[發明專利]一種低振膜片聯軸器

有效

• 申請號: 201810790743.1
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109027029B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 裴世源;洪軍;李超;王文超;鄭文斌;徐華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16D3/56
• 分類號: F16D3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明一種低振膜片聯軸器，包括半聯軸器、薄壁套筒等，薄壁套筒的兩端對稱設置有依次連接有支撐板、帶花鍵套筒和半聯軸器；其中，薄壁套筒的中心軸上設置有芯軸，該芯軸的兩端分別與薄壁套筒兩端支撐板的中心連接，且芯軸上間隔裝配有若干圓盤，圓盤與薄壁套筒的內壁之間設置有阻尼器；薄壁套筒、支撐板與帶花鍵套筒通過螺栓緊固，帶花鍵套筒的另一端周向套裝有金屬膜片，金屬膜片外側通過層壓板與對應的半聯軸器連接。本發明對汽輪機、渦輪機、壓縮機、航空發動機等旋轉機械的轉子連接設計具有較高的應用價值，該裝置具有良好的抑振、減振作用，可顯著降低膜片聯軸器內薄壁套筒過臨界的振動幅度，提高聯軸器的穩定性。

技術領域

本發明屬于聯軸器設計領域，具體涉及一種應用于高速大功率工況的低振膜片聯軸器。

背景技術

航空發動機的高低壓轉子在出廠前，需在高轉速、大功率的條件下對轉子的臨界轉速、不平衡響應和穩定性等動力學性能進行測試，在實驗的過程中以電動機為動力源，在航空發動機與電動機之間利用聯軸器連接。但由于聯軸器具有一定的剛度，和被測轉子連接會給轉子附加額外的剛度，影響轉子系統的動力學特性。為提高測試的準確性，對航空發動機測試使用的聯軸器有以下要求：一、不能改變轉子系統本身的動力學、靜力學性能；二、能夠進行高轉速及大功率的扭矩傳遞。但常規聯軸器難以滿足這些要求，相比之下，以膜片聯軸器為代表的柔性聯軸器是更好的選擇。

膜片聯軸器具有壽命長、可靠性好、不需要潤滑、無需進行維護、拆裝方便，能保持恒定的較低的不平衡量，可以在比較惡劣的工作環境中應用等優點，主要用在渦輪機械等高功率、無潤滑、高速、高扭矩的設備中，目前在國內已經取得了較為廣泛的應用。然而在航空發動機轉子測試的高速運轉工況下，膜片聯軸器也存在一些問題，測試過程中為了降低聯軸器的剛度，以減小聯軸器對轉子的影響，需要膜片聯軸器具有較好的柔度，中間采用薄壁套筒結構。由于航空發動機轉速較高，測試中的轉速往往會超過薄壁套筒的臨界轉速，導致聯軸器在過臨界過程中發生劇烈振動，嚴重影響轉子系統的穩定性及安全性。為了解決高速運轉過程中膜片聯軸器振幅過大的問題，本發明提出了一種應用于高速大功率工況的低振膜片聯軸器。

發明內容

本發明的目的在于通過改變膜片聯軸器過臨界的阻尼，來降低薄壁套筒過臨界轉速時振動幅度。提供了一種應用于高速大功率工況的低振膜片聯軸器。本發明針對傳統膜片聯軸器，為了減小聯軸器的剛度，本發明延長了膜片中間連接部分薄壁套筒的長度，減小了套筒的厚度，但同時內部增加了一根芯軸，芯軸盤與膜片聯軸器的薄壁套筒以橡膠圈或其他類型減振材料（金屬絲阻尼器等）裝配。由于芯軸的臨界轉速與薄壁套筒不同，在轉子系統高速運行至過臨界的時候，芯軸與聯軸器的套筒振動方向及頻率不同，存在相對運動，此時阻尼器能夠吸收套筒的部分振動能量，降低了膜片聯軸器中薄壁套筒的振動幅度，使整個系統具有良好的減振、抑振效果。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種應用于高速大功率工況的低振膜片聯軸器，包括具有圓柱狀中空腔體且兩端開口的薄壁套筒，相比較于傳統膜片聯軸器，薄壁套筒更長更薄，該薄壁套筒的兩端對稱設置有依次連接的支撐板、帶花鍵套筒和半聯軸器；其中，

薄壁套筒的中心軸上設置有芯軸，該芯軸的兩端分別與薄壁套筒兩端的支撐板中心處連接，且芯軸上間隔套裝有若干圓盤，每個圓盤與薄壁套筒的內壁之間設置有O型橡膠圈阻尼器或O型金屬絲阻尼器；

薄壁套筒的開口端與對應的支撐板和帶花鍵套筒的一端緊固在一起，帶花鍵套筒的另一端周向上套裝有金屬膜片，金屬膜片的外側通過層壓板與對應的半聯軸器夾持在一起。

本發明進一步的改進在于，芯軸上套裝有三個圓盤，分別為第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤，三個圓盤的位置為轉子第1、2階臨界振型的振動幅值最高點。

本發明進一步的改進在于，每個圓盤的周向開設有槽，O型橡膠圈阻尼器或O型金屬絲阻尼器設置在該槽內。

本發明進一步的改進在于，每個圓盤均通過定位螺母固定在芯軸的軸肩處。