[發(fā)明專利]一種交錯(cuò)密封齒式擠壓油膜阻尼器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010104291.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN111140618A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周海侖;張鈺奇;陳璽;孫丹;艾延廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F9/10
• 分類號(hào): F16F9/10;F16F15/023
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發(fā)明的一種交錯(cuò)密封齒式擠壓油膜阻尼器，套設(shè)于軸承外部，包括彈性支承，軸承外部設(shè)有軸承座，彈性支承頭部為阻尼器內(nèi)圈，軸承座為阻尼器外圈，軸承內(nèi)套裝有轉(zhuǎn)子，阻尼器外圈和阻尼器內(nèi)圈間隙配合，間隙為油膜間隙，阻尼器外圈設(shè)有供油槽，所述供油槽開設(shè)有供油孔，供油孔設(shè)于油膜間隙上方，所述阻尼器外圈和內(nèi)圈端部周向均設(shè)有密封齒，兩組密封齒齒尖相互咬合。通過本發(fā)明技術(shù)方案的合理設(shè)計(jì)，內(nèi)外圈密封齒能夠完全咬合，上下縫隙減小，滑油流出通道受限，泄漏量減少，阻尼效果大幅提高。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于阻尼器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交錯(cuò)密封齒式擠壓油膜阻尼器。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)構(gòu)成的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，轉(zhuǎn)速高、氣流速度高、溫度高等惡劣的工況條件使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)承受著各種復(fù)雜且巨大的載荷。這會(huì)導(dǎo)致由于加工、裝配誤差所帶來的轉(zhuǎn)子不平衡更加突出，轉(zhuǎn)子振動(dòng)加劇，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安全構(gòu)成巨大隱患，也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生不良影響，從而影響飛機(jī)的總體性能。

目前，對(duì)于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)減振，常用且有效的方法是在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)里安裝擠壓油膜阻尼器。這種結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，占用空間小，減振效果好，目前已在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)際應(yīng)用數(shù)十年。它是將原來軸承座和軸承外圈之間的緊配合改為間隙配合，在該間隙中充滿滑油形成油膜。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到不平衡力作用時(shí)，軸頸會(huì)對(duì)油膜進(jìn)行擠壓，油膜產(chǎn)生反力吸收一部分振動(dòng)的能量，使得轉(zhuǎn)子傳給彈性支承的能量減少，從而起到減振作用。

擠壓油膜阻尼器按照有無端封分為開式和閉式兩種。

開式擠壓油膜阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減振效果好，因而得到了廣泛應(yīng)用。但是開式阻尼器也存在缺點(diǎn)：

1)開式阻尼器兩端無端封，滑油直接從兩端流出，兩端滑油不如中間滑油擠壓充分，壓力沒有中間滑油高，油膜阻尼總體偏小；

2)開式阻尼器兩端直接暴露在大氣中，當(dāng)油膜一側(cè)受到擠壓時(shí)，該側(cè)油膜壓力升高，另一側(cè)油膜壓力降低。如果這個(gè)壓力降低到低于大氣壓力，空氣就會(huì)因?yàn)閴毫Σ畋晃胱枘崞鳎纬煽諝馕氍F(xiàn)象。空氣吸入會(huì)減小油膜有效擠壓面積，從而減小油膜阻尼。

閉式擠壓油膜阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，由于端部存在密封件，使得空氣吸入現(xiàn)象并不嚴(yán)重，滑油的泄露量也小于開式阻尼器，但是閉式阻尼器依然存在缺點(diǎn)：

1)閉式阻尼器增加了活塞環(huán)等密封件，結(jié)構(gòu)比開式阻尼器復(fù)雜，設(shè)計(jì)和制造難度高，工作也不如開式阻尼器穩(wěn)定可靠；

2)閉式阻尼器兩端留有一段軸向長(zhǎng)度以方便開槽安裝密封件，兩端油膜擠壓不充分，軸向長(zhǎng)度未被充分利用。

因此，在阻尼器兩端增加密封結(jié)構(gòu)可以避免開式阻尼器空氣吸入等問題，將密封結(jié)構(gòu)與阻尼器內(nèi)外圈做成一體并置于兩端可以增加阻尼器工作穩(wěn)定性，油膜充分?jǐn)D壓面積增加。同時(shí)，增加的密封結(jié)構(gòu)控制阻尼器的工作幅值不超過0.4倍油膜間隙，以獲得線性的油膜剛度，有利于轉(zhuǎn)子穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種帶有交錯(cuò)密封齒的擠壓油膜阻尼器。

本發(fā)明是在開式擠壓油膜阻尼器的基礎(chǔ)上，在阻尼器內(nèi)外圈兩端分別增加一圈交錯(cuò)互補(bǔ)的密封齒，密封齒自然狀態(tài)下暴露于空氣。鑒于阻尼器的設(shè)計(jì)要求不同，對(duì)密封齒的形狀不做限制，形狀互補(bǔ)即可。為了兼顧密封性和裝配便利性，內(nèi)外圈密封齒的高度各占油膜厚度的一半。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到不平衡力作用而對(duì)油膜進(jìn)行擠壓時(shí)，阻尼器的內(nèi)圈密封齒就會(huì)向靠近外圈密封齒的方向移動(dòng)，內(nèi)外圈密封齒按照預(yù)先設(shè)計(jì)的空位插空咬合。通過本發(fā)明技術(shù)方案的合理設(shè)計(jì)，內(nèi)外圈密封齒能夠完全咬合，上下縫隙減小，滑油流出通道受限，泄漏量減少，阻尼提高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：