[發明專利]一種用于高速旋轉機械中的懸吊式阻尼器

無效

• 申請號: 201110038548.1
• 申請日: 2011-02-16
• 公開（公告）號: CN102080704A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 蔣書運;王洪昌
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F16F15/10
• 分類號: F16F15/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于機械零件技術領域，具體來說，涉及一種用于高速旋轉機械中的懸吊式阻尼器。

背景技術

近年來，飛輪儲能等向著高速、大功率、高功重比方向發展，為了降低高速轉動飛輪系統的摩擦損耗，提高能量轉換效率，低損耗軸承技術被廣泛關注。永磁軸承是常用的軸承之一，它可以實現非接觸，無摩擦，同時還起到了軸向卸載作用，降低下軸承的摩擦功耗，提高了飛輪儲能系統的效率。但是由于軸向永磁軸承的徑向剛度偏小，導致飛輪儲能系統的一階固有頻率較低。目前常用的阻尼器，無法確保飛輪轉子能平穩地通過低階臨界轉速，消除低頻進動，實現較低固有頻率與較大的油膜粘性阻尼性能于一體。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于高速旋轉機械中的懸吊式阻尼器，確保飛輪轉子能平穩地通過低階臨界轉速，消除低頻進動，實現較低的固有頻率與較大的油膜粘性阻尼性能于一體。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：本發明的用于高速旋轉機械中的懸吊式阻尼器，包括油膜環固定架、油膜環、油膜軸頸、滾珠固定架、阻尼器固定板、密封限位柱、軟磁環、永磁軸承的定子、封油板和組合掛件，所述的油膜環固定架為環形體，油膜環固定架的上部固定連接阻尼器固定板，油膜環固定架的空腔中設有密封限位柱，油膜環固定架的下部通過封油板與密封限位柱的下部固定連接；所述的滾珠固定架的上部固定連接在阻尼器固定板的下方，滾珠固定架的下部與油膜軸頸的上部通過至少三個組合掛件連接；滾珠固定架的下部設有∨型孔，油膜軸頸的上部設有∧型孔；油膜軸頸的下部設置有永磁軸承的定子和軟磁環，永磁軸承的定子固定在軟磁環的下方，油膜軸頸的底面和封油板之間有間隙；油膜環固定連接在油膜環固定架的下部，并且油膜環位于油膜軸頸的下部外側，油膜環的內壁和油膜軸頸的外壁之間有間隙；所述的油膜環固定架和密封限位柱之間注有潤滑油，潤滑油的液面位于油膜環的頂面上方；所述的每個組合掛件包括上滾珠、下滾珠、固定連接在一起的第一掛件和第二掛件，第一掛件位于滾珠固定架下部的上方，并且第一掛件的底面設置有與滾珠固定架的∨型孔相對應的∧型孔，第一掛件的∧型孔和滾珠固定架∨型孔中設置有上滾珠，所述的第二掛件的下部設置有與油膜軸頸的∧型孔相對應的∨型孔，第二掛件的∨型孔和油膜軸頸的∧型孔中設置有下滾珠。

有益效果：與現有技術相比，本發明的有益效果是：1.?本技術方案的懸吊式阻尼器能夠確保飛輪轉子平穩地通過低階臨界轉速，消除低頻進動，實現較低的固有頻率與較大的油膜粘性阻尼性能于一體。本技術方案中，滾珠固定架和油膜軸頸通過組合掛件連接。具體來說，每個組合掛件中的第一掛件和滾珠固定架之間通過上滾珠支承，第二掛件和油膜軸頸之間通過下滾珠支承。第一掛件和滾珠固定架之間的摩擦為滾動摩擦，摩擦阻力較小。第二掛件和油膜軸頸之間的摩擦為滾動摩擦，摩擦阻力較小。這樣，因為滾珠固定架和油膜軸頸與組合掛件之間的摩擦阻力較小，所以阻尼器具有較小的橫向剛度。也就是說，本發明的懸吊式阻尼器，具有較小的固有頻率，主要用于抑制飛輪系統的低頻進動或者低頻振動。本技術方案的油膜軸頸通過組合掛件連接在滾珠固定架上，油膜間隙較小，因此能產生較大的粘性阻尼。

2.同時確保阻尼器在擺動運行時，阻尼器永磁軸承定子保持水平狀態。在微幅擺動時，因為第一掛件和滾珠固定架之間通過上滾珠支承，第二掛件和油膜軸頸之間通過下滾珠支承，所以，組合掛件各點的位移矢量是一樣的。這樣，油膜軸頸上各點的位移矢量也都是一樣的。因此，從整體上來看，在擺動的每一瞬間，油膜軸頸的高度都是一致的，從而嵌在油膜軸頸中的永磁軸承的定子距離永磁軸承的轉子的高度是一致的，因此，阻尼器永磁軸承定子保持水平狀態。

3.具有良好的加工工藝性能以及使用性能。本技術方案中的每個組合掛件都是由第一掛件、第二掛件和滾組組成。每個組成部件的結構簡單，加工便利，并且它們組裝成組合掛件，只需要按照一般的安裝工藝即可滿足使用的要求，無需特殊的加工和安裝工藝。

附圖說明

圖1是本發明的懸吊式阻尼器安裝在飛輪本體上的結構剖視圖。

圖2是本發明中一個組合掛件中第一掛件和第二掛件的裝配圖。

圖3?是本發明中的滾珠固定架的俯視圖。

圖4?是圖3的A向剖視圖。

圖5?是本發明中的所有的第二組件組裝成一個整體件的結構示意圖。