[发明专利]轴承阻尼器元件、配备其的轴承和压缩机元件和制造方法

说明书

本公开涉及一种轴承阻尼器元件、配备有其的轴承和压缩机元件以及用来制造其的方法，其包括安装在旋转对象与支撑对象之间的环，所述支撑对象支撑所述环，其中所述环包括沿轴向方向穿过所述环的厚度并且与所述环的径向内表面和径向外表面相距一定距离的至少三个狭缝，所述狭缝的至少一半具有最大宽度为0.5毫米的一个或多个阻尼部分，其中所述阻尼部分是同心的并且不重叠。通过本公开的轴承阻尼器元件，能够实现非常紧凑的设计，同时使得弹簧性能与阻尼性能解耦并且可以实现分离式设计。

技术领域

本发明涉及轴承阻尼器元件。

具体地，本发明意图应用于旋转机器，例如涡轮机或螺杆式压缩机，在所述旋转机器中，转子的轴借助多个轴承可旋转地设置在机器的外壳中。

背景技术

众所周知，高速旋转的机器通常在一个或几个特定速度范围内面临着振动问题，主要是当这些速度范围内存在共振时。

在这些速度范围内，振动等级会变得很高，使得机器内部发生损坏。

在某些情况下，可以通过避开这些速度范围来避免此问题。

这意味着人们会试图避免此类速度，并且在加速或减速时必须切换经过这些速度范围时，将快速地完成速度切换从而避免或至少限制损坏(如果有的话)。

不言而喻，更理想的是设计一种机器使得这些振动问题不存在或仅仅处于非常有限的范围内。

这需要调节转子动力学，这主要由机器的(旋转)轴的刚度和/或轴的轴承的刚度确定。

由于机器的构造和组装规定了严格的尺寸，所以调节机器的轴的刚度是非常受限的，使得调节轴承的刚度通常是更好的选择，到目前为止轴承的尺寸设计允许调节其刚度。

由于永远不能完全排除振动问题，所以优选地是还为轴承提供一些阻尼特性，所述阻尼特性将确保发生的振动降低到可接受水平。

已知液体轴承，所述液体轴承已经具有阻尼特性，并且还可以以非常高的速度旋转，并且因此特别适用于涡轮机。

然而，液体轴承产生比滚子轴承更大的轴承损失。此外，液体轴承可能经受不稳定的行为，这可能是非常具有破坏性的。这种不稳定行为的风险是轴在液膜中旋转所固有的。

这就是经常使用滚子轴承的原因。为了解决此类滚子轴承的缺点(更具体地是其没有或几乎没有阻尼特性)，它们通常与所谓的轴承阻尼器元件结合用于高速应用中。

请注意，滚子轴承是指如下所有轴承，所述轴承由至少两个环组成，滚动元件在所述至少两个环之间在这些环中的滚道上滚动。滚动元件可以是球形、圆柱形、圆锥形或桶形。

第一种可能的轴承阻尼器元件是所谓的“鼠笼式阻尼器(squirrel cagedamper)”，其由突出元件(即“鼠笼式装置”)组成，其将考虑刚性并将环定位在轴承周围(或中)，以使得在该环与轴承之间存在精确的间隙(即阻尼器间隙)。在该阻尼器间隙中施加薄膜(即“挤压膜”)，所述薄膜负责阻尼。通常油或或多或少的其他粘性液体用于这种薄膜。

这种“鼠笼式阻尼器”的示例在Fouad Y.Zeidan在1996年的Texas AMUniversity，Turbomachinery Laboratory，Proceedings of the Twenty-FifthTurbomachinery Symposium的第169–188页的“Design and application of squeezefilm dampers in rotating machinery”中进行了描述。

尽管刚性和阻尼特性两者都可以调节，但是这种“鼠笼式阻尼器”的缺点是它不仅昂贵，而且占据很大的空间(具体在轴向方向或指向上)。