[发明专利]使用板簧的横向振动隔离器

说明书

本发明涉及旋转轴的横向振动隔离器。

在许多旋转型机械中，轴是由滚动接触轴承支承的。由于有可能使滚动接触轴承实现标准化从而能大规模地生产，所以它们的造价很低，普遍地被用于工业中。但是它们的主要缺点是它们缺少减振力。为了缓和这一缺陷，采用了挤压膜减振器以便为它们增添必要的额外减振力。挤压膜减振器由外和内圆形元件及位于两者之间的薄的流体膜组成。不过，与轴颈轴承不同，其内圆形元件不会转动。由于在薄的流体膜中产生的热，挤压膜减振器需要一个油循环系统。油循环系统要求有油的供应，抽取和过滤装置。因此使挤压膜减振器实现标准化和大规模生产是困难的。它们的装配也是不容易的。

在旋转型机械的设计中，分析该系统的动态特性是很重要的。为了获得较大的稳定系数，即根据操作速度与临界速度偏离的程度来估计的稳定系数，进行了旋转轴或支承轴承的刚度调节试验。由于旋转轴的刚度调节不易进行，都愿意进行支承轴承的刚度调节。但是要控制滚动接触轴承的刚度并不容易。挤压膜减振器只引入了减振力，使得控制它们的刚度同样困难。此外，挤压膜减振器的动态特性是非线性的，它们的减振力会不正常地突然减少。但是本发明横向振动隔离器的刚度和减振力是容易控制的。它们的动态特性是线性的。

本发明使用板簧的横向振动隔离器的目的在于克服传统的挤压膜减振器的上述缺点。使用本发明的隔离器，刚度和减振力都容易控制。它们不需要任何辅助部件或装置，因而有可能使它们实现标准化和进行大规模生产。它们还可能有效地被用来控制在高温环境中的非转动型结构的振动，例如电力或化工厂的管道系统。由于本发明隔离器的结构小巧，它们的安装工作可以很快完成。

本发明横向振动隔离器也可以用于如管子之类的非旋转结构。例如，发电厂或化工厂具有很多管道系统。当热的流体流入管道内时，有时会发生振动。为了控制管子的振动可以使用由钢质盘簧构成的加劲件。但是它们的减振力极小。由于热流体的高温，橡胶加劲件是不能使用的。本发明横向振动隔离器可以用在高温环境中并且具有很强的减振力。

使用板簧的振动隔离器是在二次大战期间首先由一个奥地利人Geislinger博士发明来用于控制扭转振动的。使用板簧的扭转振动隔离器用于内燃机的扭转振动减振器和连接器。它们的性能经过自它们被首次发明以来近35年的全球应用已完全确立和证实。

以下结合附图对本发明实施例作详细说明，其中：

图1是本发明的内部截面图。

图2是本发明的侧视截面图。

图3是配有滚动接触轴承的本发明隔离器。

图1至3中的部件名称如下：

1：内环        7：油槽

2：外环        8：油流间隙

3：板簧        9：密封元件

4：中间件      10：夹紧元件

5：内流体空间  11：油馈入孔

6：盖

如图1和2所示，本发明横向振动隔离器由多个板簧叠板及其间的流体所构成。内环由装置在圆周上的板簧弹性地支承着。支承力由板簧的数量，几何尺寸(即厚度、宽度和长度)和材料，以及板簧叠板的数量所决定。由于它的弹性支承力是可以控制的，因而安装在本发明振动隔离器上的机械的临界速度也可以很快地被控制。当临界速度是可控制的时候，机械的稳定性可以通过使临界速度与操作速度偏离的方式得到提高。

图1中内环的相对移动造成内流体空间的容积变化和流体穿过图2中油槽(7)流动，因而产生减振力。减振力可以由流体的粘滞度，摩擦系数和油槽的大小来控制。在本发明横向振动隔离器中，在支承位置处的刚度和减振力是容易控制的，并可获得一个较大的减振力。理论分析的结果显示出本发明隔离器的减振力等于或大于挤压膜减振器和液膜轴承的减振力。还显示出在垂直方向上刚度和减振力不存在交叉耦合关系。不存在交叉耦合关系就是意味着本发明隔离器的稳定动态特性。

如图2中所示，内流体空间很大并为盖和密封元件所密封，因而不再需要额外的油循环系统。因此，本发明隔离器的标准化和大规模生产就成为可能了。

一个典型的例子显示在图3中，其中本发明隔离器配置有一个滚动接触轴承。虽然本发明隔离器通常配置有滚动接触轴承，但它本身也可以单独用作一种液膜轴承。当图1中的内环或轴开始转动时，在内环和板簧之间会产生流体动力压力，因此，生成的润滑液膜将它们彼此分开。同时使用润滑液膜和板簧的轴承，如图3中所示，具有较大的减振力和良好的振动特性。在本发明隔离器中不会发生在某些液膜轴承中出现的一种典型不稳定型的油旋涡。