一種可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，包括固定支承單元和可調(diào)支承單元；其中，所述的固定支承單元包括基座、軸承、套筒和彈性墊圈，所述的軸承安裝于套筒內(nèi)，彈性墊圈安裝于套筒和基座之間；所述的可調(diào)支承單元包括兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)、兩個(gè)外摩擦盤(pán)、至少兩個(gè)以上的作動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂緊螺母，所述的兩個(gè)外摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的套筒的兩端，兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的基座的兩側(cè)端面上，外摩擦盤(pán)與內(nèi)摩擦盤(pán)之間存在初始間隙；所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座中并通過(guò)頂緊螺母軸向固定。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)在僅占用一個(gè)支承空間的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子支承剛度和阻尼的主動(dòng)控制，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，支承剛度和阻尼的調(diào)節(jié)范圍較大，可靠性較高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)減振領(lǐng)域，尤其涉及一種針對(duì)轉(zhuǎn)子的可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承。
技術(shù)介紹
轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題廣泛存在于航空、船舶、車(chē)輛、能源等領(lǐng)域中，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的關(guān)鍵部件的疲勞乃至失效，嚴(yán)重威脅了日常生產(chǎn)的安全，其產(chǎn)生的噪聲對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的身心健康也造成了巨大的危害，故轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)控制一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)轉(zhuǎn)子的支承進(jìn)行減振設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子減振最為常用的手段之一。一般情況下，轉(zhuǎn)子支承可以簡(jiǎn)化為定剛度系數(shù)彈簧和定阻尼系數(shù)阻尼器的組合，則為被動(dòng)減振支承。被動(dòng)減振支承的參數(shù)一旦確定，其適用的減振頻率范圍便隨之確定，若要改變其適用范圍則需重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，因此，被動(dòng)減振支承只在一定頻率范圍內(nèi)有效，適應(yīng)頻帶窄。由振動(dòng)理論可知，只有當(dāng)激勵(lì)頻率與系統(tǒng)固有頻率之比大于1.414時(shí)，減振器才有減振效果，故被動(dòng)減振支承僅適用于中、高頻激勵(lì)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，當(dāng)今人們對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)工作環(huán)境的要求越來(lái)越嚴(yán)苛，外加于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的激勵(lì)也越來(lái)越復(fù)雜多樣，傳統(tǒng)的被動(dòng)減振支承已經(jīng)無(wú)法滿足使用的需求。主動(dòng)減振支承利用外部能量，在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)受到外界激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)的過(guò)程中，瞬時(shí)改變系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，從而使系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)迅速衰減，具有適應(yīng)頻帶廣，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視，是目前的研究熱點(diǎn)之一。干摩擦阻尼器在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)工作的過(guò)程中，能夠通過(guò)摩擦面之間的庫(kù)倫阻尼將系統(tǒng)振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，再由其他介質(zhì)傳遞出去，從而達(dá)到減振的目的，其阻尼大小可以通過(guò)摩擦面間的壓緊力進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，故被越來(lái)越多地應(yīng)用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的主動(dòng)減振支承當(dāng)中。現(xiàn)有的引入干摩擦阻尼器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主動(dòng)減振支承大都含有附加支承，文獻(xiàn)（倪德. 基于智能彈簧的減振方法及其在多支點(diǎn)軸系中的應(yīng)用研究[D]. 南京: 南京航空航天大學(xué), 2014.）提出了一種含有摩擦副的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主動(dòng)減振支承，包括主支承、輔助支承、摩擦片和作動(dòng)器等部件，還有中國(guó)專(zhuān)利ZL200710017593.2公開(kāi)了一種彈支干摩擦阻尼器電控裝置，包括靜摩擦片、銜鐵、支座和電磁鐵，這兩種支承均包括了主支承部分和附加支承部分，在空間上占據(jù)了兩個(gè)支承的位置，不能滿足部分現(xiàn)有設(shè)備對(duì)緊湊空間和控制質(zhì)量的需求。因此，需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主動(dòng)減振支承。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能主動(dòng)調(diào)節(jié)剛度和阻尼且結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)減振支承。本專(zhuān)利技術(shù)所述的一種可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，包括固定支承單元和可調(diào)支承單元；其中，所述的固定支承單元包括基座、軸承、套筒和彈性墊圈，所述的軸承安裝于套筒內(nèi)，彈性墊圈安裝于套筒和基座之間；所述的可調(diào)支承單元包括兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)、兩個(gè)外摩擦盤(pán)、至少兩個(gè)以上的作動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂緊螺母，所述的兩個(gè)外摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的套筒的兩端，兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的基座的兩側(cè)端面上，外摩擦盤(pán)與內(nèi)摩擦盤(pán)之間存在初始間隙；所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座中并通過(guò)頂緊螺母軸向固定。進(jìn)一步改進(jìn)，所述的基座的底部設(shè)有用于與地面固定的地腳螺釘孔，內(nèi)部設(shè)有通孔，基座的兩側(cè)通過(guò)軸向變形體連接有外端面。進(jìn)一步改進(jìn)，所述通孔的中間部分為光孔，一邊為用于安裝頂緊螺母的螺紋孔。進(jìn)一步改進(jìn)，所述通孔的中間均留有用于連接控制線路的開(kāi)孔，位于基座上半部分的開(kāi)孔為直孔，位于基座下半部分的開(kāi)孔為相貫孔。進(jìn)一步改進(jìn)，所述套筒的兩個(gè)端面均布有用于固定外摩擦面的螺紋孔，內(nèi)部設(shè)有一圈用于定位軸承的凸緣。進(jìn)一步改進(jìn)，所述的兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)通過(guò)螺釘安裝在固定支承單元的基座的外端面上。進(jìn)一步改進(jìn)，所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)件和設(shè)置在驅(qū)動(dòng)件兩端的頂塊構(gòu)成，安裝在基座的通孔中并通過(guò)頂緊螺母軸向固定，頂緊螺母安裝在通孔與外端面相交段的螺紋孔中。進(jìn)一步改進(jìn)，所述彈性墊圈由金屬橡膠、粘彈性橡膠或橡膠-硅油材料制成，其界面形狀為“凸”字型，內(nèi)徑相等，中間外徑大，兩邊外徑小。進(jìn)一步改進(jìn)，所述的驅(qū)動(dòng)件為壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)件、電磁鐵驅(qū)動(dòng)件、液壓進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一種。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)在僅占用一個(gè)支承空間的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子支承剛度和阻尼的主動(dòng)控制，適應(yīng)頻帶寬，特別是對(duì)低頻振動(dòng)控制效果非常的顯著；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，支承剛度和阻尼的調(diào)節(jié)范圍較大，可靠性較高；改進(jìn)后的支承具有三種工作狀態(tài)：分離狀態(tài)、干摩擦狀態(tài)和完全結(jié)合狀態(tài)，三種工作狀態(tài)可根據(jù)外接傳感器的反饋信號(hào)迅速切換，可對(duì)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)進(jìn)行靈活的主動(dòng)控制，使其振動(dòng)幅值一直控制在允許范圍內(nèi)。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)基座的三維視圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)基座的剖視圖。圖1中：1—基座，2—軸承，3—套筒，4—彈性墊圈，5—外摩擦盤(pán)，6—內(nèi)摩擦盤(pán)，7—頂緊螺母，8—頂塊，9—驅(qū)動(dòng)件；圖2中：101—地腳螺釘孔，102—通孔，103—開(kāi)孔，104—外端面，105—軸向變形體。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：如圖1所示，一種可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，包括固定支承單元和可調(diào)支承單元；其中，所述的固定支承單元包括基座1、軸承2、套筒3和彈性墊圈4，所述的軸承2安裝于套筒3內(nèi)，彈性墊圈4安裝于套筒3和基座1之間；所述的可調(diào)支承單元包括兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)5、兩個(gè)外摩擦盤(pán)6、至少兩個(gè)以上的作動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂緊螺母7，所述的兩個(gè)外摩擦盤(pán)5對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的套筒的兩端，兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)6對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的基座的兩側(cè)端面上，外摩擦盤(pán)5與內(nèi)摩擦盤(pán)6之間存在初始間隙；所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座1中并通過(guò)頂緊螺母7軸向固定；所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)件9和設(shè)置在驅(qū)動(dòng)件兩端的頂塊8構(gòu)成。如圖2-3所示，所述的基座1的底部設(shè)有用于與地面固定的地腳螺釘孔101，內(nèi)部設(shè)有用于安裝可調(diào)支承單元的作動(dòng)機(jī)構(gòu)的通孔102，該通孔的中間部分為光孔，一邊為用于安裝頂緊螺母的螺紋孔；基座1的兩側(cè)通過(guò)軸向變形體105連接有外端面104，所述通孔102的中間均留有用于連接控制線路的開(kāi)孔103，位于基座1上半部分的開(kāi)孔為直孔，位于基座下半部分的開(kāi)孔為相貫孔。本專(zhuān)利技術(shù)的裝配過(guò)程如下：將頂塊8和驅(qū)動(dòng)件9分別裝入基座1的通孔102中間部分的光孔中，并分別將各個(gè)驅(qū)動(dòng)件9的控制線路從基座上的開(kāi)孔103引出，再在基座1的通孔102一邊的螺紋孔中旋入頂緊螺母7并擰緊；將內(nèi)摩擦盤(pán)6分別安裝在基座1的外端面104兩端，并用螺釘旋入外端面104的螺紋孔中對(duì)其進(jìn)行緊固；然后，將軸承2裝進(jìn)套筒3內(nèi)并用套筒3中的凸緣對(duì)其定位，再將左邊的外摩擦盤(pán)5安裝到固定支承單元的套筒3上并用螺釘緊固；其次，將彈性墊圈4套在套筒3外，以左邊的外摩擦盤(pán)5定位；將彈性墊圈4連同軸承2、套筒3、左邊的外摩擦盤(pán)5裝入基座1中，依靠左邊的外摩擦盤(pán)5和左邊的內(nèi)摩擦盤(pán)6貼緊來(lái)對(duì)以上部件進(jìn)行定位；將右邊的外摩擦盤(pán)5安裝在套筒右端，并用螺釘緊固；最后將轉(zhuǎn)子裝入軸承，通過(guò)控制線路使驅(qū)動(dòng)件9伸長(zhǎng)，頂緊兩端的頂塊8，借助頂塊8上的半球型凸起使得兩端內(nèi)、外摩擦盤(pán)頂緊，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中；將基座通過(guò)地腳螺釘孔101固定于地面或其他固定體上，通過(guò)控制線路使驅(qū)動(dòng)件9恢復(fù)原狀，自此裝配步驟完成。本專(zhuān)利技術(shù)的工作原理：本專(zhuān)利技術(shù)所述的可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承分為三種工作狀態(tài)：分離狀態(tài)、干摩擦狀態(tài)和完全結(jié)合狀態(tài)，三種工作狀態(tài)可根據(jù)外接傳感器的反饋信號(hào)迅速切換；當(dāng)轉(zhuǎn)子的振本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，其特征在于：包括固定支承單元和可調(diào)支承單元；其中，所述的固定支承單元包括基座、軸承、套筒和彈性墊圈，所述的軸承安裝于套筒內(nèi)，彈性墊圈安裝于套筒和基座之間；所述的可調(diào)支承單元包括兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)、兩個(gè)外摩擦盤(pán)、至少兩個(gè)以上的作動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂緊螺母，所述的兩個(gè)外摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的套筒的兩端，兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的基座的兩側(cè)端面上，外摩擦盤(pán)與內(nèi)摩擦盤(pán)之間存在初始間隙；所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座中并通過(guò)頂緊螺母軸向固定。

【技術(shù)特征摘要】
2016.03.24 CN 20161017192091.一種可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，其特征在于：包括固定支承單元和可調(diào)支承單元；其中，所述的固定支承單元包括基座、軸承、套筒和彈性墊圈，所述的軸承安裝于套筒內(nèi)，彈性墊圈安裝于套筒和基座之間；所述的可調(diào)支承單元包括兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)、兩個(gè)外摩擦盤(pán)、至少兩個(gè)以上的作動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂緊螺母，所述的兩個(gè)外摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的套筒的兩端，兩個(gè)內(nèi)摩擦盤(pán)對(duì)稱(chēng)安裝在固定支承單元的基座的兩側(cè)端面上，外摩擦盤(pán)與內(nèi)摩擦盤(pán)之間存在初始間隙；所述的作動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座中并通過(guò)頂緊螺母軸向固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，其特征在于，所述的基座的底部設(shè)有用于與地面固定的地腳螺釘孔，內(nèi)部設(shè)有通孔，基座的兩側(cè)通過(guò)軸向變形體連接有外端面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減振支承，其特征在于，所述通孔的中間部分為光孔，一邊為用于安裝頂緊螺母的螺紋孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的主動(dòng)減...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李苗苗，朱如鵬，彭勃，李峙岳，解培，倪德，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32