之间通过阻抗头222连接。阻抗头222测量力信号和加速度信号，并通过位移传感器测量芯棒1中心的位移信号。

支承盖7顶部安装一个四通，分别用以供油、油压和滑油温度测量。且在支承盖7前端面以及后端面安装挡油板10，挡油板10底部安装托油板11。前后两个挡油板10在加工时均分为两半；前挡油板通过内六角螺栓固定在支承盖上，后挡油板通过螺栓固定在支座2上。芯棒1上开了深槽，用于安放油压传感器尾端及尾线。叉臂23的安装端面上打孔，分别对应芯棒1上垂直两面上的两个通孔并通过螺栓和螺母连接固定。

请结合图4至图8所示，所述浮动环5与支承盖7之间的封闭空间内具有外层油膜6。浮动环5与鼠笼3之间的封闭空间内具有内层油膜4。所述鼠笼3内侧向内设有凸台31，且该凸台31内设有自内向外的贯穿孔32，该贯穿孔32内设安装内层油压测量传感器8。在本实施方式中，外层油膜压力测量传感器9设有五个，且五个外层油膜压力测量传感器9通过贯穿孔安装在支承盖7外表面上。且内层油压测量传感器8与内层油膜4接触的一端位于该贯穿孔32内部，且内层油压测量传感器8与内层油膜4接触的一端到内层油膜环内环面径向距离为0.1～0.2mm。圆饼件101上设有收容内层油压测量传感器8的凹槽103以避免相互干涉。请结合图9所示，支承盖7的下端具有通孔13，通孔13两侧设计锥形的环面12，通孔13位于最底端用以回油。支承盖7内层靠近油膜环的锥形的环面12设计便于涨圈的安装。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器，其特征在于，包括支座、固定在支座内的圆柱形的支承盖、位于支承盖内并与支承盖同轴设置的浮动环、位于浮动环内并与浮动环同轴设置的鼠笼、固定在鼠笼内的芯棒；所述浮动环与支承盖之间的封闭空间内具有外层油膜，浮动环与鼠笼之间的封闭空间内具有内层油膜；所述鼠笼内侧向内设有凸台，且该凸台内设有自内向外的贯穿孔，该贯穿孔内设置内层油压测量传感器；且内层油压测量传感器与内层油膜接触的一端向贯穿孔内部缩进0.1～0.2mm；所述芯棒包括圆饼形的圆饼件及自圆饼件两个圆面中央延伸出的轴体，该圆饼件支撑在鼠笼内侧，且圆饼件上设有收容内层油压测量传感器的凹槽。

2.根据权利要求1所述的双向激励试验器，其特征在于，支承盖的下端具有通孔，通孔两侧设计锥形的环面，通孔位于最底端用以回油。

3.根据权利要求2所述的双向激励试验器，其特征在于，在支承盖前端面以及后端面安装挡油板，挡油板底部安装托油板。

4.根据权利要求3所述的双向激励试验器，其特征在于，芯棒上开了深槽，用于安放油压传感器尾端及尾线。

5.根据权利要求1所述的双向激励试验器，其特征在于，还包括两个承力叉及推动承力叉进给的两个激振器，每个承力叉包括两个同向延伸的叉臂，该两个叉臂分别连接于芯棒的轴体两端，且两个承力叉的叉臂互成90°并且均与竖直方向成45°。

6.根据权利要求5所述的双向激励试验器，其特征在于，叉臂的安装端面上打孔，分别对应芯棒上垂直两面上的两个通孔并通过螺栓和螺母连接固定。

7.根据权利要求6所述的双向激励试验器，其特征在于，所述激振器延伸出螺纹杆，承力叉的下端与激振器的螺纹杆之间通过阻抗头连接，阻抗头测量力信号和加速度信号，并通过位移传感器测量芯棒中心的位移信号。

8.根据权利要求3所述的双向激励试验器，其特征在于，前后两个挡油板在加工时均分为两半；前挡油板通过内六角螺栓固定在支承盖上，后挡油板通过螺栓固定在支座上。

9.根据权利要求8所述的双向激励试验器，其特征在于，支承盖顶部安装一个四通，分别用以供油、油压和滑油温度测量。