CN208123331U - 一种并联式挤压油膜阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种并联式挤压油膜阻尼器，包括套筒3、轴承4、支座5、拉杆6、支架7、机匣8、外层油膜供油孔9、内层油膜供油孔10、由机匣8和支座5构成的外层油膜阻尼器A、由套筒3和支座5构成的内层油膜阻尼器B；所述套筒3固定于机匣8上，所述轴承4与支座5通过拉杆6的一端进行连接，所述拉杆6的另一端与支架7的一端相连接，所述支架7的另一端固定在机匣8上，所述外层油膜供油孔9设置于机匣8上，所述内层油膜供油孔10设置于套筒3上，所述外层油膜供油孔9与外层油膜阻尼器A相通，所述内层油膜供油孔10与内层油膜阻尼器B相通。本专利使得阻尼器阻尼增加时油膜刚度呈现出线性增加的趋势，降低油膜刚度非线性的情况。
Description
技术领域
本实用新型属于阻尼减振技术领域，具体涉及一种并联式挤压油膜阻尼器。
背景技术
挤压油膜阻尼器，如图1所示，由于结构简单和减振效果好，在航空发动机上得到了广泛地应用。在实际航空发动机中，由于航空发动机转子系统的重力、制造以及装配误差等不平衡因素所产生的不平衡力常常会引起转子的振动。为了减小转子系统的振动，通常在转子支承处采用挤压油膜阻尼器来抑制转子系统的振动。在转子横向载荷作用下，油膜轴颈产生径向位移，进而挤压油膜产生油膜阻尼，从而起到减振的作用。但是在大的不平衡响应下，油膜呈现出大的非线性，这种非线性情况在油膜刚度上表现得更为明显。由于油膜刚度非线性地过分增加，导致系统的实际临界转速相应提高，从而使转子不能很快冲过临界状态，较长时间处于大的振动状态下，还会导致振动的不稳定现象产生。因此，阻尼器提供油膜阻尼的同时，产生相对较小的油膜刚度，更有利于航空发动机的可靠工作。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出一种并联式挤压油膜阻尼器。
1、一种并联式挤压油膜阻尼器，其特征在于，包括套筒(3)、轴承(4)、支座(5)、拉杆(6)、支架(7)、机匣(8)、外层油膜供油孔(9)、内层油膜供油孔(10)、由机匣(8) 和支座(5)构成的外层油膜阻尼器(A)、由套筒(3)和支座(5)构成的内层油膜阻尼器(B)；
所述套筒(3)固定于机匣(8)上，所述轴承(4)与支座(5)通过拉杆(6)的一端进行连接，所述拉杆(6)的另一端与支架(7)的一端相连接，所述支架(7)的另一端固定在机匣(8)上，所述外层油膜供油孔(9)设置于机匣(8)上，所述内层油膜供油孔(10)设置于套筒(3)上，所述外层油膜供油孔(9)与外层油膜阻尼器(A)相通，所述内层油膜供油孔(10)与内层油膜阻尼器(B)相通。
2、所述的并联式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述外层油膜阻尼器(A)由外层油膜阻尼器轴颈(2A)和外层油膜阻尼器外圈(1A)之间充的油膜构成，所述内层油膜阻尼器(B)由内层油膜阻尼器轴颈(2B)和内层油膜阻尼器外圈(1B)之间填充的油膜构成；
所述外层油膜阻尼器外圈(1A)位于机匣(8)的内侧，所述内层油膜阻尼器外圈(1B) 位于套筒(3)的外侧，所述外层油膜阻尼器轴颈(2A)位于支座(5)的外表面，所述内层油膜阻尼器轴颈(2B)位于支座(5)的内表面，所述外层油膜供油孔(9)与外层油膜阻尼器外圈(1A)相通，所述内层油膜供油孔(10)与内层油膜阻尼器外圈(1B)相通。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提出一种并联式挤压油膜阻尼器，在原有挤压油膜阻尼器的结构基础上增加一个套筒，形成内外双层油膜。通过对内外双层油膜同时挤压可提供更大的油膜阻尼，相较于只有单层油膜的传统挤压油膜阻尼器，在达到相同的油膜阻尼时由于油膜刚度的高度非线性的情况，使得油膜刚度较大。本专利的设计使得阻尼器阻尼增加时油膜刚度呈现出线性增加的趋势，降低油膜刚度非线性的情况。
附图说明
图1为挤压油膜阻尼器结构示意图；
图2为本实用新型具体实施方式中并联式挤压油膜阻尼器的截面结构示意图；
图3为本实用新型具体实施方式中并联式挤压油膜阻尼器的截面结构局部放大图；
其中，1A-外层油膜阻尼器外圈，1B-内层油膜阻尼器外圈，2A-外层油膜阻尼器轴颈，2B 内层油膜阻尼器轴颈，3-套筒，4-轴承，5-支座，6-拉杆，7-支架，8-机匣，9-外层油膜供油孔，10-内层油膜供油孔，A-外层油膜阻尼器，B-内层油膜阻尼器，11-供油孔，12-供油槽， 13-弹性支承，14-转子，15-阻尼器内环，16-油膜，17-阻尼器外环。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本实施方式中，本实用新型提供一种并联式挤压油膜阻尼器，在保留原有挤压油膜阻尼器的结构基础上，增加一个阻尼器外圈构成一个并联结构，由不平衡力使得轴颈产生进动的过程中对内外两层油膜同时产生挤压，有效地提高油膜阻尼，与传统的挤压油膜阻尼器相比，在达到相同油膜阻尼时所产生的油膜刚度大幅降低，进而提高挤压油膜阻尼器的减振效率。
一种并联式挤压油膜阻尼器，如图2所示，包括套筒3、轴承4、支座5、拉杆6、支架7、机匣8、外层油膜供油孔9、内层油膜供油孔10、由机匣8和支座5构成的外层油膜阻尼器A、由套筒3和支座5构成的内层油膜阻尼器B；
所述套筒3固定于机匣8上，所述轴承4与支座5通过拉杆6的一端进行连接，所述拉杆6的另一端与支架7的一端相连接，所述支架7的另一端固定在机匣8上，所述外层油膜供油孔9设置于机匣8上，所述内层油膜供油孔10设置于套筒3上，所述外层油膜供油孔9 与外层油膜阻尼器A相通，所述内层油膜供油孔10与内层油膜阻尼器B相通。
如图3所示，所述外层油膜阻尼器A由外层油膜阻尼器轴颈2A和外层油膜阻尼器外圈 1A之间充的油膜构成，所述内层油膜阻尼器B由内层油膜阻尼器轴颈2B和内层油膜阻尼器外圈1B之间填充的油膜构成；
所述外层油膜阻尼器外圈1A位于机匣8的内侧，所述内层油膜阻尼器外圈1B位于套筒 3的外侧，所述外层油膜阻尼器轴颈2A位于支座5的外表面，所述内层油膜阻尼器轴颈2B 位于支座5的内表面，所述外层油膜供油孔9与外层油膜阻尼器外圈1A相通，所述内层油膜供油孔10与内层油膜阻尼器外圈1B相通。
本实施方式中，由于套筒3和机匣8的存在，分别与支座5的内侧和外侧形成内外两层油膜，在受到不平衡力的作用下在轴承4处引起振动，并传递至支座5处。随着支座5的振动对内外两层油膜同时进行挤压作用，使得两层油膜均产生油膜阻尼，大幅增加阻尼器所能提供的油膜阻尼。
为了更好地验证本实用新型的并联式挤压油膜阻尼器能够有效提高油膜阻尼，具体采用了ANSYS仿真计算软件对本实用新型的并联式挤压油膜阻尼器进行了油膜阻尼的仿真计算，并计算了传统挤压油膜阻尼器在提供相同的油膜阻尼时所产生的油膜刚度以及在二者提供相同的油膜刚度时所对应的油膜阻尼值。传统挤压油膜阻尼器与本实用新型的并联式挤压油膜阻尼器的结构参数如下表1：
表1结构参数(单位：mm)
在本实用新型的挤压油膜阻尼器中，阻尼器轴颈的运动表达式如式(1)和式(2)所示：
X＝e·cos(Ω·t) (1)
Y＝e·sin(Ω·t) (2)
其中，e＝cε为阻尼器轴颈偏心距，c为油膜间隙，ε为偏心率，Ω为公转角速度，本实施例中，e为0.015mm，公转角速度Ω为503rad/s。仿真计算的滑油参数为：滑油密度为885kg/m2，滑油粘度为0.0168pa·s，出口边界条件压力为大气压。
可知，油膜阻尼和刚度的计算公式如式(3)和式(4)所示：
式中，C为油膜阻尼，K为油膜刚度，Ft为阻尼器轴颈所受油膜切向力，Fr为阻尼器轴颈所受油膜径向力。
通过ANSYS仿真计算软件可得到本专利进行了数值模拟计算，并与传统挤压油膜阻尼器进行对比。此外又计算了当传统挤压油膜阻尼器提供相同相近的油膜阻尼时，所对应的油膜刚度，如表2、3所示。
表2两种阻尼器在相同动偏心时油膜阻尼值C(单位N·s/m)
| 传统挤压油膜阻尼器 | 本专利 |
| 89.66 | 164 |
表3两种阻尼器在提供相同阻尼值时油膜刚度对比
| C(单位N.s/m) | K(单位N/m) | |
| 传统挤压油膜阻尼器 | 160-208 | 8.37×104～13.11×104 |
| 本专利 | 164 | 1.52×104 |
通过以上两个表内的数据可以明显的看到本专利由于双层油膜的存在，使得阻尼大幅增加。当传统挤压油膜阻尼器提供的油膜阻尼在160～208N.s/m范围内时，所提供的油膜刚度在 8.37×104～13.11×104N/m范围内是本专利在相同油膜阻尼情况下所提供的油膜刚度5倍左右。由此可见，在提供相同阻尼的情况下，本专利在一定程度上有效地抑制了油膜刚度非线性的过分增大。
Claims (2)
1.一种并联式挤压油膜阻尼器，其特征在于，包括套筒(3)、轴承(4)、支座(5)、拉杆(6)、支架(7)、机匣(8)、外层油膜供油孔(9)、内层油膜供油孔(10)、由机匣(8)和支座(5)构成的外层油膜阻尼器(A)、由套筒(3)和支座(5)构成的内层油膜阻尼器(B)；
所述套筒(3)固定于机匣(8)上，所述轴承(4)与支座(5)通过拉杆(6)的一端进行连接，所述拉杆(6)的另一端与支架(7)的一端相连接，所述支架(7)的另一端固定在机匣(8)上，所述外层油膜供油孔(9)设置于机匣(8)上，所述内层油膜供油孔(10)设置于套筒(3)上，所述外层油膜供油孔(9)与外层油膜阻尼器(A)相通，所述内层油膜供油孔(10)与内层油膜阻尼器(B)相通。
2.根据权利要求1所述的并联式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述外层油膜阻尼器(A)由外层油膜阻尼器轴颈(2A)和外层油膜阻尼器外圈(1A)之间充的油膜构成，所述内层油膜阻尼器(B)由内层油膜阻尼器轴颈(2B)和内层油膜阻尼器外圈(1B)之间填充的油膜构成；
所述外层油膜阻尼器外圈(1A)位于机匣(8)的内侧，所述内层油膜阻尼器外圈(1B)位于套筒(3)的外侧，所述外层油膜阻尼器轴颈(2A)位于支座(5)的外表面，所述内层油膜阻尼器轴颈(2B)位于支座(5)的内表面，所述外层油膜供油孔(9)与外层油膜阻尼器外圈(1A)相通，所述内层油膜供油孔(10)与内层油膜阻尼器外圈(1B)相通。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108204422A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-06-26 | 沈阳航空航天大学 | 一种并联式挤压油膜阻尼器 |
| CN109668717A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-23 | 南京航空航天大学 | 一种双层油膜双支承挤压油膜阻尼器 |
| CN109752171A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-05-14 | 南京航空航天大学 | 测量浮环式挤压油膜阻尼器内层油压的双向激励试验器 |
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2018
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