[發(fā)明專利]基于SMA彈簧的主動變剛度空氣軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810721916.4
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN110686007B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 曹遠龍;馮凱;關(guān)汗青;余可
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于SMA彈簧的主動變剛度空氣軸承，其特征在于：主要由頂箔(1)、冷卻管(2)、SMA彈簧(3)、支撐薄板(4)、螺栓(5)、軸向擋板(6)、軸承套(7)組成；所述SMA彈簧(3)由SMA金屬絲加工而成，螺旋轉(zhuǎn)動嵌入在支撐薄板(4)孔中，相鄰的SMA彈簧(3)旋轉(zhuǎn)方向相反；所述支撐薄板(4)安裝到軸承套(7)的矩形槽(12)中；所述冷卻管(2)上開有均勻的小孔(8)，集中的冷卻氣體(9)進入冷卻管(2)，從小孔(8)流出，形成分布均勻的分散冷卻氣體(10)；通過控制接入SMA彈簧(3)的供電信號和進入冷卻管(2)的冷卻氣體(9)，實現(xiàn)快速、主動控制SMA彈簧(3)的溫度，進而控制SMA彈簧(3)的彈簧模量，最終實現(xiàn)軸承支撐結(jié)構(gòu)的主動變剛度的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于SMA彈簧的主動變剛度空氣軸承，其特征在于，

所述SMA彈簧(3)連接的供電信號可使SMA彈簧(3)溫度升高，引起SMA相變，改變SMA彈簧(3)的彈性模量，進而主動地改變軸承支承剛度；多個所述冷卻管(2)均勻放在SMA彈簧(3)內(nèi)，冷卻管(2)上的小孔(8)沿圓周方向一致，所述冷卻氣體(9)進入冷卻管(2)，從小孔(8)流出，將軸向流動的冷卻氣體(9)轉(zhuǎn)變?yōu)檠剌S承周向和軸向流動的冷卻流(10)，實現(xiàn)降低軸承溫度的作用，將SMA彈簧恢復到原始狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于SMA彈簧的主動變剛度空氣軸承，其特征在于，

旋轉(zhuǎn)方向相反的相鄰SMA彈簧(3)被嵌入在相鄰的兩個支撐薄板(4)上孔內(nèi)；所述SMA彈簧(3)受溫度影響后的材料彈簧模量發(fā)生改變，加之SMA彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸被固定位置的孔限制，提高SMA彈簧的支承剛度；所述支撐薄板(4)均勻放置在軸承套(7)內(nèi)表面的矩形槽(12)中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于SMA彈簧的主動變剛度空氣軸承，其特征在于，

所述軸向擋板(6)通過螺栓(5)固定在軸承套的螺紋孔(13)處；軸向擋板(6)強迫所有支撐薄板(4)處于同一平面，支撐薄板(4)上兩端的開孔距離支撐薄板(4)端部邊界的距離不同；所有所述支撐薄板(4)處于同一平面使得相鄰的SMA彈簧(3)相互擠壓，增加軸承的阻尼特性。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于SMA彈簧的主動變剛度空氣軸承，其特征在于，

所述支撐薄板(4)的孔可以固定SMA彈簧(3)，也方便將SMA彈簧(3)拆卸，采用支撐薄板(4)和普通彈簧結(jié)合也可安裝于軸承套內(nèi)；所述頂箔(1)自由端置于SMA彈簧(3)的上面，固定端插入軸承套(7)內(nèi)表面上的長條形槽(11)中；軸承所有結(jié)構(gòu)使用嵌套方法，根據(jù)實際需要調(diào)整SMA彈簧(3)的數(shù)量、尺寸以及采用普通彈簧替換部分SMA彈簧(3)，實現(xiàn)軸承結(jié)構(gòu)的全部或局部剛度的主動控制。