专利名称：旋转轴弯曲振动衰减装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转轴弯曲振动衰减装置。
背景技术：
从振动力学中已知的，围绕轴线旋转的轴受到弯曲振动，即，相对于轴的旋转轴线径向地振动，并且，当以临界速度旋转时，振动最大。为了使得轴在即使高于临界速度的情况下也能够正常工作，当轴达到临界速度时，用衰减装置来吸收轴的弯曲能量。还将衰减装置设计为，保持轴的可接受的径向位移，由此防止损坏，并使轴的弯曲振动稳定。更具体地，这样的衰减装置是已知的，其基本上包括固定支撑体；以及环，其限定了轴装配于其中的环形开口。当在临界弯曲振动速度范围之外旋转时，轴宽松地装配在开口中。换句话说，轴不接触环。相反，轴在临界速度下的弯曲振动使轴与环接触。轴和环之间的接触首先改变了轴的自然频率和整体刚度，并最终导致由轴和衰减装置环之间的滑动摩擦导致的热量的扩散，该滑动摩擦抵抗了轴的旋转和弯曲振动，并改变轴的动态特性。以上两个现象的结果是，衰减装置抵抗弯曲振动的任何增加，并由此吸收了与轴的位移相关的能量。在工业上感觉到有这样的需求衰减轴在临界轴转速下的弯曲振动，同时，在与临界轴转速不同的转速下，将轴和衰减装置之间的摩擦减到最小。还感觉到有这样的需求减小衰减装置的响应时间。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种用于衰减轴的弯曲振动的装置，并且，该装置以简单的、低成本的方式实现至少一个以上目标。根据本发明，提供了一种用于衰减围绕第一轴线旋转的轴的弯曲振动的衰减装置，该装置包括-支撑体；以及-第一构件，其限定环形开口，所述轴装配在环形开口中，并且当所述轴相对于所述第一轴线径向地弯曲时，所述第一构件相对于所述支撑体可移动并相对于所述第一轴线在第一和第二位置之间可径向地移动；当所述轴的转速在至少第一范围内时，所述第一构件设置到所述第一位置，并且所述轴宽松地横过所述开口 ；当所述轴的转速在与第一范围不同的并包括轴的至少一个临界速度的第二范围内时，所述第一构件在使用中被设置到所述第二位置，并且所述开口的侧面轮廓在使用中与所述轴配合；所述装置包括-第一弹性装置，置于所述支撑体和所述第一构件之间；以及-销子，沿着相对于所述第一轴线径向的方向可与所述第一构件一体地移动；所述第一弹性装置置于所述销子和所述支撑体之间；其特征在于，包括与所述销子制成一体并交叉的板；所述第一弹性装置包括-至少一个第一弹簧，置于所述支撑体的第一部分和所述第一构件的伸出部之间； 以及-至少一个第二弹簧，置于所述板和所述支撑体的第二部分之间。
将参考附图，通过实例描述本发明的优选的非限制性实施方式，其中图1示出了根据本发明的衰减装置的透视图；图2示出了图1的衰减装置的正视图；图3和图4示出了图1和图2的衰减装置的透视图，为了清楚起见而去除了一些部分；图5示出了包括轴和图1至图4的衰减装置的驱动器的截面，为了清楚起见而去除了一些部分。
具体实施例方式在图1中，标号1表示用于衰减围绕轴线A旋转的轴2的弯曲振动的衰减装置。更具体地，弯曲振动出现在相对于轴线A径向的平面中，即，在相对于轴线A正交的平面中。将装置1设计为包含在驱动器3中，图5仅示出了驱动器3的轴2、装置1和两个轴承4，轴承4支撑轴2以围绕轴线A旋转。驱动器3优选地形成飞机的一部分，特别是直升机或垂直升降飞机。装置1基本上包括-支撑体6，以未在图中示出的方式固定至轴承4;以及-环11，其限定开口12，轴2装配于开口中，并，环11相对于轴线A可在第一和第二位置之间径向地移动。更具体地，开口 12是圆形的，并由侧面轮廓13所限定。轴2在两个范围中工作，这取决于转速，并由此取决于轴2的弯曲振动的量。在第一工作范围中，轴2的转速落在不包括轴2的临界速度的第一范围内。在第一转速范围中，轴2在开口 12内宽松地旋转，并且环11设置到第一位置。换句话说，轴2的弯曲振动不足以使轴2与开口 12的侧面轮廓13接触。在第二工作范围中，轴2的转速落在与第一范围不同且包括轴2的临界速度的第二范围内。
当轴2在第二速度范围中旋转时，轴2的外轮廓与开口 12的侧面轮廓13接触，并将环11移入第二位置中。换句话说，弯曲振动的量足以使轴2的外轮廓与开口 12的侧面轮廓13接触。更具体地，支撑体6整体上包括-底壁7，基本上平行于轴线A并与轴线A隔开；-横档8，从底壁7朝着环11基本上垂直地伸出；以及-两个基本上平行的侧边9，从底壁7的相对边缘朝着环11基本上垂直于底壁7 地伸出。支撑体6还包括-置于底壁7和横档8的一侧之间的梯形肋部10(图3和图5)；以及-附件17(图1，图2和图3)，在肋部10的相对侧上从横档8伸出。装置1有利地包括置于支撑体6和环11之间的弹性装置18。更具体地，环11基本上包括-两个(分别是顶部和底部)半环14，15，其装配在一起以限定开口12;以及-销子16，其从半环15伸出，沿着与轴线A交叉的轴线B延伸，并且在所示实例中， 销子16是垂直定位的。半环14，15在相应的圆周端可释放地彼此连接。销子16宽松地贯穿附件17，并且当环11处于第一位置中时，轴线B是径向的，即， 相对于轴线A是垂直的。销子16包括一体地装配至半环15的第一端以及与第一端相对并面向底壁7的第二端(图4)。支撑体6包括置于相应侧边9和肋部10之间的两个附件80 (图4)。更具体地，每个附件80包括-水平部分20，从相应侧边9伸出并限定第一圆形座部，第一圆形座部的轴线平行于轴线B ；-水平部分21，与肋部10连接并限定第二圆形座部，第二圆形座部的轴线平行于轴线B;以及-置于部分20和21之间的竖直部分。如图4所示，将部分21置于部分20之间。部分20的第一座部和部分21的第二座部限定相应的肩部22，26。半环15包括两个伸出部51，伸出部51在半环14的相对侧上从半环15的底部伸
出ο伸出部51限定相应肩部观(图4)，相应肩部观与由相应部分20限定的第一座部相对。支撑体6还包括板30，板30与销子16制成一体并限定两个圆形肩部31。板30从销子16的第二端伸出，并基本上垂直于销子16。更具体地，肩部31平行于轴线B并竖直地面向相应的肩部26。弹性装置18包括-两个弹簧35，每个弹簧35置于相应的肩部28和相应的肩部22之间；以及
-两个弹簧36，每个弹簧36置于相应的肩部沈和相应的肩部31之间。弹簧35，36平行于轴线B延伸，并且在所示实例中，弹簧35，36是卷簧。将弹簧36置于弹簧35之间。弹簧35，36将环11加载到第一位置中。更具体地，当轴2对环11不施加力时，即， 当轴2在第一速度范围内旋转时，对弹簧35，36加载，以在销子16上施加相应的相等的、相反的力F1，F2。如图2所示，力F2是从肩部22指向肩部观。力Fl是从肩部沈指向肩部31的。力F1，F2平行于轴线B。相反，当在第二速度范围中旋转时，轴2在环11上施加力，由此使力Fl，F2不平当轴2的转速返回至第一范围时，弹簧35，36推动销子16，由此沿着轴线B朝着轴 2弹性地推动与销子16制成一体的环11。更具体地，对弹簧35，36加载，以刚好克服制动环11和销子16的摩擦力。附件17容纳了铰接接头40，销子16装配在铰接接头40中，并且其允许销子16 (并由此允许环11)围绕平行于轴线A的轴线C旋转。更具体地，铰接接头40 (图4)包括-构件41，其容纳于由附件17限定的座部内，并具有球面部分的形状的表面42； 以及-构件43，其限定销子16装配于其中的通孔44，并具有与表面42配合的表面45。表面45是球面部分的形状。构件41固定在附件17内，同时允许构件43围绕轴线C相对于构件41旋转。装置1还包括(图1):-两个销子50，其端部拧紧在支撑体6的相应壁部49内，销子50宽松地贯穿环11 的相应伸出部51，并在平行于轴线A和C的方向上从伸出部51伸出；-两个盘形板52，相应的销子50同轴地装配于盘形板52中，并且，盘形板52相对于支撑体6固定；以及-两个弹簧59，每个弹簧59置于相应的销子50和相应的板52之间。壁部49的形状是环形的，每个壁部49在相应侧边9和横档8之间延伸。在所示实例中，弹簧59是卷簧，并平行于轴线A和C延伸。参考图3，每个伸出部51基本上是圆柱形的，并由第一面53和相对的第二面M轴向地限定。每个伸出部51的面53面向相关的板52并位于离板52给定距离处，每个伸出部 51的面M面向相关的壁部49并位于离壁部49给定距离处。每个面53包括与盘形垫圈55接合的环形座部，盘形垫圈55以滑动方式与相关的板52配合。每个面M包括与盘形垫圈57接合的环形座部，盘形垫圈57以滑动方式与垫圈56 配合，垫圈56和相关壁部49是制成一体的。弹簧59将相应的板52加载压在相应的垫圈55上，并将垫圈57压在垫圈56上，以当销子16沿着轴线B(图幻滑动时，增加垫圈55和板52之间的滑动摩擦，以及垫圈57 和56之间的滑动摩擦。装置1的操作示出为从以下状态开始，在该状态中，轴2在第一速度范围中旋转， 即，低于或高于轴的临界速度。在此状态中，存在轴2的较小的弯曲振动，由此轴2宽松地延伸经过开口 12的侧面轮廓13。弹簧35，36在销子16上(以及由此在环11上)施加相应的相等的、相反的力F1， F2。当轴2在第二速度范围中旋转时，S卩，接近或达到其临界速度之一时，轴2的弯曲振动足以使其与侧面轮廓13接触。轴2 (图2)的弯曲振动导致-环11(以及由此的销子16)沿着轴线B在孔44内滑动；并且-环11(以及由此的销子16和板30)围绕由铰接接头40限定的轴线C振动，因此，开口 12的中心相对于轴线A偏移。由于与轴线A径向的平面(其中，弯曲振动最严重)沿着以轴线A为中心的假想圆柱而周期性地变化，所以开口 12的中心相对于轴线A偏移。因此，开口 12的中心周期性地画出了以轴线A为中心的圆。换句话说，销子16沿着轴线B滑动，销子16的轴线B围绕轴线C振动。销子16沿着轴线B的滑动被和销子16制成一体的垫圈55，57与和支撑体6制成一体的板52和垫圈56之间的滑动摩擦所抵抗。此滑动摩擦抵抗了环11沿着轴线B的运动，并衰减了轴2的弯曲振动，轴2由此围绕轴线A稳定地旋转。在此状态中，力Fl，F2由此不再是相等的，其间的差与轴2施加在环11上的(以及由此施加在销子16上的)力相等。当轴2的转速返回至第一范围时，弹簧35，36回弹至其相应的加载位置。因此，销子16从底壁7被推开，并且环11返回至第一位置。弹簧35，36还使得销子16围绕轴线C旋转至这样的位置中，在该位置中，轴线B 垂直于轴线A，并且，开口 12的中心再一次沿着轴线A定位。换句话说，弹簧35，36移入相应的位置中，在该位置中，弹簧35，36在销子16上施加相应的相等的、相反的力Fl，F2。从以上描述中，根据本发明的衰减装置1的优点将是显而易见的。特别地，一旦轴2的转速低于轴2的临界速度，弹簧35，36便通过销子16使得环 11快速且精确地回复至第一位置。更具体地，弹簧；35，36 -使得销子16(以及由此的环11)沿着轴线B从底壁7滑开；并且-使得销子16(以及由此的环11)围绕由铰接接头40限定的轴线C旋转。换句话说，一旦轴2的转速从第二范围跨至第一范围，弹簧35，36便减小开口 12 的侧面轮廓13与轴2的外轮廓之间的摩擦。弹簧35，36还减小了装置1对于轴2的弯曲不稳定性的响应时间，由此大幅度改进了装置1的稳定效果。由两个可分离的半环14，15制成的环11使得装置1非常易于检查和装配。然而，明显地，在不背离本发明的范围的前提下，可对如这里描述的衰减装置1进行改变。
权利要求
1.一种用于衰减围绕第一轴线(A)旋转的轴O)的弯曲振动的衰减装置(1)，所述装置包括-支撑体(6)；以及-第一构件(11)，其限定环形开口(12)，所述轴(2)装配在所述环形开口(12)中，并且，当所述轴(2)相对于所述第一轴线(A)径向地弯曲时，所述第一构件(11)相对于所述支撑体(6)可移动，并相对于所述第一轴线(A)在第一位置与第二位置之间能够径向地移动；当所述轴O)的转速在至少第一范围内时，所述第一构件(11)被设置到所述第一位置，并且所述轴O)宽松地横过所述开口(12)；当所述轴(2)的转速在与所述第一范围不同的并包括所述轴(2)的至少一个临界速度的第二范围内时，所述第一构件(11)在使用中被设置到所述第二位置，并且所述开口(12) 的轮廓(13)在使用中与所述轴(2)配合； 所述装置包括-第一弹性装置(18 ；35，36)，置于所述支撑体(6)与所述第一构件(11)之间；以及 -销(16)，沿着相对于所述第一轴线(A)径向的方向能够与所述第一构件(11) 一体地移动；所述第一弹性装置(18 ；35，36)置于所述销子(16)与所述支撑体(6)之间； 其特征在于，包括与所述销子(16)制成一体并交叉的板(30)； 所述第一弹性装置(18 ；35，36)包括-至少一个第一弹簧(36)，置于所述支撑体(6)的第一部分00)与所述第一构件(11) 的伸出部(51)之间；以及-至少一个第二弹簧(35)，置于所述板(30)与所述支撑体(6)的第二部分之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一弹性装置(18；35，36)将所述第一构件(11)加载到所述第一位置中。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一弹簧(36)被加载以施加第一力 (F2)，并且所述第二弹簧(3 被加载以施加第二力(Fl)，所述第一力(^)与所述第二力 (Fl)相等且相反。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一构件(11)相对于所述支撑体 (6)能够围绕平行于所述第一轴线(A)的第二轴线(C)旋转。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，包括具有第一表面0 的第一本体 (43)，所述第一表面0 与相对于所述支撑体(6)固定的第二本体Gl)的第二表面G2) 配合；所述第一表面和第二表面(45,4 均是球面部分的形状； 所述第一本体^幻相对于所述第二本体Gl)围绕所述第二轴线(C)旋转； 并且，所述销子(16)沿着与所述第一轴线(A)和第二轴线(C)交叉的第三轴线(B)相对于所述第一本体G3)滑动，并相对于所述支撑体(6)至少围绕所述第二轴线(C)旋转。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一构件(11)包括可释放地彼此连接的第一半构件(14)和第二半构件(15)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括-第二构件(55，57)，与所述第一构件(11) 一体地移动；以及-第三构件(56，52)，以滑动方式与所述第二构件(55，57)配合，并能够与所述支撑体 (6) 一体地移动。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，包括用于将所述第二构件(55，57)加载在所述第三构件(56,5 上的第二弹性装置(59)。
9.一种驱动器(3)，包括:-至少所述轴O)，其在使用中在第二转速范围内操作；以及 -根据权利要求1所述的装置(1)。
10.一种飞机，包括根据权利要求9所述的驱动器(3)。
全文摘要
本发明涉及一种旋转轴弯曲振动衰减装置，特别涉及一种用于衰减围绕第一轴线(A)旋转的轴(2)的弯曲振动的衰减装置(1)，该装置具有支撑体(6)；以及构件(11)，其限定环形开口(12)，轴(2)装配在环形开口中，并且当轴(2)相对于第一轴线(A)径向地弯曲时，构件(11)相对于支撑体(6)可移动并相对于第一轴线(A)可在第一和第二位置之间可径向地移动。当轴(2)的转速在第一范围内时，构件(11)设置到第一位置，并且轴宽松地横过开口(12)；当轴(2)的转速在与第一范围不同的第二范围内并包括轴的至少一个临界速度时，构件设置到第二位置，并且开口与轴配合；并且，衰减装置具有置于支撑体和构件之间的弹性装置。
文档编号F16F15/04GK102410338SQ20111023145
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者弗朗西斯科·格里索斯托洛, 朱塞佩·加斯帕里尼, 迭戈·斯卡尔特里蒂 申请人:奥格斯塔韦斯兰股份公司