CN209494877U - 一种凸台式挤压油膜阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸台式挤压油膜阻尼器，包括阻尼器外套、弹性凸台和轴承外套，阻尼器外套外侧与基座固定，阻尼器外套的内侧均匀的装配有弹性凸台，弹性凸台与轴承外套外侧配合，轴承外套内侧与轴承相连，轴承外套上设有与基座相连的限位装置以确保轴承外套只有涡动没有转动；阻尼器外套上相对称的贯通设置有供油孔和出油孔，阻尼器外套的内侧两端设有密封槽，密封槽内装配有“O”形密封圈。本实用新型通过设置弹性凸台，一方面实现了分割油腔，调节油膜非线性分布，避免转子系统出现双稳态等非线性现象；另一方面弹性凸台可通过轴承外套支撑转子，从而对转子提供支撑，无需另加鼠笼支撑结构。

Description

一种凸台式挤压油膜阻尼器

技术领域

本实用新型属于转子系统减振与稳定性控制领域，具体涉及一种凸台式挤压油膜阻尼器。

背景技术

挤压油膜阻尼器广泛应用于航空、航海和化工生产行业的转子系统，如航空涡扇发动机、舰用燃气轮机和化工行业离心压缩机，是转子系统的重要减振、调频器件。其作用机理是，轴颈在转子涡动带动下挤压油膜，油膜在变形过程中提供阻尼，进而对转子系统产生减振作用，故名挤压油膜阻尼器。随着新型飞机发动机、离心压缩机向高负荷、高转速、轻量化方向发展，使得转子系统承受复杂的流、固、声、热耦合载荷作用，这些因素会使转子因热弯曲、磨损、连接性下降而导致不平衡程度增加，进而导致转子涡动增大，从而使阻尼器油膜非线性程度大大增加，常引起转子振动突跳、双稳态响应、非协调机动和混沌等现象出现，会加速结构疲劳或引起碰摩等严重故障。

弹性环式挤压油膜阻尼器可以较好地解决由于转子涡动而导致的双稳态问题。它是通过在油腔中加入金属弹性环，从而实现弹性支撑与减振功能于一体。同时通过弹性环凸台分割油腔和弹性环变形调节，改善了油膜的不平衡分布，从而抑制了传统挤压油膜阻尼器转子系统出现的非线性现象。但由于结构紧凑，弹性环的加工精度要求高、装配难度较大，加工与装配误差反而会导致较大的非线性响应。此外，成本也较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种凸台式挤压油膜阻尼器，本实用新型通过设置弹性凸台，一方面实现了分割油腔，调节油膜非线性分布，避免转子系统出现双稳态等非线性现象；另一方面弹性凸台可通过轴承外套支撑转子，从而对转子提供支撑，无需另加鼠笼支撑结构。此外，弹性凸台的加工与装配难度小、成本低。而且这种阻尼器相较于弹性环式挤压油膜阻尼器更加紧凑，占用空间更小。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种凸台式挤压油膜阻尼器，包括阻尼器外套、弹性凸台和轴承外套，所述阻尼器外套外侧与基座固定，阻尼器外套的内侧均匀的装配有所述弹性凸台，所述弹性凸台与轴承外套外侧配合，轴承外套内侧与轴承相连，轴承外套上设有与所述基座相连的限位装置以确保轴承外套只有涡动没有转动；所述阻尼器外套上相对称的贯通设置有供油孔和出油孔，阻尼器外套的内侧两端设有密封槽，所述密封槽内装配有“O”形密封圈。

进一步的，所述弹性凸台由弹性凸台壳和安装柄构成，所述弹性凸台壳为圆弧形状。

进一步的，所述阻尼器外套内侧均匀地开有装配孔，所述安装柄的长度短于装配孔的深度，安装柄上装有密封，防止润滑油进入装配孔。

进一步的，所述弹性凸台采用合金材料。

进一步的，所述弹性凸台将油腔分割为两个以上的等距油腔。

进一步的，所述阻尼器外套内侧密封槽与弹性凸台之间形成的间隙为油路。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

1.本实用新型提出的凸台式挤压油膜阻尼器，包含阻尼器外套、弹性凸台和轴承外套三部分。通过设置弹性凸台，可以将整体油腔划分成若干周向均布的小油腔，在提供良好的减振的同时，可有效地改善阻尼器中油膜分布不均的现象，进而降低油膜的非线性，提高转子系统的稳定性。

2.提升并延长了航空发动机、离心压缩机等重大装备的可靠性与使用寿命。由于弹性凸台可以提供径向支撑，凸台式阻尼器不需要专门设置鼠笼支撑，结构紧凑，节省空间。

3.弹性凸台采用合金材料制成，具有弹性，且弹性凸台与阻尼器外套通过安装柄装配，所以在转子涡动下，弹性凸台可以根据转子的涡动产生变形，进而油膜被挤压产生阻尼作用减弱将转子的振动。相对于弹性环式挤压油膜阻尼器，凸台挤压油膜阻尼器省去了外油膜，结构更加紧凑，而且装配方式简单。

4.制造和装配的误差对于凸台式挤压油膜阻尼器影响较小，避免了弹性环式挤压油膜阻尼器中由于弹性环的加工误差而导致的非线性响应问题并降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的正面结构示意图；

图3为本实用新型的内部结构示意图；

图4为本实用新型的剖视结构示意图；

图5-1和图5-2均为本实用新型弹性凸台的具体结构示意图；

图6为本实用新型的弹性凸台的放大组装示意图；

图7-1为本实用新型的结构示意图，图7-2是图7-1中B-B向的剖视结构示意图；

附图标记：1-轴承外套，2-弹性凸台，20-弹性凸台壳，21-安装柄，3-阻尼器外套，4-供油孔，5-出油孔，6-密封槽，7-装配孔，8-油路

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1和图2所示，凸台式挤压油膜阻尼器主要由阻尼器外套3、弹性凸台2和轴承外套1三部分组成。阻尼器外套3由金属材料铸造，固定于基座，基座在不同机械系统中是不同的，例如在航空发动机中为机匣，在化工工厂的离心机中为地基。弹性凸台2采用合金材料制成，由于凸台厚度决定凸台的径向刚度，因此凸台厚度由系统转子载荷决定。轴承外套1内侧与轴承相连，同时设有限位销与基座相联，保证轴承外套在阻尼器中只有涡动而无转动。轴承外套1与弹性凸台采用间隙配合，弹性凸台2处滑油膜非常薄，不提供油膜力。所以弹性凸台2起到了分割油腔的作用，可以抑制阻尼器中因转子大幅度涡动而产生的油膜不平衡分布现象，进而避免转子出现非线性响应。

如图3和图4所示，弹性凸台2延周向均匀地装配在阻尼器外套内侧。在阻尼器外套3上加工出贯穿的供油孔4与出油孔5，分别通过供油管与油泵相连。为了减少滑油泄露，在阻尼器外套轴端两侧加工密封槽6，放置“O”形密封圈。同时阻尼器外套内侧即油腔处应打磨光滑。本实施例中弹性凸台视具体情况按偶数延周向均匀分布，弹性凸台安装位置与供油孔4和出油孔5错置；阻尼器长度、轴承外套直径、阻尼器油腔间隙和滑油粘度等参数根据转子系统长度、转轴直径、轴承尺寸、转子系统载荷和转子转速等工况确定。

如图5-1和5-2所示，弹性凸台由弹性凸台壳20和安装柄21两部分构成。其中弹性凸台壳20采用合金材料锻造而成具有弧度的弹性壳，具有良好的韧性，可以提供较好的径向刚度。且由于弹性凸台壳20采用光滑弧度的造型，在轴承外套的涡动下，轴承外套与弹性凸台壳20会产生摩擦耗散系统的动能，起到阻尼的作用。安装柄21上有密封，防止滑油进入装配孔。弹性凸台壳20的厚度由系统的载荷确定，其弧度由所需油膜间隙决定。弹性凸台壳20的两端均打磨出圆角，与阻尼器外套内侧贴合。安装柄21是焊接在弹性凸台壳20内侧中线上的，其主要起到安装弹性凸台2和限制弹性凸台2周向运动的作用。安装柄21采用和弹性凸台壳20相同的材料加工而成。弹性凸台2的周向长度、轴向长度和凸台个数可以调节阻尼器阻尼性能，应根据具体情况设置。弹性凸台周向长度对应的圆周角度为8度，轴向长度要短于阻尼器外套两密封槽6间距。

在完成弹性凸台2和阻尼器外套3的制作后，弹性凸台2与阻尼器外套3将按照图6的方式进行装配。弹性凸台2通过安装柄21插入装配孔7中，安装柄21和装配孔7采用间隙配合。且装配孔7的长度长于安装柄21，这样的设计便于为弹性凸台2提供一定的变形裕度，从而使得弹性凸台2在挤压时的变形不会受到的安装柄21径向限制。同时安装柄21在弹性凸台壳受压产生径向位移时，安装柄与装配孔7产生摩擦会消耗系统能量，为转子系统提供一定的阻尼作用。

在完成以上步骤后，如图7-1和7-2所示，将轴承外套1安装入阻尼器中。轴承外套内侧与转子的轴承配合，外侧与弹性凸台2间隙配合。同时有限位销与基座相连，使得在转子系统运动过程中，轴承外套不产生转动，只有涡动。轴承外套采用合金材料铸造打磨而成，内外表面均要求光滑。从图7-2的侧面剖面图可以看出弹性凸台长度短于阻尼器两密封间间距，这样在密封槽6和弹性凸台2间形成的间隙为油路8，从而保证每个油腔的的滑油供应。

除了以上提出的实例，弹性凸台的数量、尺寸、材料和形状均可有其他不同形式。阻尼器外套、轴承外套的参数、材料和加工工艺可有其他选择。以上所举实例仅为本实用新型的优选实例，但凡依本实用新型权利要求及本实用新型说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应属本实用新型专利覆盖的范围。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种凸台式挤压油膜阻尼器，其特征在于，包括阻尼器外套、弹性凸台和轴承外套，所述阻尼器外套外侧与基座固定，阻尼器外套的内侧均匀的装配有所述弹性凸台，所述弹性凸台与轴承外套外侧配合，轴承外套内侧与转子的轴承相连，轴承外套上设有与所述基座相连的限位装置以确保轴承外套只有涡动没有转动；所述阻尼器外套上相对称的贯通设置有供油孔和出油孔，阻尼器外套的内侧两端设有密封槽，所述密封槽内装配有“O”形密封圈。

2.根据权利要求1所述一种凸台式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述弹性凸台由弹性凸台壳和安装柄构成，所述弹性凸台壳为圆弧形状。

3.根据权利要求2所述一种凸台式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述阻尼器外套内侧均匀地开有装配孔，所述安装柄的长度短于装配孔的深度，安装柄上装有密封，防止润滑油进入装配孔。

4.根据权利要求1所述一种凸台式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述弹性凸台采用合金材料。

5.根据权利要求1所述一种凸台式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述弹性凸台将油腔分割为两个以上的等距油腔。

6.根据权利要求1所述一种凸台式挤压油膜阻尼器，其特征在于，所述阻尼器外套内侧密封槽与弹性凸台之间形成的间隙为油路。