基于封闭式挤压油膜阻尼器的多孔质可倾瓦轴承的制作方法

本发明涉及轴承技术领域，具体提供基于封闭式挤压油膜阻尼器的多孔质可倾瓦轴承。

技术背景

在工业生产中，多孔质气体轴承的工作原理较为复杂，当不提供给转子外部驱动力，仅提供外部气源时，高压气体通过进气孔渗透到多孔质材料内部，并最终在轴承间隙形成气膜，支承外载荷；这种工况下，轴承相当于纯静压气体轴承。当不提供外部高压气压，仅提供给转子外部驱动力时，由于气流具有一定黏性，润滑气体被带入楔形间隙并形成润滑气膜来承受外载荷；此时轴承相当于纯动压气体轴承。而当同时提供外部气源和驱动转子转动的外力时，若转速较高则转子转动带来的动压效应不可忽略，转速越高，气膜的楔形效应及动压效应就越强，轴承的承载能力就越大，在这种情况下再去改变已经形成的气膜厚度分布就越困难，因而轴承就表现出较大的刚度，此外，在高速工况下，轴承间隙中的气体被压缩而挤出轴承转子系统，气膜运动粘度降低，从而导致轴承的阻尼系数减小，阻尼减小，导致轴承在运行过程中的振动无法抵消，因此轴承的运行稳定性会受到很大的影响。

为了降低振幅提高系统有效阻尼，目前在工业中应用较为广泛的添加挤压油膜阻尼器。例如申请公布号为cn108916306a的发明专利申请公开了一种重型转子抑振装置，具体公开了包括套设在轴上的轴承，轴承外套设有套筒，套筒外设置有轴承座，套筒与轴承座间具有间隙，套筒外表面的两端均设置有o型密封圈，间隙中填充有润滑油，两个o型密封圈与套筒和轴承座相配合形成挤压油膜阻尼器，轴承座上设置有支撑板，支撑板内设置有顶在套筒上的蝶形弹簧座，蝶形弹簧座顶部的弧形结构贴合在套筒上，支撑板与蝶形弹簧座间设置有蝶形弹簧。上述申请在转子振动时，碟形弹簧支撑座处随之振动并由阻尼装置吸收系统部分振动能量，使得挤压油膜发挥阻尼的作用，降低转子振动幅度，使整个系统具有一定的减振、抑振效果，但挤压油膜阻尼器是开放的，在工作时难免产生液压油的泄露，污染环境，同时减振效果有待进一步提高。另外国外对封闭式挤压油膜阻尼器有一定研究，采用螺纹连接、橡胶圈密封，但结构复杂，且壳体不可压缩，抗振性能不佳。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供基于封闭式挤压油膜阻尼器的多孔质可倾瓦轴承，将挤压油膜阻尼器引入多孔质可倾瓦轴承中，通过采用可倾瓦的结构消除了轴承的交叉刚度，改善了轴承-转子系统的稳定性，提高了转子系统的旋转精度，另将挤压油膜阻尼器的壳体制成可压缩回转体结构，在回转体内部形成空腔，腔体内填充液压油。当振动经瓦片传递到挤压油膜阻尼器时，阻尼器壳体受力变形，腔内液压油受到挤压作用在腔体内流动，产生更大阻尼，大大提高减振、吸能效果。

其技术方案包括轴承基座，所述轴承基座包括外壳和设置在外壳内多个瓦片，所述多个瓦片围成与外壳同心的环形结构，所述外壳与瓦片之间安装有挤压油膜阻尼器，所述挤压油膜阻尼器内部形成空腔，空腔内填充液压油，所述挤压油膜阻尼器的壳体为可压缩回转体结构，所述瓦片远离外壳的一侧设有安装槽，所述安装槽内安装有多孔质，所述多孔质与安装槽底部沿径向间隔设置，以使所述间隔区域形成气腔，所述安装槽底部设有与气腔连通的多孔质供气孔。

进一步的，所述瓦片沿轴向的外端面上设有外部供气口，所述外部供气口与多孔质供气孔连通。

进一步的，所述挤压油膜阻尼器内部安装有多个阻尼器柱塞，多个阻尼器柱塞在空腔内交错布置。

进一步的，所述挤压油膜阻尼器靠近外壳的一端设有阻尼器出油口，所述阻尼器出油口贯通挤压油膜阻尼器的壳体，所述外壳上设有与阻尼器出油口匹配的通孔，所述阻尼器出油口安装于通孔内。

进一步的，所述挤压油膜阻尼器的壳体与阻尼器出油口之间安装有双密封圈。

进一步的，所述多孔质远离安装槽底部的一侧高于安装槽的顶面，所述多孔质与安装槽侧面之间通过填充胶连接。

进一步的，所述瓦片为4个，相邻2个瓦片之间的间隔相等。

进一步的，任一瓦片与外壳之间均安装有2个挤压油膜阻尼器。

有益效果：

1、本发明通过挤压油膜阻尼器的引入为多孔质可倾瓦轴承阻尼性能的提高提供了新的思路和选择，当振动经可倾瓦片将振动传递给挤压油膜阻尼器时，高粘度的润滑油受到挤压作用在阻尼其内部往复运动消耗能量，能够大大提高轴承的阻尼性能，同时能够消除轴承的交叉刚度，改善了轴承-转子系统的稳定性，另外采用封闭式的挤压油膜阻尼器可以有效避免液压油泄露，污染环境现象的产生，且结构简单。

2、本发明通过外部供气口的设置，能够方便调节多孔质内的气压大小，提高适应性；另外通过阻尼器柱塞的设置，可以作为液压油的节流器，保证了孔隙度均匀、渗透率一致和各向同性，同时保证了较高的承载能力和较高的稳定性，结合阻尼器出油口的设置，可以方便更换和增添液压油，通过双密封圈的设置，大大提高了密封效果，防止液压油的渗漏。

3、本发明通过多孔质凸出安装槽的高度差，容易填充胶，能够对多孔质进行可靠地固定；通过瓦片数量以及瓦片上挤压油膜阻尼器数量的限制，可以进一步提高轴承的承载能力和稳定性。

附图说明

图1、为本发明整体结构立体图。

图2、为本发明整体结构主视图。

图3、为本发明瓦片结构示意图。

图4、为本发明挤压油膜阻尼器结构示意图。

图5、为图4中a-a剖视图。

附图标记：1、外壳，2、瓦片，3、挤压油膜阻尼器，31、安装槽，32、阻尼器柱塞，33、阻尼器出油口，4、多孔质，5、多孔质供气孔，6、外部供气口。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明提供基于封闭式挤压油膜阻尼器的多孔质可倾瓦轴承，如图1至3所示，包括轴承基座，所述轴承基座包括外壳1和设置在外壳1内多个瓦片2，优选为4个，4个瓦片2围成与外壳1同心的环形结构，且相邻2个瓦片2之间的间隔相等，所述外壳1与瓦片2之间安装有挤压油膜阻尼器3，优选为每一个瓦片2与外壳1之间安装有2个挤压油膜阻尼器3，所述挤压油膜阻尼器3内部形成空腔，空腔内填充液压油，所述挤压油膜阻尼器3的壳体为可压缩回转体结构，当振动经可倾瓦片2传递到挤压油膜阻尼器3时，挤压油膜阻尼器3的壳体受力变形，空腔内液压油受到挤压作用在腔体内流动，产生更大阻尼，大大提高减振、吸能效果，所述瓦片2远离外壳1的一侧设有安装槽31，所述安装槽31内安装有多孔质4，所述多孔质4与安装槽31底部沿径向间隔设置，以使所述间隔区域形成气腔，所述安装槽31底部设有与气腔连通的多孔质供气孔5，所述气腔目的是为气体提供一个缓冲区，以便气体均匀通过多孔质4进入多孔质4的表面与轴径形成的间隙内。当不提供给转子外部驱动力，仅提供外部气源时，高压气体通过外部进气口6和多孔质供气孔5渗透到多孔质4材料内部，并最终在轴承间隙形成气膜，由于一般间隙较小，气体进入间隙后被挤压导致压力升高，从而起到支撑转子的作用，并且由于转子在运行的过程中，气膜一直存在，因此转子从始至终都仅仅与气膜发生接触，由于气体摩擦系数小，因此静压气体轴承是一种基本无摩擦，损耗小的轴承，这种工况下，轴承相当于纯静压气体轴承。当不提供外部高压气压，仅提供给转子外部驱动力时，由于气流具有一定黏性，润滑气体被带入楔形间隙并形成润滑气膜来承受外载荷；此时，轴承相当于纯动压气体轴承。而当同时提供外部气源和驱动转子转动的外力时，若转速较高则转子转动带来的动压效应不可忽略，轴承性能由静压效应和动压效应耦合作用决定，此时轴承可视为动静压混合气体轴承。通过调整外部供气压力的大小和轴的转速可以控制轴承-转子系统的运行状态。

在本实施例中，如图3所示，所述瓦片2沿轴向的外端面上设有外部供气口6，所述外部供气口6与多孔质供气孔5连通，通过外部供气口6的设置可以方便外部气源的输入。

在本实施例中，如图4、图5所示，所述挤压油膜阻尼器3内部安装有多个阻尼器柱塞32，所述多个阻尼器柱塞32在空腔内交错布置，阻尼器柱塞32可以为石墨材质，阻尼器柱塞32在各个方向上的渗透率相同，石墨柱塞采用冷等压工艺方法制备，在机械加工后，经过超声波清洗，这样可以保证孔隙不被堵塞。本实施方式中的石墨柱塞不仅具有一般石墨的全部特性，同时还具有材料结构均匀且致密、机械强度高、孔隙分布均匀、抗氧化能力强、机加工性能好等特点。

在本实施例中，如图2、图5所示，所述挤压油膜阻尼器3靠近外壳1的一端设有阻尼器出油口33，所述阻尼器出油口33贯通挤压油膜阻尼器3的壳体，所述外壳1上设有与阻尼器出油口33匹配的通孔，所述阻尼器出油口33安装于通孔内，可以方便更换和增添液压油；另外通过挤压油膜阻尼器3的壳体与阻尼器出油口33之间安装有双密封圈的设置，可以大大提高了密封效果，防止液压油的渗漏。

在本实施例中，如图2所示，所述多孔质4远离安装槽31底部的一侧高于安装槽31的顶面，所述多孔质4与安装槽31侧面之间通过填充胶连接，通过设置高度差，容易填充胶，能够对多孔质4可靠地固定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。