專利名稱：旋轉(zhuǎn)軸彎曲振動衰減裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)軸彎曲振動衰減裝置。
背景技術(shù)：
從振動力學(xué)中已知的，圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸受到彎曲振動，即，相對于軸的旋轉(zhuǎn)軸線徑向地振動，并且，當(dāng)以臨界速度旋轉(zhuǎn)時，振動最大。為了使得軸在即使高于臨界速度的情況下也能夠正常工作，當(dāng)軸達(dá)到臨界速度時，用衰減裝置來吸收軸的彎曲能量。還將衰減裝置設(shè)計為，保持軸的可接受的徑向位移，由此防止損壞，并使軸的彎曲振動穩(wěn)定。更具體地，這樣的衰減裝置是已知的，其基本上包括固定支撐體；以及環(huán)，其限定了軸裝配于其中的環(huán)形開口。當(dāng)在臨界彎曲振動速度范圍之外旋轉(zhuǎn)時，軸寬松地裝配在開口中。換句話說，軸不接觸環(huán)。相反，軸在臨界速度下的彎曲振動使軸與環(huán)接觸。軸和環(huán)之間的接觸首先改變了軸的自然頻率和整體剛度，并最終導(dǎo)致由軸和衰減裝置環(huán)之間的滑動摩擦導(dǎo)致的熱量的擴(kuò)散，該滑動摩擦抵抗了軸的旋轉(zhuǎn)和彎曲振動，并改變軸的動態(tài)特性。以上兩個現(xiàn)象的結(jié)果是，衰減裝置抵抗彎曲振動的任何增加，并由此吸收了與軸的位移相關(guān)的能量。在工業(yè)上感覺到有這樣的需求衰減軸在臨界軸轉(zhuǎn)速下的彎曲振動，同時，在與臨界軸轉(zhuǎn)速不同的轉(zhuǎn)速下，將軸和衰減裝置之間的摩擦減到最小。還感覺到有這樣的需求減小衰減裝置的響應(yīng)時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是，提供一種用于衰減軸的彎曲振動的裝置，并且，該裝置以簡單的、低成本的方式實現(xiàn)至少一個以上目標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于衰減圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的軸的彎曲振動的衰減裝置，該裝置包括-支撐體；以及-第一構(gòu)件，其限定環(huán)形開口，所述軸裝配在環(huán)形開口中，并且當(dāng)所述軸相對于所述第一軸線徑向地彎曲時，所述第一構(gòu)件相對于所述支撐體可移動并相對于所述第一軸線在第一和第二位置之間可徑向地移動；當(dāng)所述軸的轉(zhuǎn)速在至少第一范圍內(nèi)時，所述第一構(gòu)件設(shè)置到所述第一位置，并且所述軸寬松地橫過所述開口 ；當(dāng)所述軸的轉(zhuǎn)速在與第一范圍不同的并包括軸的至少一個臨界速度的第二范圍內(nèi)時，所述第一構(gòu)件在使用中被設(shè)置到所述第二位置，并且所述開口的側(cè)面輪廓在使用中與所述軸配合；所述裝置包括-第一彈性裝置，置于所述支撐體和所述第一構(gòu)件之間；以及-銷子，沿著相對于所述第一軸線徑向的方向可與所述第一構(gòu)件一體地移動；所述第一彈性裝置置于所述銷子和所述支撐體之間；其特征在于，包括與所述銷子制成一體并交叉的板；所述第一彈性裝置包括-至少一個第一彈簧，置于所述支撐體的第一部分和所述第一構(gòu)件的伸出部之間； 以及-至少一個第二彈簧，置于所述板和所述支撐體的第二部分之間。


將參考附圖，通過實例描述本發(fā)明的優(yōu)選的非限制性實施方式，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的衰減裝置的透視圖；圖2示出了圖1的衰減裝置的正視圖；圖3和圖4示出了圖1和圖2的衰減裝置的透視圖，為了清楚起見而去除了一些部分；圖5示出了包括軸和圖1至圖4的衰減裝置的驅(qū)動器的截面，為了清楚起見而去除了一些部分。
具體實施例方式在圖1中，標(biāo)號1表示用于衰減圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)的軸2的彎曲振動的衰減裝置。更具體地，彎曲振動出現(xiàn)在相對于軸線A徑向的平面中，即，在相對于軸線A正交的平面中。將裝置1設(shè)計為包含在驅(qū)動器3中，圖5僅示出了驅(qū)動器3的軸2、裝置1和兩個軸承4，軸承4支撐軸2以圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動器3優(yōu)選地形成飛機(jī)的一部分，特別是直升機(jī)或垂直升降飛機(jī)。裝置1基本上包括-支撐體6，以未在圖中示出的方式固定至軸承4;以及-環(huán)11，其限定開口12，軸2裝配于開口中，并，環(huán)11相對于軸線A可在第一和第二位置之間徑向地移動。更具體地，開口 12是圓形的，并由側(cè)面輪廓13所限定。軸2在兩個范圍中工作，這取決于轉(zhuǎn)速，并由此取決于軸2的彎曲振動的量。在第一工作范圍中，軸2的轉(zhuǎn)速落在不包括軸2的臨界速度的第一范圍內(nèi)。在第一轉(zhuǎn)速范圍中，軸2在開口 12內(nèi)寬松地旋轉(zhuǎn)，并且環(huán)11設(shè)置到第一位置。換句話說，軸2的彎曲振動不足以使軸2與開口 12的側(cè)面輪廓13接觸。在第二工作范圍中，軸2的轉(zhuǎn)速落在與第一范圍不同且包括軸2的臨界速度的第二范圍內(nèi)。
當(dāng)軸2在第二速度范圍中旋轉(zhuǎn)時，軸2的外輪廓與開口 12的側(cè)面輪廓13接觸，并將環(huán)11移入第二位置中。換句話說，彎曲振動的量足以使軸2的外輪廓與開口 12的側(cè)面輪廓13接觸。更具體地，支撐體6整體上包括-底壁7，基本上平行于軸線A并與軸線A隔開；-橫檔8，從底壁7朝著環(huán)11基本上垂直地伸出；以及-兩個基本上平行的側(cè)邊9，從底壁7的相對邊緣朝著環(huán)11基本上垂直于底壁7 地伸出。支撐體6還包括-置于底壁7和橫檔8的一側(cè)之間的梯形肋部10(圖3和圖5)；以及-附件17(圖1，圖2和圖3)，在肋部10的相對側(cè)上從橫檔8伸出。裝置1有利地包括置于支撐體6和環(huán)11之間的彈性裝置18。更具體地，環(huán)11基本上包括-兩個(分別是頂部和底部)半環(huán)14，15，其裝配在一起以限定開口12;以及-銷子16，其從半環(huán)15伸出，沿著與軸線A交叉的軸線B延伸，并且在所示實例中， 銷子16是垂直定位的。半環(huán)14，15在相應(yīng)的圓周端可釋放地彼此連接。銷子16寬松地貫穿附件17，并且當(dāng)環(huán)11處于第一位置中時，軸線B是徑向的，即， 相對于軸線A是垂直的。銷子16包括一體地裝配至半環(huán)15的第一端以及與第一端相對并面向底壁7的第二端(圖4)。支撐體6包括置于相應(yīng)側(cè)邊9和肋部10之間的兩個附件80 (圖4)。更具體地，每個附件80包括-水平部分20，從相應(yīng)側(cè)邊9伸出并限定第一圓形座部，第一圓形座部的軸線平行于軸線B ；-水平部分21，與肋部10連接并限定第二圓形座部，第二圓形座部的軸線平行于軸線B;以及-置于部分20和21之間的豎直部分。如圖4所示，將部分21置于部分20之間。部分20的第一座部和部分21的第二座部限定相應(yīng)的肩部22，26。半環(huán)15包括兩個伸出部51，伸出部51在半環(huán)14的相對側(cè)上從半環(huán)15的底部伸
出ο伸出部51限定相應(yīng)肩部觀(圖4)，相應(yīng)肩部觀與由相應(yīng)部分20限定的第一座部相對。支撐體6還包括板30，板30與銷子16制成一體并限定兩個圓形肩部31。板30從銷子16的第二端伸出，并基本上垂直于銷子16。更具體地，肩部31平行于軸線B并豎直地面向相應(yīng)的肩部26。彈性裝置18包括-兩個彈簧35，每個彈簧35置于相應(yīng)的肩部28和相應(yīng)的肩部22之間；以及
-兩個彈簧36，每個彈簧36置于相應(yīng)的肩部沈和相應(yīng)的肩部31之間。彈簧35，36平行于軸線B延伸，并且在所示實例中，彈簧35，36是卷簧。將彈簧36置于彈簧35之間。彈簧35，36將環(huán)11加載到第一位置中。更具體地，當(dāng)軸2對環(huán)11不施加力時，即， 當(dāng)軸2在第一速度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，對彈簧35，36加載，以在銷子16上施加相應(yīng)的相等的、相反的力F1，F(xiàn)2。如圖2所示，力F2是從肩部22指向肩部觀。力Fl是從肩部沈指向肩部31的。力F1，F(xiàn)2平行于軸線B。相反，當(dāng)在第二速度范圍中旋轉(zhuǎn)時，軸2在環(huán)11上施加力，由此使力Fl，F(xiàn)2不平當(dāng)軸2的轉(zhuǎn)速返回至第一范圍時，彈簧35，36推動銷子16，由此沿著軸線B朝著軸 2彈性地推動與銷子16制成一體的環(huán)11。更具體地，對彈簧35，36加載，以剛好克服制動環(huán)11和銷子16的摩擦力。附件17容納了鉸接接頭40，銷子16裝配在鉸接接頭40中，并且其允許銷子16 (并由此允許環(huán)11)圍繞平行于軸線A的軸線C旋轉(zhuǎn)。更具體地，鉸接接頭40 (圖4)包括-構(gòu)件41，其容納于由附件17限定的座部內(nèi)，并具有球面部分的形狀的表面42； 以及-構(gòu)件43，其限定銷子16裝配于其中的通孔44，并具有與表面42配合的表面45。表面45是球面部分的形狀。構(gòu)件41固定在附件17內(nèi)，同時允許構(gòu)件43圍繞軸線C相對于構(gòu)件41旋轉(zhuǎn)。裝置1還包括(圖1):-兩個銷子50，其端部擰緊在支撐體6的相應(yīng)壁部49內(nèi)，銷子50寬松地貫穿環(huán)11 的相應(yīng)伸出部51，并在平行于軸線A和C的方向上從伸出部51伸出；-兩個盤形板52，相應(yīng)的銷子50同軸地裝配于盤形板52中，并且，盤形板52相對于支撐體6固定；以及-兩個彈簧59，每個彈簧59置于相應(yīng)的銷子50和相應(yīng)的板52之間。壁部49的形狀是環(huán)形的，每個壁部49在相應(yīng)側(cè)邊9和橫檔8之間延伸。在所示實例中，彈簧59是卷簧，并平行于軸線A和C延伸。參考圖3，每個伸出部51基本上是圓柱形的，并由第一面53和相對的第二面M軸向地限定。每個伸出部51的面53面向相關(guān)的板52并位于離板52給定距離處，每個伸出部 51的面M面向相關(guān)的壁部49并位于離壁部49給定距離處。每個面53包括與盤形墊圈55接合的環(huán)形座部，盤形墊圈55以滑動方式與相關(guān)的板52配合。每個面M包括與盤形墊圈57接合的環(huán)形座部，盤形墊圈57以滑動方式與墊圈56 配合，墊圈56和相關(guān)壁部49是制成一體的。彈簧59將相應(yīng)的板52加載壓在相應(yīng)的墊圈55上，并將墊圈57壓在墊圈56上，以當(dāng)銷子16沿著軸線B(圖幻滑動時，增加墊圈55和板52之間的滑動摩擦，以及墊圈57 和56之間的滑動摩擦。裝置1的操作示出為從以下狀態(tài)開始，在該狀態(tài)中，軸2在第一速度范圍中旋轉(zhuǎn)， 即，低于或高于軸的臨界速度。在此狀態(tài)中，存在軸2的較小的彎曲振動，由此軸2寬松地延伸經(jīng)過開口 12的側(cè)面輪廓13。彈簧35，36在銷子16上(以及由此在環(huán)11上)施加相應(yīng)的相等的、相反的力F1， F2。當(dāng)軸2在第二速度范圍中旋轉(zhuǎn)時，S卩，接近或達(dá)到其臨界速度之一時，軸2的彎曲振動足以使其與側(cè)面輪廓13接觸。軸2 (圖2)的彎曲振動導(dǎo)致-環(huán)11(以及由此的銷子16)沿著軸線B在孔44內(nèi)滑動；并且-環(huán)11(以及由此的銷子16和板30)圍繞由鉸接接頭40限定的軸線C振動，因此，開口 12的中心相對于軸線A偏移。由于與軸線A徑向的平面(其中，彎曲振動最嚴(yán)重)沿著以軸線A為中心的假想圓柱而周期性地變化，所以開口 12的中心相對于軸線A偏移。因此，開口 12的中心周期性地畫出了以軸線A為中心的圓。換句話說，銷子16沿著軸線B滑動，銷子16的軸線B圍繞軸線C振動。銷子16沿著軸線B的滑動被和銷子16制成一體的墊圈55，57與和支撐體6制成一體的板52和墊圈56之間的滑動摩擦所抵抗。此滑動摩擦抵抗了環(huán)11沿著軸線B的運(yùn)動，并衰減了軸2的彎曲振動，軸2由此圍繞軸線A穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。在此狀態(tài)中，力Fl，F(xiàn)2由此不再是相等的，其間的差與軸2施加在環(huán)11上的(以及由此施加在銷子16上的)力相等。當(dāng)軸2的轉(zhuǎn)速返回至第一范圍時，彈簧35，36回彈至其相應(yīng)的加載位置。因此，銷子16從底壁7被推開，并且環(huán)11返回至第一位置。彈簧35，36還使得銷子16圍繞軸線C旋轉(zhuǎn)至這樣的位置中，在該位置中，軸線B 垂直于軸線A，并且，開口 12的中心再一次沿著軸線A定位。換句話說，彈簧35，36移入相應(yīng)的位置中，在該位置中，彈簧35，36在銷子16上施加相應(yīng)的相等的、相反的力Fl，F(xiàn)2。從以上描述中，根據(jù)本發(fā)明的衰減裝置1的優(yōu)點將是顯而易見的。特別地，一旦軸2的轉(zhuǎn)速低于軸2的臨界速度，彈簧35，36便通過銷子16使得環(huán) 11快速且精確地回復(fù)至第一位置。更具體地，彈簧；35，36 -使得銷子16(以及由此的環(huán)11)沿著軸線B從底壁7滑開；并且-使得銷子16(以及由此的環(huán)11)圍繞由鉸接接頭40限定的軸線C旋轉(zhuǎn)。換句話說，一旦軸2的轉(zhuǎn)速從第二范圍跨至第一范圍，彈簧35，36便減小開口 12 的側(cè)面輪廓13與軸2的外輪廓之間的摩擦。彈簧35，36還減小了裝置1對于軸2的彎曲不穩(wěn)定性的響應(yīng)時間，由此大幅度改進(jìn)了裝置1的穩(wěn)定效果。由兩個可分離的半環(huán)14，15制成的環(huán)11使得裝置1非常易于檢查和裝配。然而，明顯地，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可對如這里描述的衰減裝置1進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種用于衰減圍繞第一軸線(A)旋轉(zhuǎn)的軸O)的彎曲振動的衰減裝置(1)，所述裝置包括-支撐體(6)；以及-第一構(gòu)件(11)，其限定環(huán)形開口(12)，所述軸(2)裝配在所述環(huán)形開口(12)中，并且，當(dāng)所述軸(2)相對于所述第一軸線(A)徑向地彎曲時，所述第一構(gòu)件(11)相對于所述支撐體(6)可移動，并相對于所述第一軸線(A)在第一位置與第二位置之間能夠徑向地移動；當(dāng)所述軸O)的轉(zhuǎn)速在至少第一范圍內(nèi)時，所述第一構(gòu)件(11)被設(shè)置到所述第一位置，并且所述軸O)寬松地橫過所述開口(12)；當(dāng)所述軸(2)的轉(zhuǎn)速在與所述第一范圍不同的并包括所述軸(2)的至少一個臨界速度的第二范圍內(nèi)時，所述第一構(gòu)件(11)在使用中被設(shè)置到所述第二位置，并且所述開口(12) 的輪廓(13)在使用中與所述軸(2)配合； 所述裝置包括-第一彈性裝置(18 ；35，36)，置于所述支撐體(6)與所述第一構(gòu)件(11)之間；以及 -銷(16)，沿著相對于所述第一軸線(A)徑向的方向能夠與所述第一構(gòu)件(11) 一體地移動；所述第一彈性裝置(18 ；35，36)置于所述銷子(16)與所述支撐體(6)之間； 其特征在于，包括與所述銷子(16)制成一體并交叉的板(30)； 所述第一彈性裝置(18 ；35，36)包括-至少一個第一彈簧(36)，置于所述支撐體(6)的第一部分00)與所述第一構(gòu)件(11) 的伸出部(51)之間；以及-至少一個第二彈簧(35)，置于所述板(30)與所述支撐體(6)的第二部分之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一彈性裝置(18；35，36)將所述第一構(gòu)件(11)加載到所述第一位置中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一彈簧(36)被加載以施加第一力 (F2)，并且所述第二彈簧(3 被加載以施加第二力(Fl)，所述第一力(^)與所述第二力 (Fl)相等且相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一構(gòu)件(11)相對于所述支撐體 (6)能夠圍繞平行于所述第一軸線(A)的第二軸線(C)旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，包括具有第一表面0 的第一本體 (43)，所述第一表面0 與相對于所述支撐體(6)固定的第二本體Gl)的第二表面G2) 配合；所述第一表面和第二表面(45,4 均是球面部分的形狀； 所述第一本體^幻相對于所述第二本體Gl)圍繞所述第二軸線(C)旋轉(zhuǎn)； 并且，所述銷子(16)沿著與所述第一軸線(A)和第二軸線(C)交叉的第三軸線(B)相對于所述第一本體G3)滑動，并相對于所述支撐體(6)至少圍繞所述第二軸線(C)旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一構(gòu)件(11)包括可釋放地彼此連接的第一半構(gòu)件(14)和第二半構(gòu)件(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，包括-第二構(gòu)件(55，57)，與所述第一構(gòu)件(11) 一體地移動；以及-第三構(gòu)件(56，52)，以滑動方式與所述第二構(gòu)件(55，57)配合，并能夠與所述支撐體 (6) 一體地移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，包括用于將所述第二構(gòu)件(55，57)加載在所述第三構(gòu)件(56,5 上的第二彈性裝置(59)。
9.一種驅(qū)動器(3)，包括:-至少所述軸O)，其在使用中在第二轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)操作；以及 -根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(1)。
10.一種飛機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動器(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)軸彎曲振動衰減裝置，特別涉及一種用于衰減圍繞第一軸線(A)旋轉(zhuǎn)的軸(2)的彎曲振動的衰減裝置(1)，該裝置具有支撐體(6)；以及構(gòu)件(11)，其限定環(huán)形開口(12)，軸(2)裝配在環(huán)形開口中，并且當(dāng)軸(2)相對于第一軸線(A)徑向地彎曲時，構(gòu)件(11)相對于支撐體(6)可移動并相對于第一軸線(A)可在第一和第二位置之間可徑向地移動。當(dāng)軸(2)的轉(zhuǎn)速在第一范圍內(nèi)時，構(gòu)件(11)設(shè)置到第一位置，并且軸寬松地橫過開口(12)；當(dāng)軸(2)的轉(zhuǎn)速在與第一范圍不同的第二范圍內(nèi)并包括軸的至少一個臨界速度時，構(gòu)件設(shè)置到第二位置，并且開口與軸配合；并且，衰減裝置具有置于支撐體和構(gòu)件之間的彈性裝置。
文檔編號F16F15/04GK102410338SQ20111023145
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者弗朗西斯科·格里索斯托洛, 朱塞佩·加斯帕里尼, 迭戈·斯卡爾特里蒂 申請人:奧格斯塔韋斯蘭股份公司