专利名称：一种多层叠片式阻尼减振器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于转子动力机械减振技术领域，涉及一种多层叠片式阻尼减振器，具体地说，是指一种用在航空发动机或燃气轮机转子系统中的阻尼减振装置。
背景技术：
转子动力机械设计中，转子减振设计是关乎整机设计成功与否的关键技术之一。现代设计中，多采用弹性支承与各种减振结构结合，以保证转子工作的稳定性。按照振动控制方法，可分为主动控制和被动减振两种。前者常需要结合电控装置，对转子状态进行实时监测、状态预判、措施防控等，达到提前抑制振动的效果。其成本高昂，且目前没有成熟应用的案例。后者主要运用阻尼耗散振动能量的原理，力求振动发生后，在短时间内平息振动。 其采用的结构形式多种多样，是目前广泛应用的减振手段。而对于具体减振的结构的选择，除了能达到减振目的以外，考量标准多以成本、安装、可靠性、耐久性等为准。本实用新型所涉及的减振结构，加工方便、结构简单、安装简便、可靠性高、耐久性好，适合高频转子机械减振使用，具有较高的工程价值。
发明内容本实用新型的目的，为丰富转子减振结构设计经验，提供一种成本低廉、安装简便、可靠、耐用的多层叠片式阻尼减振器解决方案。该方案适用于高频转子机械减振，所述结构可作为工程设计中的参考。本实用新型为实现上述技术目的所采取的技术方案是一种多层叠片式阻尼减振器，所述多层叠片式阻尼减振器尤其适合安装在0-2-0支承形式的转子上。整体呈环形结构，所述叠片式阻尼减振器安装在转子结构的径向轴承和弹性支承之间，其内圈与径向轴承按过盈配合安装，外圈与弹性支承按过渡配合安装，其特征在于，所述叠片式阻尼减振器包括多层厚度和宽度均相同的薄钢片卷制成的多个同心圆桶状钢圈，所述多个同心圆桶状钢圈相互套装设置并沿径向依次层叠而成；每层圆桶状钢圈展开呈矩形钢片，相邻两层矩形钢片的长度差为钢片厚度的2 π倍；所述钢片层数，为自然数四的整数倍；每层圆桶状钢圈均具有一接口，所有圆桶状钢圈的接口的安装方位角依次间隔90度，或根据钢片层数，沿圆周方向等间隔角分布。优选地，所述钢片层数也可以为大于4的自然数，但不是四的整数倍，所有钢圈的接口的安装方位角根据钢片层数，沿圆周方向等间隔角分布。优选地，所述薄钢片材料，可以是结构钢，也可以是弹簧钢；优选地，所述薄钢片外形，单层展开为矩形，卷制后为圆桶状；结构简单，加工方便，加工周期短，保证了产品加工的普适性和低时间成本。所述卷制成的圆桶状钢圈，其接口处可以是闭合式的，也可以是开口式的；这两种不同的接口形式，可以提供不同的减振性能。闭合式结构具有较大的刚度，相对小的阻尼，适合相对低频转子使用；开口式结构具有较大弹性，更高的阻尼，更适合轻型高频转子使用。所述套装装配方式，需要相邻单层矩形钢片长度相差钢片厚度的2 π倍；该条件的满足，保证了多个钢片之间完美的贴合性，既能增强结构稳定性，防止钢片在使用中错位移动，也能提供最大的接触面积，保证良好的阻尼特性。所述接口的安装方位角应根据钢片层数，沿圆周方向等间隔角安装；等间隔角安装，是为了保证减振器结构整体动力特性的各向同性，使得系统动力特性持续稳定、结构参数方便可调。所述钢片层数，应是自然数四的整数倍。转子截面均为圆形设计，按照圆形两个方向、四个相限的方式，钢片层数选为四的整数倍，可以最大限度地达到各向同性的均匀性，该原则为“等间隔角安装”措施的补充与延伸。当钢片层数为自然数四的整数倍时，所有接口可以等间隔角均匀分布，也可以依次间隔90度，这样也可以同时满足结构各向同性、安装简便的要求。多层叠片接口处的形式的变化，使得阻尼器减振机理也发生了变化，进而得到了阻尼减振性能不同的结果。对于闭合式结构，主要依靠叠片间的库仑阻尼进行减振；整个阻尼器的径向变形提供的结构阻尼为辅，且其效果较为微小，只有在重型、低频转子时才会相对提高其减振贡献量。而开口式结构，削弱了每层叠片开口处的刚度，增加了该处叠片的径·向变形，使得结构阻尼利用率得到了大幅度提升，而没有减弱库仑阻尼的减振效果，即同时依靠两种阻尼来源，大大提高了阻尼减振效果。开口大小可以根据转子的临界频率和工作频率来调整，开口越大，越适合低频转子；开口越小，越适合高频转子。另外，叠片层数越多，阻尼器整体动力特性越均匀、稳定。
图I多层叠片式阻尼减振器应用装配图；图2单层闭口式叠片平面图；图3多层闭口式叠片截面图；图4单层开口式叠片平面图；图5多层闭口式叠片截面图；图6叠片长度递减示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。下面针对两种叠片接口方式，举两个实施例进行说明。分别对应开口式结构和闭合式结构，叠片层数以8层为例。本实用新型提供一种多层叠片式阻尼减振器，整体呈环形结构，所述叠片式阻尼减振器安装在某0-2-0支承形式的转子上，如图I所示。多层叠片式阻尼减振器5，安装在径向轴承4的外圈和弹性支承3之间，其内圈与径向轴承3按过盈配合安装，外圈与弹性支承3按过渡配合安装。实施例I :闭合式接口结构如图2、图3所示，所述叠片式阻尼减振器5由多层薄钢片卷制成多个同心圆桶状钢圈，套装而成；所述薄钢片材料，可以是结构钢，也可以是弹簧钢；所述薄钢片外形，如图2所示，单层展开为矩形502 ;卷制后，截面为圆桶状501 ;其接口处是闭合式的；所述套装装配方式，需要相邻单层矩形钢片长度相差钢片厚度的2 π倍，如图6所示，其中，4η为叠片层数，η为自然数，t为单层叠片厚度；所述接口的安装方位角应根据钢片层数，沿圆周方向等间隔角安装，如图3所示；叠片层数为8，接口处安装角可以均匀间隔360° /8=45°，也可以如图3所示依次间隔90度，这样也可以同时满足结构各向同性、安装简便的要求，接口位置如505 512所示。所述钢片层数，应是自然数四的整数倍，如图6所示。闭合式结构具有较大的刚度，相对小的阻尼，适合相对低频转子使用。实施例2 :开口式接口结构本例所述结构与实施例I不同之处仅在于单层叠片接口形式，如图4所示。单层叠片展开为矩形504，卷制后形状为带有缺口的圆桶状，且接口处为开口 503。如图5所示，本实用新型的开口式接口结构的多层叠片式阻尼减振器5，其叠片层数为8，接口处安装角可以均匀间隔360° /8=45°，也可以如图5所示依次间隔90度，接口位置如513 520所·示，这样也可以同时满足结构各向同性、安装简便的要求。所述钢片层数，应是自然数四的·整数倍，如图6所示。开口式结构具有较大弹性，更高的阻尼，更适合轻型高频转子使用。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。
权利要求1.一种多层叠片式阻尼减振器，适合安装在0-2-0支承形式的转子上，整体呈环形结构，所述叠片式阻尼减振器安装在转子结构的径向轴承和弹性支承之间，其内圈与径向轴承按过盈配合安装，外圈与弹性支承按过渡配合安装，其特征在于，所述叠片式阻尼减振器包括多层厚度和宽度均相同的薄钢片卷制成的多个同心圆桶状钢圈，所述多个同心圆桶状钢圈相互套装设置并沿径向依次层叠而成；每层圆桶状钢圈展开呈矩形钢片，相邻两层矩形钢片的长度差为钢片厚度的2 π倍；所述钢片层数，为自然数四的整数倍；每层圆桶状钢圈均具有一接口，所有圆桶状钢圈的接口的安装方位角依次间隔90度，或根据钢片层数沿圆周方向等间隔角分布。
2.根据权利要求I所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于所述钢片层数为大于4的自然数，但不是四的整数倍，所有圆桶状钢圈的接口的安装方位角根据钢片层数，沿圆周方向等间隔角分布。
3.根据权利要求I或2所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于所述薄钢片材料，可以是结构钢，也可以是弹簧钢。
4.根据权利要求I或2所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于所述薄钢片外形，单层展开为矩形，卷制后为圆桶状。
5.根据权利要求I或2所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于每层圆桶状钢圈的接口，其接口处可以是闭合式的，也可以是开口式的。
6.根据权利要求5所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于当所述接口处为闭合式时，所述多层叠片式阻尼减振器适合低频转子。
7.根据权利要求5所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于当所述接口处为开口式时，所述多层叠片式阻尼减振器适合高频转子。
8.根据权利要求7所述的多层叠片式阻尼减振器，其特征在于对于开口式接口，所述开口的大小根据转子的临界频率和工作频率来调整。
专利摘要本实用新型公开了一种多层叠片式阻尼减振器，所述叠片式阻尼减振器由多层薄钢片卷制成多个同心圆桶状钢圈，套装而成；所述薄钢片材料，可以是结构钢，也可以是弹簧钢；所述薄钢片外形，单层展开为矩形，卷制后为圆桶形；所述卷制成的圆桶形钢片，其接口处可以是闭合式的，也可以是开口式的；所述套装装配方式，需要相邻单层矩形钢片长度相差钢片厚度的2π倍；所述接口的安装方位角应根据钢片层数，沿圆周方向等间隔角安装，当钢片层数为4的整数倍时，所述接口的安装方位角也可以依次间隔90度。本实用新型所述的多层叠片式阻尼减振器，结构简单、安装方便、性能可靠，可适应不同工作条件下转子系统的减振需求。
文档编号F16F7/00GK202674134SQ20122027739
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者陈巍, 郭宝亭 申请人:中国科学院工程热物理研究所