一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器的制作方法

本发明属于航空发动机技术领域，尤其涉及一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器。

背景技术：

挤压油膜阻尼器(sfd)是一种能够有效减小航空发动机转子振动的减振器，它结构简单、占用空间小、减振效果明显，广泛应用于现代航空发动机上，它是将原来的轴承座与轴承外圈的紧配合改为间隙配合，再在间隙中充满滑油，形成环形滑油腔，从而形成挤压油膜。挤压油膜阻尼器的工作原理是由于转子不平衡力的作用，在运动时会对油膜产生挤压，油膜受到挤压，产生油膜反力，消耗振动能量，从而降低转子传给支承的振动。但阻尼器在工作时，轴颈挤压一侧的油膜，另一侧的油膜间隙扩大，压力减小，与外界形成压力差，空气被吸入阻尼器并挤占了原本滑油的位置形成油气混合体，且越靠近油膜两端边缘，空气所占的体积比就越高，阻尼器越难以发挥挤压油膜的能力，使得阻尼器的阻尼减小，振动加剧，影响发动机的性能。因此，现有技术中对提高阻尼器的阻尼有着强烈的现实需求，亟需一种提高阻尼的挤压油膜阻尼器。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器，以解决挤压油膜阻尼器吸入空气，造成阻尼下降、减振效果被削弱的问题。

一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器，在阻尼器外圈中部开有中心供油槽以及与之相通的中心供油孔，在阻尼器外圈靠近油膜两端边缘位置处各加工出一道较细小的端部供油槽，同时分别开设与之对应的端部供油孔，形成三油槽结构。

所述端部供油孔比中心供油孔直径小。

所述中心供油孔与端部供油孔的圆心位于各自对应的供油槽的中线上，端部供油槽的轴向宽度小于中心供油槽，但供油槽的深度相同。

所述中心供油槽为主供油槽、中心供油孔为主供油孔，所述端部供油槽为辅助供油槽、端部供油孔为辅助供油孔。

本发明的有益效果是：

(1)本发明结构简单，在传统挤压油膜阻尼器的基础上在阻尼器外圈靠近油膜两端边缘位置处各加工出一道较细小的端部供油槽，同时分别开设与之对应的端部供油孔，加工时只需要在原有基础上增加两道较窄的供油槽和两个较小的供油孔，加工成本和难度不高；

(2)与传统的挤压油膜阻尼器相比，由于在油膜两端位置增加了供油槽和供油孔，油膜边缘压力得到提高，滑油能够快速补充扩散到阻尼器间隙边缘位置，从而有效阻止空气的吸入和扩散，显著扩大有效油膜区域，增加阻尼，更能有效抑制振动。

附图说明

图1为传统挤压油膜阻尼器结构示意图；

图2为本发明一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器结构示意图；

图3为具体实施方式中提供参数的仿真计算结果折线图；

其中，

1中心供油槽，2中心供油孔，3端部供油孔，4端部供油槽，5轴颈，6阻尼器外圈。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。

如图1所示为传统的挤压油膜阻尼器，如图2所示，一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器，在阻尼器外圈6中部开有中心供油槽1以及与之相通的中心供油孔2，作为主供油槽和主供油孔，在传统挤压油膜阻尼器的基础上，在阻尼器外圈6靠近油膜两端边缘位置处各加工出一道较细小的端部供油槽4，同时分别开设与之对应的端部供油孔3，形成三油槽结构；所述端部供油槽4为辅助供油槽，端部供油孔3为辅助供油孔，端部供油孔3比中心供油孔2直径小；所述端部供油孔与中心供油孔的圆心位于各自所对应的供油槽的中线上，端部供油槽的轴向宽度小于中心供油槽，但供油槽的深度相同

为了验证本发明的有效性，本实施例采用有限元分析软件ansys中流体力学计算模块cfx对本发明一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器进行了仿真计算，并将其与传统的挤压油膜阻尼器的计算结果相比较。本发明和传统挤压油膜阻尼器的结构参数如表1所示。

表1结构参数(单位：mm)

在本发明一种增加端部供油槽的增阻式挤压油膜阻尼器中，阻尼器轴颈5的运动表达式为：

x＝e·cos(ω·t)

y＝e·sin(ω·t)

其中，e为动偏心距，单位为mm；ω为轴颈5进动角速度，单位为rad/s；在本实施例中，e分别取0.014mm、0.021mm、0.028mm、0.035mm、0.042mm，油膜间隙c＝0.14mm，根据偏心率和动偏心距的关系对应的偏心率分别为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3，ω取785.4rad/s，滑油密度取为785kg/m³，动力粘度为0.0031pa·s，边界条件：进口压力为3atm、出口压力为大气压。

油膜阻尼的计算式为：

式中，c为阻尼，单位为n·s/m；ft为阻尼器轴颈5所受油膜切向力，单位为n；e为动偏心距，单位为：mm；ω为轴颈5进动角速度，单位为rad/s。

通过ansys仿真软件计算流体力学计算模块cfx输入初始参数及边界条件后，通过仿真计算过程中产生的阻尼器轴颈5所受油膜切向力ft，可以得到本发明和传统挤压油膜阻尼器的阻尼及本发明较传统挤压油膜阻尼器阻尼的增长率，如表2所示。

表2阻尼器油膜阻尼(单位：n·s/m)

为更清楚的显示仿真计算的结果，如图3所示，将仿真计算结果绘制成折线图。如图3中所示的变化曲线可知，随着偏心率的增大，阻尼降低，但很明显，本发明的阻尼降低率要低于传统挤压油膜阻尼器。当阻尼器工作时，除了中心供油孔2会提供滑油供给，端部供油孔3也会提供滑油，提高油膜边缘的压力，同时，滑油顺着端部供油槽4逐步扩散到油膜位置，极大地缩短了供油槽和阻尼器边缘的距离，滑油就能更快地补充到原本会被空气挤占的地方，减少空气的吸入量，增加有效油膜区域，从而提高阻尼、获得更好的减振能力。