[发明专利]一种带滚动球铰连接的悬吊式多层油膜阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带滚动球铰连接的悬吊式多层油膜阻尼器，属于机械设计领域。

背景技术

对于有低功耗要求的高速旋转机械，常采用非接触式的永磁轴承技术支承旋转轴，但由于永磁轴承能够提供的径向支承刚度较小，所以给这类旋转机械带来了临界转速低，易出现低频进动的问题，为了保证机器能正常平稳工作，常在其上面设置一低频阻尼器，以确保转子平稳越过临界转速，消除可能出现的低频进动现象。传统上常采用悬吊式的油膜阻尼器，该类型阻尼器采用滑动球铰副连接组成的空间平行四边形机构确保油膜轴颈做平动运动，由永磁轴承之间的磁力驱动油膜轴颈运动，同时采用小间隙的单层油膜提供油膜阻尼力。但由于永磁轴承间能够提供的磁力较小，所以当滑动球铰副间的承载力大时，摩擦阻力比较大，致使该类型阻尼器将无法正常工作；同时由于小间隙的单层油膜具有较强的非线性特性，易使转子系统产生不期望的非线性特征。为此，需要设计发明一种摩擦阻力小，运动灵活、油膜非线性特征不明显的悬吊式阻尼器。

发明内容

技术问题：针对上述问题，本发明提供了一种能够降低球铰副间摩擦阻力和油膜非线性特性的悬吊式阻尼器，解决了阻尼器轴向承载力大时运动不灵活及传统挤压油膜阻尼力较强的非线性特性问题。

技术方案：本发明是一种带滚动球铰连接的悬吊式多层油膜阻尼器，该阻尼器包括：阻尼器外壳、设置于阻尼器外壳内底部双油室内的兼具油膜轴颈作用的双环永磁轴承组件、连接双环永磁轴承组件的油膜轴颈挂架、悬挂油膜轴颈挂架的□型挂件、悬挂□型挂件的上固定盖、连接油膜轴颈挂架与型挂件及连接□型挂件与上固定板的万向滚动球铰组件。

所述双环永磁轴承组件的4个侧环面分别与阻尼器外壳内底部的两油室相应的侧环面间有约1mm的间隙，内部注有润滑油，形成4层挤压油膜。

油膜轴颈挂架与□型挂件、型挂件与上固定板之间采用万向滚动球铰组件连接。

所述万向滚动球铰组件包括：万向滚珠、球形滚子、球铰球窝，其中，球铰球窝位于上固定板的凹槽中，球形滚子位于球铰球窝的上部，万向滚珠位于球形滚子上。

所述双环永磁轴承组件包括外永磁环、内永磁环、软磁环，其中，内永磁环位于阻尼器外壳内的安全轴外，外永磁环位于阻尼器外壳内的内永磁环外，软磁环位于外永磁环、内永磁环的上部且与外永磁环、内永磁环连接。

所述外永磁环、内永磁环皆为轴向充磁，且充磁方向相反，并与可导磁的转子构成一闭合磁路，同时在与双环永磁轴承组件对应的转子端面上加工有阻磁槽，从而可以使转子与双环永磁轴承组件间产生径向作用力，驱动双环永磁轴承组件运动，挤压油膜，产生油膜阻尼力。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.与现有技术相比，本发明采用万向滚动球铰连接油膜轴颈挂架与□型挂件、□型挂件与上固定板，实现了将原有球铰间的滑动摩擦副转为现结构中的滚动摩擦副，极大的减小了铰链间的摩擦阻力，实现了阻尼器各构件运动灵活，确保了阻尼器的正常工作，可应用于磁轴承刚度低，阻尼器轴向承载力大等场合。

2.与现有技术相比，本发明的兼具油膜轴颈作用的双环永磁轴承组件与阻尼器外壳内底部的油室共形成了4层较大间隙的挤压油膜，所以可产生较大的油膜阻尼力，同时也降低了油膜力的非线性特性。

附图说明

图1为本发明带滚动球铰连接的悬吊式多层油膜阻尼器结构示意图。

图2为万向滚动球铰组件结构示意图。

图3为□型挂件组件结构示意图。

图中有：转子1，安全轴2，阻尼器外壳3，双环永磁轴承组件4：外永磁环401、内永磁环402、软磁环403，油膜轴颈挂架5：下连接板501，上舍板502，型挂件6：下挂件601、上挂件202，万向滚动球铰组件7：球铰球窝701、球形滚子702、万向滚珠703，上固定板8，阻磁槽9。

具体实施方式

本发明的一种带滚动球铰连接的悬吊式多层油膜阻尼器，包括阻尼器外壳、设置于阻尼器外壳内底部双油室内的兼具油膜轴颈作用的双环永磁轴承组件、连接双环永磁轴承组件的油膜轴颈挂架、悬挂油膜轴颈挂架的□型挂件、悬挂□型挂件的上固定板、连接油膜轴颈挂架与□型挂件及连接□型挂件与上固定板的万向滚动球铰组件。