CN207600752U - 用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，包括鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器、对开式滚动轴承、轴承支座及榫连式端面油挡环；所述的鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器及轴承支座均为剖分式结构，剖分面为穿过轴中心线的竖直平面；挤压油膜阻尼器和鼠笼式弹性支承安装在轴承支座上；对开式滚动轴承安装在挤压油膜阻尼器内，轴支撑在对开式滚动轴承上；对开式滚动轴承的外圈上设有两条平行的油挡环槽，两条油挡环槽内分别设有榫连式端面油挡环。本实用新型结构简单，其鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器、轴承及轴承支座都可以剖分，在无需拆卸涡轴发动机双转子试验台转子条件下，可以对其中轴承支座进行更换，操作方便。

Description

用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构

技术领域

本实用新型属于转子支撑设备技术领域，特别是涉及一种涡轴发动机相似实验台的可剖分式式支撑结构。

背景技术

涡轴发动机多采用弹性阻尼支承结构设计，这些弹性阻尼支承结构包括鼠笼弹性支承、挤压油膜阻尼器等。转子系统采用弹性支承，支承的变形及其材料的内阻作用对转子系统能起到一定减振作用，其更主要的作用在于调整转子系统的临界转速。随着现代涡轴发动机为满足高功重比需求，转子变得越来越柔，因此支撑结构对航空发动机转子系统结构设计和振动分析具有非常重要作用。

为了解涡轴发动机的动力学特性，可运用原型机进行实验，由于原型机价格昂贵，特别进行破坏性实验会使得成本高昂。为此，常使用相似设计，将涡轴发动机转子部分结构简化，并根据原型机所具有的动力学特性，按照相似原则保持原型机相应的动力学特性。

现有的涡轴发动机双转子模拟实验台所用的轴承支座多采用整体式结构或仅只有部分结构为剖分结构。对于涡轴发动机而言，其支撑结构复杂，一般包括鼠笼式弹性支承，挤压式油膜阻尼器，对开式滚动轴承等零部件，且存在多个处在轴承或联轴器之间的支撑结构，其中位于中间部分的支撑结构动力特性对转子系统振动响应影响大，所以常对位于中间部分的支撑结构进行动力学相关特性分析研究，如研究支撑系统不同阻尼和刚度对整个实验台动力学特性的影响，需要将相邻的轴承支座或联轴器拆除后才能进行更换，在多个轴承支座或联轴器拆卸后容易出现不对中的情况，需要对转子进行重新标定，极大增大了实验操作难度，甚至会引入因拆卸所带来的随机误差，影响实验研究结果的准确性。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，操作方便，且能够提高实验研究结果的准确性的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，包括鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器、对开式滚动轴承、轴承支座及榫连式端面油挡环；所述的鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器及轴承支座均为剖分式结构，剖分面为穿过轴中心线的竖直平面；挤压油膜阻尼器和鼠笼式弹性支承安装在轴承支座上；对开式滚动轴承安装在挤压油膜阻尼器内，轴支撑在对开式滚动轴承上；对开式滚动轴承的外圈上设有两条平行的油挡环槽，两条油挡环槽内分别设有榫连式端面油挡环。

上述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构中，还包括轴承座基础，轴承支座的底部分别设有螺钉孔，轴承座基础上对应于轴承支座底部的螺钉孔设有螺纹孔。

上述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构中，所述的鼠笼式弹性支承包括圆筒形弹性元件；圆筒形弹性元件由两个截面为半圆形的弹簧片拼合而成；弹簧片的两端分别设有一个半圆形的保持架块，保持架块的两端分别设有榫卯结构，位于弹性元件同端的两个保持架块通过榫卯结构连接成圆形结构的保持架。

上述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构中，轴承支座内腔侧壁上对应于鼠笼式弹性支承的保持架设有保持架安装槽；鼠笼式弹性支承的保持架安装在保持架安装槽内；轴承支座内腔侧壁上对应于挤压油膜阻尼器处设有阻尼器安装槽，挤压油膜阻尼器安装在阻尼器安装槽内。

上述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构中，所述的弹性元件上设有若干个方形孔。

上述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构中，所述挤压油膜阻尼器包括两个截面为半圆环形的阻尼器块；阻尼器块的两端分别设有榫卯结构，两阻尼器块通过榫卯结构连接成一截面为环形的挤压油膜阻尼器；两阻尼器块上分别设有通油孔。

上述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构中，所述榫连式端面油挡环包括两个半圆形的挡环块，挡环块的两端分别设有榫卯结构，两挡环块通过榫卯结构连接成一环形的油挡环。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型结构简单，其鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器、轴承及轴承支座都可以剖分，在无需拆卸涡轴发动机双转子试验台转子条件下，可以对其中某一个或几个轴承支座进行更换，操作方便。而且不会引入因拆卸所带来的随机误差，实验研究结果的准确性高。

2、本实用新型的鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器、轴承及轴承支座均沿竖直方向剖分，在拆卸时，只需将辅助支撑向上顶起很小的间隙，即可将支撑结构沿水平方向拆出，可减少由于辅助支撑上顶距离过大所引起的轴的过大变形。

3、本实用新型的各部件均采用模块化设计，便于更换不同性能的元件，来控制支撑刚度和阻尼动态特性，可以方便快捷地研究不同支撑动态特性对涡轴发动机双转子系统振动响应的影响规律。

附图说明

图1为本实用新型所适用的实验台简图。

图2为本实用新型的左视图。

图3为本实用新型的主视图。

图4为本实用新型的鼠笼式弹性支承的主视图。

图5为本实用新型的鼠笼式弹性支承的俯视图。

图6为本实用新型的挤压油膜阻尼器的主视图。

图7为本实用新型的挤压油膜阻尼器的俯视图。

图8为本实用新型的对开式滚动轴承的主视图。

图9为本实用新型的对开式滚动轴承的俯视图。

图10为本实用新型的榫连式端面油挡环的主视图。

图11为本实用新型的榫连式端面油挡环的俯视图。

图中：轴承支座1、保持架2、弹簧片3、挤压油膜阻尼器4、榫连式端面油挡环5、外轴6、通油孔7、对开式滚动轴承8、滚动体9、螺钉10、螺钉11、螺钉12、轴承支座螺钉13、内轴14、1号支撑结构15、2号支撑结构16、实验台地基17、圆盘18、3号支撑结构19、4号支撑结构20、辅助支撑21、油挡环槽22、螺钉23、轴承座基础24、螺母25、通孔26、通孔27、通孔28。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图2、图3所示，本实用新型包括鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器4、对开式滚动轴承8、轴承支座1及榫连式端面油挡环5。所述的鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器及轴承支座1均为剖分式结构，剖分面为穿过外轴6中心线的竖直平面。

所述的轴承支座1由左半部分101和右半部分102组成，左半部分101和右半部分102上方开有通孔，通过螺栓23和螺母25连接成一体。如图4、5所示，所述的鼠笼式弹性支承包括圆筒形弹性元件3；圆筒形弹性元件3由两个截面为半圆形的弹簧片拼合而成；弹簧片上开有若干个方形孔31，并对所开方形孔31进行倒圆角处理。弹簧片的两端分别设有一个半圆形的保持架块201、202，保持架块201、202的两端分别设有榫卯结构，位于弹性元件3同端的两个保持架块通过榫卯结构连接成圆形结构的保持架2。轴承支座1内腔侧壁上对应于鼠笼式弹性支承的保持架2设有保持架安装槽；鼠笼式弹性支承的保持架2安装在保持架安装槽内。保持架安装槽的设置，便于鼠笼式弹性支承定位及安装。

轴承支座1内腔侧壁上对应于挤压油膜阻尼器4处设有阻尼器安装槽，挤压油膜阻尼器4安装在阻尼器安装槽内，阻尼器安装槽的设置，便于对开式滚动轴承8和挤压油膜阻尼器4定位及安装。如图6、7所示，所述挤压油膜阻尼器4安装在轴承支座1内；其包括两个截面为半圆环形的阻尼器块401、402；阻尼器块的两端分别设有榫卯结构，两阻尼器块401、402通过榫卯结构连接成一截面为环形的挤压油膜阻尼器4。榫卯结构连接可以形成齿形密封效果，适当防止油沿径向泄漏。两阻尼器块401、402上分别设有通油孔7，通油孔7外接油路。挤压油膜阻尼器4内孔内安装有对开式滚动轴承8，在通油后，挤压油膜阻尼器4内圈可以和对开式滚动轴承8外圈的间隙形成油膜。

如图8、9所示，所述的对开式滚动轴承8包括左半部分801以及右半部分802，对开式滚动轴承8的外圈上两条平行的油挡环槽22，两条油挡环槽22位于通油孔7的两侧，两条油挡环槽22内分别设有榫连式端面油挡环5；可减少间隙中形成的油膜泄漏，增大剖分式挤压油膜阻尼器4的阻尼。对开式滚动轴承8的左半部分801以及右半部分802上下分别开有两个孔，通过螺钉10连接成一体。

如图1所示，更换本实用新型的鼠笼式弹性支承时，先用辅助支撑21将外轴14上顶一定高度，使轴承支座1和外轴6之间产生间隙，再将剖分式轴承支座1的左半部分101或者右半部分102中的一个轴承支座螺钉13拧松、拆卸，此时可沿水平方向拆卸左半部分101或者右半部分102，随后可根据需要更换可剖分的鼠笼式弹性支承。更换完成后，需将鼠笼式弹性支承保持架块两端的通孔26对准，再拧螺钉12，随后合上剖分式轴承支座1的左半部分101或者右半部分102，最后将拆下的轴承支座螺钉13拧紧，再将辅助支撑21撤去即可。

更换挤压油膜阻尼器4时，先用辅助支撑21将外轴6上顶一定高度，使轴承支座1和外轴6之间产生间隙，将轴承支座1的左半部分101或者右半部分102取下，然后拧下螺钉11，再将两个榫连式端面油挡环5取下，即可根据需要更换挤压油膜阻尼器4。更换完成后，先将榫连式端面油挡环5安装在对开式滚动轴承8外圈的油挡环槽22内，再将挤压油膜阻尼器4安装至对开式滚动轴承8上，要求挤压油膜阻尼器4的通油孔7置于两个榫连式端面油挡环5之间，并将两阻尼器块端部的通孔27对准，通过螺钉11连接，随后合上剖分式轴承支座1的左半部分101或者右半部分102，最后将拆下的轴承支座螺钉13拧紧，再将辅助支撑21撤去即可。

更换对开式滚动轴承8时，先用辅助支撑21将外轴6上顶一定高度，使轴承支座1和外轴6之间产生间隙，将轴承支座1的左半部分101或者右半部分102取下。再按照更换挤压油膜阻尼器4时的步骤拆下挤压油膜阻尼器4。随后连接对开式滚动轴承8左半部分801和右半部分802的螺钉10拧松取下，即可根据需要更换对开式滚动轴承8。更换完成后，先合上对开式滚动轴承8再将左半部分801和右半部分802的通孔28对准拧上螺钉10，不需拧紧，随后张开两个对开式滚动轴承8的左半部分801和右半部分802，要求对开式滚动轴承8的左半部分801和右半部分802和外轴6之间的间隙不大于滚动体9的直径，将滚动体9全装入开式滚动轴承体8的左半部分801和右半部分802后，将螺钉10拧紧。再将挤压油膜阻尼器4安装在对开式滚动轴承8上，随后合上剖分式轴承支座1的左半部分101或者右半部分102，最后将拆下的轴承支座螺钉13拧紧，再将辅助支撑21撤去即可。

Claims (7)

1.一种用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：包括鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器、对开式滚动轴承、轴承支座及榫连式端面油挡环；所述的鼠笼式弹性支承、挤压油膜阻尼器及轴承支座均为剖分式结构，剖分面为穿过轴中心线的竖直平面；挤压油膜阻尼器和鼠笼式弹性支承安装在轴承支座上；对开式滚动轴承安装在挤压油膜阻尼器内，轴支撑在对开式滚动轴承上；对开式滚动轴承的外圈上设有两条平行的油挡环槽，两条油挡环槽内分别设有榫连式端面油挡环。

2.根据权利要求1所述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：还包括轴承座基础，轴承支座的底部分别设有螺钉孔，轴承座基础上对应于轴承支座底部的螺钉孔设有螺纹孔。

3.根据权利要求1或2所述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：所述的鼠笼式弹性支承包括圆筒形弹性元件；圆筒形弹性元件由两个截面为半圆形的弹簧片拼合而成；弹簧片的两端分别设有一个半圆形的保持架块，保持架块的两端分别设有榫卯结构，位于弹性元件同端的两个保持架块通过榫卯结构连接成圆形结构的保持架。

4.根据权利要求3所述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：轴承支座内腔侧壁上对应于鼠笼式弹性支承的保持架设有保持架安装槽；鼠笼式弹性支承的保持架安装在保持架安装槽内；轴承支座内腔侧壁上对应于挤压油膜阻尼器处设有阻尼器安装槽，挤压油膜阻尼器安装在阻尼器安装槽内。

5.根据权利要求3所述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：所述的弹性元件上设有若干个方形孔。

6.根据权利要求1或2所述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：所述挤压油膜阻尼器包括两个截面为半圆环形的阻尼器块；阻尼器块的两端分别设有榫卯结构，两阻尼器块通过榫卯结构连接成一截面为环形的挤压油膜阻尼器；两阻尼器块上分别设有通油孔。

7.根据权利要求1或2所述的用于涡轴发动机双转子实验台的可剖分式支撑结构，其特征是：所述的榫连式端面油挡环包括两个半圆形的挡环块，挡环块的两端分别设有榫卯结构，两挡环块通过榫卯结构连接成一环形的油挡环。