[發明專利]可控徑向油膜軸承

無效

• 申請號: 200910050367.3
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101545510A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 李寶福;王文;王晨;劉平芳
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F16C35/02
• 分類號: F16C35/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明為一種油膜厚度可以主動動態調節的徑向油膜軸承。應用該軸承作為支撐，可以以主動減振的方式抑制轉子系統的振動、實現轉子軸心的微量進給或保持恒定的回轉中心。該軸承主要可應用于各種旋轉機械中承受徑向工作載荷，如高精度機床、汽輪機、發電機、壓縮機、風機、水泵等各種機械設備。

背景技術

傳統的徑向動壓滑動油膜軸承，如圓軸承、橢圓軸承、三油楔、四油楔等結構油膜軸承，有兩個缺點：一是它所支撐的轉子會隨外界載荷的變化而處在不同的旋轉中心；二是傳統的油膜軸承不能主動減振。這兩個缺點限制了傳統的徑向油膜軸承在高精度轉子系統中的應用。具有主動控制功能的磁懸浮軸承雖然沒有上述缺點，但由于其承載能力較低，成本高，在工業上直接應用較少。

發明內容

本發明的目的在于針對傳統的徑向油膜軸承的上述缺陷，提供一種可控徑向油膜軸承，可自動控制軸承外套實現其空間位置的微量調整，達到轉子軸心位置的自動控制和轉子振動的主動減振。

可控徑向油膜軸承的原理如圖一所示。可控軸承在普通油膜軸承的基礎上增加了兩個微位移致動器和兩個位移傳感器。其中微位移致動器用于調節軸承的軸心位置，位移傳感器用于測量轉子軸心位置。本發明提供的軸承具有普通油膜軸承不具備的三個功能。首先，通過位移傳感器采集轉子的軸心位置信號，對于不同的載荷引起的轉子處于不同的旋轉中心，可以通過微位移致動器調整軸承位置，使轉子返回指定的旋轉中心，使轉子一直能保證在固定位置上，從而提高軸承的支撐精度。其次，通過微位移致動器調整軸承位置，使轉子按照指定的軌跡運動，實現轉子的微量進給。另外，根據位移傳感器實時測得的轉子振動信號，微位移致動器對軸承施加激振力使轉子的振動減弱，實現主動減振。

根據上述發明構想，本發明采用下述技術方案：

一種可控徑向油膜軸承，包括軸承座和軸承，其特征在于在軸承座上安裝三個或四個支撐軸承的裝置，其中兩個為微位移致動器，其余為彈性支撐；位于兩個微位移致動器的對面安置兩個位移傳感器。

上述軸承周向有三個支撐軸承的裝置，其中上面一個為彈性支撐，下面兩個為呈直角布置的微位移致動器。

上述軸承有四個周向均布的支撐軸承的裝置，其中兩個為微位移致動器：一個是水平微位移致動器，另一個是垂直微位移致動器。

上述微位移致動器為超磁致伸縮微位移致動器，所述的彈性支撐裝置為預緊力彈簧裝置。

上述超磁致伸縮微位移致動器的結構是：一個電磁線圈的中心處安置一根超磁致伸縮棒，該超磁致伸縮棒的頂端通過一個位移輸出桿和滾柱支撐所述軸承。

上述電磁線圈繞制在線圈骨架上，并由一個端蓋固定安裝在所述軸承的凹槽內，所述端蓋有中心螺孔旋配一個調整所述超磁致伸縮微棒位置的螺塞。

上述電磁線圈由內外兩個線圈構成，外層線圈接通直流電源產生穩態偏置磁場；內層線圈接通交流電源產生交變磁場。

本發明和現有技術相比較，具有顯而易見的突出特點和顯著優點：可大大減輕所支撐的轉子回轉中心受載荷、轉速和油溫等因素的影響程度，具有良好的定心穩心作用；可驅動所支撐的轉子沿徑向移動，具有微量進給的功能；可提供給所支撐的轉子激振力，減弱轉子徑向振動，具有主動振動控制的能力。

附圖說明

圖1本發明一個實施例，可控徑向軸承的結構示意圖。

圖2為圖1中A-A處可控徑向軸承的結構實例的軸向剖面圖

圖3可控徑向四油楔油膜軸承的原理結構示意圖

圖4可控徑向圓軸承的原理結構示意圖

圖5可控徑向橢圓軸承的原理結構示意圖

圖6可控徑向三油楔軸承的原理結構示意圖

具體實施方式

本發明的優選實施例結合附圖說明如下：

實施例一：

參見圖1和圖2，本可控徑向油膜軸承包括軸承座1和軸承4，軸承座1上安置沿周向均布的四個支撐軸承4的裝置，其中兩個為微位移致動器，其余為彈性支撐裝置。位于兩個微位移致動器的對面安置兩個位移傳感器5、9。軸承4的軸向位置由軸承座1和端蓋10定位，不能作軸向移動或軸線偏轉；水平微位移致動器7和垂直微位移致動器2支撐在軸承4外表面，這兩個微位移致動器的輸出位移決定了軸承4的軸心位置。