[发明专利]一种智能结构弹支干摩擦阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及转子振动控制领域，是一种采用智能结构对转子振动进行控制的干摩 擦阻尼器装置。

背景技术

航空发动机等高速旋转机械常采用柔性转子系统，转子工作转速往往在一阶或几 阶临界转速以上。转子在起动、加速或减速停车过程中必须多次通过临界转速，此时 转子系统就会共振，导致强烈的振动。转子系统的振动大小是决定航空发动机可靠性 的重要因素。因而,转子系统的振动控制成为转子动力学的一个主要研究领域。

干摩擦阻尼器作为减振手段在铁路、公路桥梁、高层建筑等工程领域得到了广泛 的应用。近年来，利用干摩擦阻尼器进行航空发动机叶片减振成为颇受关注的减振技 术，并且被应用到新型航空发动机的设计中。弹支干摩擦阻尼器是将弹性支承与干摩 擦机构组合成阻尼器，用于转子系统的减振。它作为一种新型的转子减振机构具有良 好的减振效果，能够显著降低转子过临界转速时的振动峰值，而且具有结构简单、成 本低、便于控制以及响应快的特点，在未来的航空和航天领域有着很好的应用前景。

在专利“一种抑制带弹性支承转子系统振动的方法及装置”(ZL200410073346.0) 中，弹支干摩擦阻尼器作为被动控制的机构存在着无法进行最优控制和长时间摩擦产 生热量等问题；而在专利“一种弹支干摩擦阻尼器电控装置”(ZL200710017593.2) 中，弹支干摩擦阻尼器结构复杂，体积较大，响应慢，动、静摩擦片间正压力无法实 时测定，而控制所用的反馈信号为转子振动位移信号。在实际的发动机上，无法测得 转子的振动位移，而在机匣上测得的振动速度或者振动加速度信号，包含了转子、机 匣、管路和附件等结构的振动，传递路径长，信噪比低，不宜用作控制转子振动的反 馈信号。因此，在弹支干摩擦阻尼器中引入智能结构和弹支应变信号以解决上述问题 具有重要意义。

发明内容

为了克服现有弹支干摩擦阻尼器结构复杂、体积大、响应较慢、动/静摩擦片间正 压力无法实时测定以及反馈信号不适合等问题，本发明提出一种智能结构弹支干摩擦 阻尼器。

本发明包括折返式弹性支承、支承座、压电陶瓷、动摩擦片、静摩擦片、多个应 变片和三个调节螺栓。其中：所述折返式弹性支承包括内鼠笼弹性支承和外鼠笼弹性 支承；所述内鼠笼弹性支承的一端嵌装入在外鼠笼弹性支承内，另一端通过轴承安装 在转轴上；所述内鼠笼弹性支承与滚动轴承配合一端的端面与动摩擦片通过螺栓连接。 静摩擦片套装在所述转轴一端的外圆周上。动摩擦片套装在所述转轴上，并处于所述 静摩擦片大直径端的端面与所述内鼠笼弹性支承的端面之间。外鼠笼弹性支承套装在 所述内鼠笼弹性支承的外圆周上，支承座套装在静摩擦片的外圆周上，并使所述内鼠 笼弹性支承的一个端面与所述支承座的一个端面贴合。所述静摩擦片的一端装入底座 上的静摩擦片安装孔内。各压电陶瓷和各调节螺栓均位于支承座端面的通孔内。在所 述外鼠笼弹性支承的外鼠笼肋条上粘贴应变片，并使所述4个应变片均布在该外鼠笼 弹性支承外圆周表面；在3个调节螺栓的圆柱段上分别粘贴2只应变片。

所述支承座的内径与所述静摩擦体的外径相同，并使两者之间间隙配合。所述支 承座小直径端的外径与底座支杆上通孔的孔径相同。在所述支承座的端面上均布有三 个轴向的通孔，用于安装销钉、压电陶瓷和调节螺栓。所述通孔的中心线均平行于该 支承座的中心线。所述通孔为阶梯孔，小孔端位于该支承座大直径端，该小孔的孔径 与销钉的外径相同；通孔的大孔的孔径与调节螺栓的外径相同。在该支承座的圆周表 面均布有三个圆弧状的压电陶瓷引线槽，该压电陶瓷引线槽的一端分别与所述的通孔 贯通。

所述内鼠笼弹性支承的一端为敞口，该敞口的圆周上有法兰；另一端有端盖，在 该端盖的中心有转轴的安装孔。在所述内鼠笼弹性支承一端端盖的外缘上均布有用于 安装动摩擦片的螺孔。在所述内鼠笼弹性支承的圆周上均布该内鼠笼弹性支承的内鼠 笼肋条。

所述外鼠笼弹性支承一端的外圆周表面有径向凸出的法兰，用于与支承座的连接； 另一端的内圆周表面有径向凸出的法兰，用于连接内鼠笼弹性支承。所述外鼠笼弹性 支承与内鼠笼弹性支承连接端的内径与该内鼠笼弹性支承的外径相同。在所述外鼠笼 弹性支承的圆周上均布该外鼠笼弹性支承的外鼠笼肋条。