一种弹性支承结构的制作方法

1.本公开涉及支承结构，尤其涉及一种弹性支承结构。


背景技术：

2.高速转子属于柔性转子，其工作转速高于临界转速，故它在达到工作状态过程中必须通过临界转速，此时转子系统就会共振，影响转子系统的性能，因此需要对转子系统的共振进行控制。
3.公开内容
4.为解决上述技术问题，本公开提供一种弹性支承结构，通过为转子提供可变刚度的弹性支承，使转子系统避开临界转速，从而避免转子系统发生共振。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种弹性支承结构，包括笼网和刚度调节装置，所述刚度调节装置包括调节环和驱动模块，所述调节环支承于所述笼网上，并使得所述笼网沿其轴向分为第一部分和第二部分；所述驱动模块与所述调节环相连，用于驱动所述调节环沿所述笼网的轴向移动，以改变所述第一部分和所述第二部分的轴向长度。
7.在一种实施方式中，所述驱动模块包括驱动装置和调节杆，所述驱动装置通过所述调节杆与所述调节环相连，用于驱动所述调节杆运动，以使所述调节杆带动所述调节环沿轴向移动。
8.在一种实施方式中，所述调节杆为螺杆，所述调节环上开设有与所述螺杆配合的螺孔，所述螺杆穿过所述螺孔；所述驱动装置与所述螺杆的一端相连，用于驱动所述螺杆做旋转运动。
9.在一种实施方式中，所述笼网包括第一笼盘、第二笼盘以及数个拉杆；数个所述拉杆沿所述第一笼盘和所述第二笼盘的周向间隔布置，并且每个所述拉杆的两端均分别与所述第一笼盘和所述第二笼盘相连。
10.在一种实施方式中，所述调节环上沿其周向间隔开设有数个第一通孔，每个所述拉杆分别对应穿过一个所述第一通孔，所述调节环可沿所述拉杆轴向移动。
11.在一种实施方式中，所述第一笼盘和所述第二笼盘均开设有第二通孔，所述调节杆的两端分别穿过所述第一笼盘和所述第二笼盘的所述第二通孔。
12.在一种实施方式中，数个所述拉杆呈等间距间隔布置。
13.在一种实施方式中，所述驱动装置包括电机。
14.在一种实施方式中，所述驱动装置包括液压驱动机构。
附图说明
15.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
16.图1为本公开的弹性支承结构示意图；
17.图2为变刚度过程曲线示意图；
18.图3为弹性支承结构的刚度调节装置结构的局部结构示意图；
19.图4为弹性支承结构的局部结构示意图；
20.图5a
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图5e为弹性支承结构其中调节环在不同位置的有限元仿真得到的位移云图；
21.图6为调节环在不同位置时，弹性支承刚度变化曲线示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
24.参见图1、图3和图4，本实施例提供了一种弹性支承结构，包括笼网1和刚度调节装置2，所述刚度调节装置2包括调节环21和驱动模块22，所述调节环21支承于所述笼网1上，并使得所述笼网沿1其轴向分为第一部分1a和第二部分1b；所述驱动模块22与所述调节环21相连，用于驱动所述调节环21沿所述笼网1的轴向移动，以改变所述第一部分1a和所述第二部分1b的轴向长度。
25.本实施例通过在传统的笼网支承结构的基础上，增加刚度调节装置2，通过改变调节环21的位置，进而改变第一部分1a和第二部分1b的轴向长度，以实现第一部分1a和第二部分1b的刚度变化，进而使得整个笼网1的刚度发生变化，从而改变转子系统的临界转速，达到“避开”临界转速的目的，使得临界转速远离工作转速，以避免转子系统发生共振；具体原理如下：
26.参见图2，其中n1、n2分别表示不同刚度下转子系统的临界转速的位置。在转子系统质量不变的情况下，系统临界转速与系统刚度正相关；通过改变弹性支承结构的刚性即可改变转子系统的刚性。基于此，本实施例的弹性支承结构通过改变支承结构的刚度，从而改变转子系统的刚度，当转子加速时，弹性支承结构刚度设为k2，系统振幅
‑
转速特性沿k2曲线移动；当转速到达理论变刚性点n
b
时，弹性支承结构刚度变为k1，系统振幅
‑
转速特性之后沿k1曲线移动，从而改变转子系统的临界转速，达到“避开”临界转速的目的，使得临界转速远离工作转速，以避免转子系统发生共振。
27.参见图1、图3和图4，作为本实施例的优选实施方式，所述笼网1包括第一笼盘11、第二笼盘12以及数个拉杆13；数个所述拉杆13沿所述第一笼盘11和所述第二笼盘12的周向间隔布置，并且每个所述拉杆13的两端均分别与所述第一笼盘11和所述第二笼盘12相连。作为优选的实施方式，数个所述拉杆13呈等间距间隔布置，或者数个所述拉杆13以及调节杆222一起构成的笼网1的若干竖杆，若干竖杆呈等间距间隔布置。全部所述拉杆13、第一笼盘11、第二笼盘12围成了一个笼状结构的笼网1，该结构的笼网结构简单，能够对转子起到较好的柔性支承作用，且有利于调节环21的轴向移动；本实施方式中，所述调节环21上沿其周向间隔开设有数个第一通孔，每个所述拉杆分别对应穿过一个所述第一通孔，所述调节
环21可沿所述拉杆13轴向移动。所述第一通孔和拉杆13构成了导向作用，能够确保调节环21沿轴向运动，以避免发生径向偏移，提高稳定性。
28.对于笼网支承结构，其刚度k表达式如下：
29.k＝3nπed4/16l3；
30.其中l为笼网1的轴向长度，n为拉杆13的数量，e为拉杆13的材料的弹性模量，d为拉杆的直径；从以上公示可知，通过改变笼网1的轴向长度，能够改变笼网1支承结构的刚度，基于此，本实施例通过在笼网1上增加调节环，该调节环21使得笼网1沿其轴向分为第一部分1a和第二部分1b两个部分，此时第一部分1a和第二部分1b的刚度均与该部分的轴向长度相关。参见图4，第一部分1a的轴向长度为l1，第二部分1b的轴向长度为l2；通过改变调节环21的支承位置，即可改变第一部分1a和第二部分1b的刚度，从而使整个笼网1的刚度发生改变。
31.参见图1、图3和图4，作为本实施例的优选实施方式，所述驱动模块22包括驱动装置221和调节杆222，所述驱动装置221通过所述调节杆222与所述调节环21相连，用于驱动所述调节杆222运动，以使所述调节杆222带动所述调节环21沿轴向移动。其中调节杆222可以为单节的单杆，也可以为多节的连杆，该结构的驱动模块能够简单高效的带动调节环21沿轴向移动。所述驱动装置221包括电机或液压驱动机构，优选的，所述笼网1为金属或复合材料制成的笼网，所述调节环21为金属或复合材料制成，以具有更好的刚度和支承能力。
32.参见图1、图3和图4，作为本实例的优选实施方式，所述调节杆222可优选用螺杆，在所述调节环21上开设有与所述螺杆配合的螺孔，所述螺杆穿过所述螺孔；所述驱动装置221与所述螺杆的一端相连，用于驱动所述螺杆做旋转运动，该结构的驱动模块能够通过螺杆的旋转运动利用丝杆升降原理带动调节环沿轴向移动，此时，驱动装置221带动螺杆做旋转运动，螺杆的轴向位置不发生改变，不仅能够简单高效的带动调节环21沿轴向运动，而且具有较好的稳定性，且对笼网1的整体机构尺寸几乎不产生影响。
33.参见图1、图3和图4，作为本实施例的优选实施方式，所述第一笼盘11和所述第二笼盘12均开设有第二通孔，所述调节杆222的两端分别穿过所述第一笼盘11和所述第二笼盘12的所述第二通孔，以对调节杆222起到径向相对固定的作用，避免调节杆222偏移，提高稳定性。
34.图5a
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图5e示出了本公开的弹性支承结构其中调节环21在不同位置的有限元仿真得到的位移云图，图6示出了调节环21在不同位置时，弹性支承刚度变化曲线，从图5a
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图5e和图6可知，采用本公开的弹性支承结构，最大刚度为最小刚度的2.5倍，最大刚度时，调节环21在拉杆13中间位置，最小刚度时，调节环在靠近第一笼盘11或第二笼盘12的位置。
35.综上，本公开的弹性支承结构，可通过改变调节环21的位置，实现使弹性支承结构的刚度变化，从而改变转子系统的临界转速，达到“避开”临界转速的目的，使得临界转速远离工作转速，以避免转子系统发生共振。
36.需要说明的是，本公开的笼网1的结构并不限于本实施例所例举的笼网结构，例如，还可选用周壁为网状的笼网，在笼网中具有拉杆，调节环上开设有套接于拉杆的导向孔，以到达控制调节环轴向运动的目的。
37.本发明“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐
含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
38.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。