阅读说明：本技术 一种间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器 (Extrusion oil film damper with gap capable of being controlled in split-phase mode ) 是由 王俊 张俊红 洪芳芳 于洋洋 于 2019-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器,包括转轴、固定套设在所述转轴外壁的滚动轴承和固定套设在所述滚动轴承外圈的鼠笼。所述鼠笼的外环沿轴向依次套设有左端盖、阻尼器支撑件和右端盖,所述阻尼器支撑件通过左端盖固定螺钉和左端盖定位销与所述左端盖固定连接,并通过右端盖固定螺钉和右端盖定位销与所述右端盖固定连接。本发明可以通过外部控制器分相自适应地根据转子系统的振动状态,调整各油腔的油膜间隙,防止减振失效；并且在全转速范围内,通过分相调节间隙为旋转机械提供大小和方向适合的阻尼力,使转子系统的振动得到最优控制。(The invention provides an extrusion oil film damper with a gap capable of being controlled in a split-phase mode. The squirrel cage is characterized in that a left end cover, a damper supporting piece and a right end cover are sequentially sleeved on an outer ring of the squirrel cage along the axial direction, and the damper supporting piece is fixedly connected with the left end cover through a left end cover fixing screw and a left end cover positioning pin and fixedly connected with the right end cover through a right end cover fixing screw and a right end cover positioning pin. According to the invention, the oil film clearance of each oil cavity can be adjusted according to the vibration state of the rotor system in a self-adaptive manner through the split phase of the external controller, so that the vibration reduction failure is prevented; in addition, within the range of full rotating speed, damping force with proper magnitude and direction is provided for the rotating machinery through split-phase adjustment of the gap, so that the vibration of the rotor system is optimally controlled.)

一种间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器

技术领域

本发明属于阻尼器技术领域，更具体地，涉及一种间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器。

背景技术

挤压油膜阻尼器(Squeeze Film Damper，简称“SFD”)的结构十分简单。它是在转子轴承外圈上连接一个圆柱零件，与轴承座之间形成环形间隙,构成油膜腔。轴承外圈上的圆柱零件称为油膜环。油膜腔内充以压力滑油。通常油膜环的自转是被限制的，但允许轴颈在油腔内任意涡动。

鼠笼为一种悬臂式弹性支承结构，一端有安装边固定于机匣轴承座上,另一端悬伸，其内部装置轴承以支承转子。通过改变鼠笼弹性支承的刚性，调整和控制临界转速,满足转子系统临界转速设计准则的要求。

然而，随着旋转机械高速化、大型化的发展趋势，转子系统常常工作在一阶或几阶临界转速以上，转子系统的失稳因素也越来越多，如密封力、内摩擦、不平衡质量激励等，SFD作为被动控制的局限性逐渐被凸显出来。首先，SFD的稳态工作区比较狭窄，当转子的不平衡力过大或突发事件如失衡等事件的发生，可能导致减振失效；其次，当载荷过大，由于油膜力的高度非线性，转子可能出现双稳态跳跃等力学特性恶劣现象；再次，SFD用于抑制转子系统通过临界转速时的振动幅值。由于SFD的调谐范围很窄，因此设计参数无法满足在整个工作转速范围内的最优。对于运行在一阶临界转速以上的转子系统，要求在临界转速以上运行时具有低阻尼以减小传递的力，但是在通过临界转速时需要具有较高的阻尼以确保安全穿越临界转速。因此，必须确定最佳SFD参数值以满足这两个相互矛盾的要求。除了相互矛盾的阻尼要求外，高速转子系统中还存在多个最佳阻尼值。但是，由于传统的SFD无法控制结构参数，因而无法解决上述设计问题。

因此，现有技术中亟需能够全转速范围内通过分相调节间隙为旋转机械提供大小和方向适合的阻尼力，使转子系统的振动得到最优控制的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种将传统的整周油腔分割，并可独立调节各个油腔的间隙，防止减振失效及双稳态跳跃等力学特性恶劣现象，并在全转速范围内通过分相调节间隙为旋转机械提供大小和方向适合的阻尼力，使转子系统的振动得到最优控制的间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器，包括转轴、固定套设在所述转轴外壁的滚动轴承和固定套设在所述滚动轴承外圈的鼠笼。

所述鼠笼的外环沿轴向依次套设有左端盖、阻尼器支撑件和右端盖，所述阻尼器支撑件通过左端盖固定螺钉和左端盖定位销与所述左端盖固定连接，并通过右端盖固定螺钉和右端盖定位销与所述右端盖固定连接。

所述阻尼器支撑件内沿圆周向等间距设置有下滑块，每个所述下滑块的上端通过固定螺栓固定连接有上滑块，所述上滑块内在所述固定螺栓的两侧分别设置有导套，所述阻尼器支撑件内还设置有一端贯穿所述导套的导柱，所述导柱上还套设有弹簧。

所述上滑块的上方设置有压电陶瓷驱动器，所述压电陶瓷驱动器上方设置有压块，所述压块通过压块固定螺钉与所述阻尼器支撑件固定连接。

所述阻尼器支撑件沿径向分别开设有进油孔和出油孔。

所述压块下表面设置有定位孔，且所述定位孔的位置刚好与所述导柱的位置相对应。

所述左端盖和所述右端盖的侧壁均开设有定位槽，所述定位槽中分别嵌入设置有套在所述鼠笼的外环的O型密封圈。

所述下滑块的下表面为圆弧面，所述圆弧面与所述鼠笼外环壁面相契合。

所述压电陶瓷驱动器通过导线与外部电源相连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：每组压电陶瓷驱动器、上滑块和下滑块等间距设置，可以通过外部控制器分相自适应地根据转子系统的振动状态，为各个压电陶瓷驱动器提供适合的电压，各压电陶瓷驱动器在电场的作用下发生位移，推动滑块上端部和滑块下端部在阻尼器支承件中沿径向运动，进而调整各油腔的油膜间隙，防止减振失效；并且在全转速范围内，通过分相调节间隙为旋转机械提供大小和方向适合的阻尼力，使转子系统的振动得到最优控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明的俯视结构示意图。

图4是图2的右视图。

图5是图2的A-A截面剖视图。

图6是图5中C处的局部放大图。

附图标记：1-鼠笼，2-左端盖，3-右端盖，4-转轴，5-导线，6-滚动轴承，7-进油孔，8-左端盖固定螺钉，9-左端盖定位销，10-O型密封圈，11-出油孔，12-阻尼器支承件，13-压块固定螺钉，14-压块，15-上滑块，16-固定螺栓，17-压电陶瓷驱动器，18-导柱，19-导套，20-弹簧，21-下滑块，22-右端盖固定螺钉，23-右端盖定位销，24-定位孔。

具体实施方式

如图1-6所示的一种间隙可分相控制的挤压油膜阻尼器，包括转轴4、固定套设在转轴4外壁的滚动轴承6和固定套设在滚动轴承6外圈的鼠笼1，鼠笼1的外环沿轴向依次套设有左端盖2、阻尼器支撑件12和右端盖3，阻尼器支撑件12通过左端盖固定螺钉8和左端盖定位销9与左端盖2固定连接，并通过右端盖固定螺钉22和右端盖定位销23与右端盖3固定连接；本实施例中，沿周向分别均匀设置6个左端盖固定螺钉8和6个右端盖固定螺钉22，并分别对称设置两个左端盖定位销9和右端盖定位销23。

阻尼器支撑件12内沿圆周向等间距设置有下滑块21，下滑块21的下表面为圆弧面，圆弧面与鼠笼1外环壁面相契合，当下滑块21径向振动，导致圆弧面与鼠笼1外环壁面直接接触时，圆弧面能够刚好贴合鼠笼1外环壁面，减轻不必要的碰撞磨损。每个下滑块21的上端通过固定螺栓16固定连接有上滑块15，上滑块15内在固定螺栓16的两侧分别设置有导套19，阻尼器支撑件12内还设置有一端贯穿导套19的导柱18，导柱18上还套设有弹簧20，导柱18下端有凸起，弹簧20位于导套19与凸起之间；上滑块15的上方设置有压电陶瓷驱动器17，压电陶瓷驱动器17上方设置有压块14，压块14通过压块固定螺钉13与阻尼器支撑件12固定连接，压块14下表面设置有定位孔24，定位孔24的位置刚好与导柱18的位置相对应，导柱18的上端刚好***定位孔24；阻尼器支撑件12沿径向分别开设有进油孔7和出油孔11。

左端盖2和右端盖3的侧壁均开设有定位槽，定位槽中分别嵌入设置有套在鼠笼1的外环的O型密封圈10。将两个套在鼠笼1的外环上的O型密封圈10分别嵌入左端盖2和右端盖3中，能够使O型密封圈10的位置固定住，避免其沿轴向滑动，同时能起到较好的密封效果，避免润滑油从端盖侧漏出。

每个压电陶瓷驱动器17通过导线5与外部电源相连接，以便于分别控制各个压电陶瓷驱动器17。

本发明的工作原理是如下：

阻尼器支承件12套设在鼠笼1的外环上，下滑块21插设在阻尼器支承件12内预留的埋设位置中，下滑块21沿周向等间距布置，数量可以是多个，本实施例中数量是6个。每个下滑块21上方放置上滑块15，上滑块15和下滑块21中间有内螺纹孔，用紧固螺栓16将上下滑块拧紧固定，上滑块15两侧的导套19刚好套在两个导柱18上，导柱18预先还套设弹簧20，弹簧20下端抵住导柱18下端部凸出圆周方向的凸起，弹簧20上端顶在导套19上，压电陶瓷驱动器17压在上滑块15的上表面，再用压块14压住压电陶瓷驱动器17和上滑块15等部件，并压块固定螺钉13穿过压块14上和阻尼器支承件12上预设的螺钉孔并拧紧，使上述各部件都能够紧固为一体，弹簧20也被压紧，压块14上还有两个定位孔24，位置刚好对准两个导柱18，使两个导柱18的上端分别***两个定位孔24中，进一步加强紧固效果。

在初始状态下，弹簧20处于压缩状态，使得上滑块15的上端面与压块14的下端面压紧，在下滑块21与鼠笼1外环之间形成初始油膜间隙并使压电陶瓷驱动器17处于受压状态。其次，通过供油泵向阻尼器支承件12上的供油孔7供给润滑油，润滑油进入到下滑块21的圆弧面与鼠笼1外环之间的初始间隙中形成油膜，再流经出油孔11回到油箱；最后，根据转子系统的振动状态，通过外部控制器分相自适应的为各个压电陶瓷驱动器17提供适合的电压，各压电陶瓷驱动器17在电场的作用下发生位移，推动上滑块15和下滑块21在阻尼器支承件12中沿径向运动，进而调整各油腔的油膜间隙，防止减振失效及双稳态跳跃等力学特性恶劣现象，并在全转速范围内通过分相调节间隙为旋转机械提供大小和方向适合的阻尼力，使转子系统的振动得到最优控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

以上的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。