具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承的制作方法

本发明涉及航空发动机中的鼠笼式弹性支承，尤其涉及一种具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承。

背景技术：

现代航空发动机的转子-支承系统日益趋于柔性化，鼠笼式弹性支承是涡轴、涡喷和涡扇等航空发动机常常采用的支承结构，以调节临界转速和降低整机振动。传统鼠笼式弹性支承的笼条的截面始终不变，同时在工作过程中，鼠笼式弹性支承承受转子振动引起的振动载荷和机动飞行时过载产生的偏心载荷，因此笼条易断裂。

因此，亟待解决上述技术难题。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种有效提高鼠笼式弹性支承的承受载荷和弯矩能力且解决笼条易断裂问题的具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承及设计方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承，包括固定环和一端与固定环固定连接的筒状轴承安装环，该筒状轴承安装环的筒壁上开设有若干个通槽，并对应形成均布的若干个变截面笼条。

其中，所述变截面笼条包括靠近固定环一端的第一笼条部和远离固定环一端的第二笼条部，该第一笼条部的截面积大于第二笼条部的截面积。

优选的，所述变截面笼条还包括用于连接过渡第一笼条部和第二笼条部、且截面变化的过渡笼条部。

再者，所述过渡笼条部的两侧面为过渡斜平面。

进一步，所述过渡笼条部的两侧面为过渡圆弧面。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点(1)本发明在远离固定环一端采用截面积较小的第二笼条部，在靠近固定环一端采用截面积较大的第一笼条部，通过调整两部分笼条的截面积相对大小调节鼠笼式弹性支承的刚度，从而调整转子系统临界转速，同时提高了鼠笼式弹性支承的承受载荷和弯矩能力，使得笼条不易断裂，提高了疲劳强度储备和使用寿命；(2)本发明在第一笼条部和第二笼条部之间采用渐变截面的过渡笼条部，避免了应力集中；(3)本发明使用方便，通用性较强，便于市场推广。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为现有鼠笼式弹性支承的应力云图；

图4为本发明实施例1中鼠笼式弹性支承应力云图；

图5为本发明实施例2中鼠笼式弹性支承应力云图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明一种具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承，包括固定环1和筒状轴承安装环2，该固定环1和筒状轴承安装环2为一体成型结构。筒状轴承安装环2的筒壁上开设有若干个通槽，并对应形成均布的若干个变截面笼条3。该变截面笼条3包括靠近固定环1一端的第一笼条部301、远离固定环1一端的第二笼条部303和用于连接过渡第一笼条部301和第二笼条部302、且具有渐变截面的过渡笼条部302。本发明中第一笼条部301的截面积大于第二笼条部的截面积303，过渡笼条部302的两侧面为过渡斜平面。本发明鼠笼式弹性支承的整体刚度的调整是通过调整第一笼条部301和第二笼条部303截面积的相对大小实现的。

实施例2

如图2所示，本发明一种具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承，包括固定环1和筒状轴承安装环2，该固定环1和筒状轴承安装环2为一体成型结构。筒状轴承安装环2的筒壁上开设有若干个通槽，并对应形成均布的若干个变截面笼条3。该变截面笼条3包括靠近固定环1一端的第一笼条部301、远离固定环1一端的第二笼条部303和用于连接过渡第一笼条部301和第二笼条部303、且具有渐变截面的过渡笼条部302。本发明中第一笼条部301的截面积大于第二笼条部的截面积303，过渡笼条部302的两侧面为过渡圆弧面。本发明鼠笼式弹性支承的整体刚度的调整是通过调整第一笼条部301和第二笼条部303截面积的相对大小实现的。

本发明在远离固定环一端采用截面积较小的第二笼条部，在靠近固定环一端采用截面积较大的第一笼条部，通过调整两部分笼条的截面积相对大小调节鼠笼式弹性支承的刚度，从而调整转子系统临界转速，同时提高了鼠笼式弹性支承的承受载荷和弯矩能力，使得笼条不易断裂，提高了疲劳强度储备和使用寿命。

如图3、图4和图5所示，三个相同材料的鼠笼式弹性支承的刚度相近，在相同约束条件和载荷条件下，实施例1和实施例2中的鼠笼式弹性支承的强度高于传统鼠笼式弹性支承。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有刚度梯度的鼠笼式弹性支承，包括固定环和一端与固定环固定连接的筒状轴承安装环，该筒状轴承安装环的筒壁上开设有若干个通槽，并对应形成均布的若干个变截面笼条。本发明在远离固定环一端采用截面积较小的第二笼条部，在靠近固定环一端采用截面积较大的第一笼条部，通过调整两部分笼条的截面积相对大小调节鼠笼式弹性支承的刚度，从而调整转子系统临界转速，同时提高了鼠笼式弹性支承的承受载荷和弯矩能力，使得笼条不易断裂，提高了疲劳强度储备和使用寿命。

技术研发人员：费庆国;何俊增;张大海;刘璟泽;柳友志
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2018.08.02
技术公布日：2018.12.18