一种柔性减振轴承衬套的制作方法

本发明属于旋转机械应用领域，具体涉及一种柔性减振轴承衬套，可减小旋转机械运行过程中产出的机械振动。

背景技术：

支撑在轴承上的转轴，在受外界干扰、通过临界转速区或自激振动等非正常运行状态时，经常处于不被期望的高振幅状态下运行，引起机器的剧烈振动。常规的减振措施是在轴承内侧或外侧增加柔性材料制成的衬套，这样的设计在严苛应用场景下，比如长期高转速运行状态下，耐疲劳性很差，长期使用可能会因材料老化或疲劳断裂造成减振性能失效，甚至影响整个轴承的正常工作。

技术实现要素：

发明目的：提出一种柔性减振轴承衬套，通过柔性减振轴承衬套吸收转轴通过轴承传递到外部支承上的能量，使转轴能平稳地恢复到正常运行状态，降低转轴在整个运行速度范围内的振幅，从而保护机械，避免因为部件的损坏造成不平衡力的急剧增加而出现更加恶劣状况的发生。

技术方案：一种柔性减振轴承衬套，所述衬套由衬套外环、衬套内环、衬套主体、减振活塞、密封环、减振装置组成，其中衬套外环设置有环形液压油腔，衬套主体沿周向均匀分布若干活塞腔，活塞腔与环形液压油腔通过设置在衬套主体上的阻尼孔连通；减振活塞安装在周向均匀分布的活塞腔内，其根部与衬套内环固定连接，在活塞腔内往复运动，挤出或吸收液压油；减振活塞与活塞腔之间设置有密封环；衬套外环、衬套主体、衬套内环同心叠放，在衬套主体与衬套内环之间还设置有减振装置。

优选的，在上述衬套的设计基础上，为了进一步增强其减振效果，所述减振装置可以是弹簧或者波纹环等。

本发明的工作原理是：当转轴静止或稳态运行时，衬套内环主要由减振装置支撑在衬套主体上，衬套内环和衬套主体轴线共线，活塞腔内的活塞和液压油处于相对稳定状态；当转轴处于非正常运行状态时，衬套内环受到转轴不平衡力的作用，使衬套内环和衬套主体轴线不再共线。衬套内环驱动减振活塞高频往复运动，不断由阻尼孔挤出和吸收液压油。液压油以极高的速度穿过阻尼孔时，吸收了大量的撞击机械能，并将机械能转化为热能，使转轴平稳地恢复到正常运行状态。

有益技术效果：本发明提出的柔性减振轴承衬套不仅可以设置在轴承外侧，还可设置在轴承内侧；当设置在轴承内侧时，可直接吸收转轴的振动能量，当设置在轴承外侧时，吸收转轴经轴承传递的振动能量。使转轴能平稳地恢复到正常运行状态，降低转轴在整个运行速度范围内的振幅，从而保护机械，避免因为部件的损坏造成不平衡力的急剧增加而出现更加恶劣状况的发生；本发明提出的柔性减振轴承衬套不仅可适用于高速轴承，还可应用于中低速轴承，采用双重减振设计，具有更为优良的减振效果。

附图说明

图1为本发明三维结构示意图，

图2为图1中i区详图，

图3为本发明二维结构示意图，

编号说明：1-衬套内环，2-衬套外环，3-衬套主体，4-进油口，5-出油口，6-减振活塞，7-减振装置，8密封环，9-阻力孔，10-液压油腔，11-密封环。

具体实施方式

本发明根据液压油以极高的速度穿过阻尼孔时，可吸收大量撞击机械能，并将机械能转化为热能，使转轴迅速恢复到正常运行状态的原理，设计了一种柔性减振轴承衬套，该衬套结构示意图如图1-3所示，如图1所示，

衬套外环内部具有环形液压油腔，衬套主体沿周向均匀分布若干活塞腔，阻尼孔为活塞腔与环形液压油腔内液压油的连接通道，活塞腔或液压油腔内的液压油高速流过阻尼孔时，消耗并吸收大量机械能。所述衬套外环与衬套主体可以一体成型或通过其他机械密封连接为整体。整个衬套可以根据实际情况放置于轴承外侧或者内侧。

减振活塞安装在周向均匀分布的活塞腔内，根部与衬套内环固定连接，可在活塞腔内往复运动，挤出或吸收液压油。减振活塞根部与衬套内环通过榫头式连接，诸如燕尾式、销钉式、枞树式；这种连接方式不需要依附其他连接组件，结构更为简单可靠。

多层密封环安装在减震活塞上的密封环安装槽内，每一层密封环切口位置交错排布，防止液压油的泄露。

减振装置为减振弹簧或弹性波形环等，安装在减振活塞外围，且位于衬套内环和衬套主体之间，将衬套内环支撑在衬套主体上，防止衬套内环振幅过大时与衬套主体之间的刚性碰撞并吸收部分机械能，减小振动。

所述衬套外环上设置有多个进油口和出油口，为液压油加注和更换的通道。在具体实施过程中，柔性减振轴承衬套的尺寸根据实际情况而定；衬套外环上设置的进、出油孔数目和尺寸可根据实际情况增加，实现液压油在工作过程中的实时更换；阻尼孔、活塞腔、减震活塞、密封环、减振装置组成减振单元，其数目和尺寸等因素可根据实际情况变化，以达到最佳的减振效果；为了便于衬套的安装，可在衬套内环和外环上分别增设与其他系统连接的结构。

技术特征：

1.一种柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述衬套由衬套外环、衬套内环、衬套主体、减振活塞、密封环组成；其中，衬套外环设置有环形液压油腔，衬套主体沿周向均匀分布若干活塞腔，活塞腔与环形液压油腔通过设置在衬套主体上的阻尼孔连通；减振活塞安装在周向均匀分布的活塞腔内，其根部与衬套内环固定连接，在活塞腔内往复运动，挤出或吸收液压油；减振活塞与活塞腔之间设置有密封环，安装在减振活塞上段的密封环安装槽内；衬套外环、衬套主体、衬套内环、依次同心叠放，在衬套主体与衬套内环之间还设置有减振装置。

2.根据权利要求1所述的柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述减振装置是弹簧或者波纹环。

3.根据权利要求2所述的柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述弹簧或者波纹环套装在减振活塞上。

4.根据权利要求1所述的柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述活塞腔至少为4个，沿衬套主体周向均布。

5.根据权利要求1所述的柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述衬套外环上设置有多个进油口和出油口。

6.根据权利要求1所述的柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述密封环为多层密封环。

7.根据权利要求1所述的柔性减振轴承衬套，其特征在于：所述衬套内环和外环上分别增设与其他系统连接的结构。

技术总结
本发明属于旋转机械应用领域，具体涉及一种柔性减振轴承衬套，所述衬套由衬套外环、衬套内环、衬套主体、减振活塞、密封环组成；其中，衬套外环设置有环形液压油腔，衬套主体沿周向均匀分布若干活塞腔，活塞腔与环形液压油腔通过设置在衬套主体上的阻尼孔连通；减振活塞安装在周向均匀分布的活塞腔内，其根部与衬套内环固定连接，在活塞腔内往复运动，挤出或吸收液压油；减振活塞与活塞腔之间设置有密封环，安装在减振活塞上段的密封环安装槽内；衬套外环、衬套主体、衬套内环、依次同心叠放，在衬套主体与衬套内环之间还设置有减振装置。

技术研发人员：袁鑫;田俊;许柯;张鹏;丁光耀;郭立全;薛慧聪
受保护的技术使用者：中国航发贵阳发动机设计研究所
技术研发日：2019.11.21
技术公布日：2020.05.01