一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體來說涉及彈性支承擠壓油膜阻尼器，具體而言，涉及航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子彈性支承擠壓油膜阻尼器的減振特性試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]彈性支承擠壓油膜阻尼器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中小型航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)中。在工作過程中，它能有效吸收轉(zhuǎn)子由于殘余不平衡量引起的振動能量，顯著減小轉(zhuǎn)子的振動位移和降低軸承的載荷，提高發(fā)動機(jī)的工作穩(wěn)定性和可靠性以及延長軸承的工作壽命。
[0003]對彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性的研究，國內(nèi)主要偏向于機(jī)理分析、常規(guī)數(shù)學(xué)力學(xué)模型的建立及相關(guān)理論推導(dǎo)、算法研究或改進(jìn)以及一些驗(yàn)證性的試驗(yàn)研究。在理論分析上，目前普遍采用了基于理想粘性流體基本假定的雷諾方程作為擠壓油膜阻尼器動力特性的基本分析理論。事實(shí)上，由于擠壓油膜阻尼器的工作原理、工作條件和運(yùn)動狀態(tài)均十分復(fù)雜，因此單純借助雷諾方程和一些相關(guān)假定，難以全面準(zhǔn)確和真實(shí)地描述擠壓油膜阻尼器在工作過程中所具有的動力特性。在試驗(yàn)驗(yàn)證上，目前普遍采用轉(zhuǎn)子和阻尼支承構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置來實(shí)施對彈性支承擠壓油膜阻尼器動力特性的試驗(yàn)分析。由于試驗(yàn)過程主要反映的是“轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)”的綜合動力特性，很難從中提取彈性支承擠壓油膜阻尼器本身的動力特性成分，進(jìn)行相對充分和有針對性的考察與分析。因此，試驗(yàn)結(jié)果往往不足以有效地揭示彈性支承擠壓油膜阻尼的復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律，不能對彈性支承擠壓油膜阻尼器的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供更加針對性的指導(dǎo)意見。
[0004]另外，現(xiàn)有的針對彈性支承擠壓油膜阻尼器的試驗(yàn)裝置，在試驗(yàn)過程中存在油液飛濺，油膜壓力過小等問題，試驗(yàn)環(huán)境十分惡劣，不光會污損試驗(yàn)儀器和設(shè)備，還會對試驗(yàn)人員的身心健康帶來不利影響。
[0005]目前，鮮有針對彈性支承擠壓油膜阻尼器的試驗(yàn)裝置的報道，已有報道的試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜，操作困難。
[0006]在所述【背景技術(shù)】部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置及方法，其設(shè)計(jì)簡單有效、拆裝方便、工作可靠，可獲得彈性支承擠壓油膜阻尼器的振動響應(yīng)與激振力的關(guān)系曲線。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置，包括安裝座、彈性支撐、擠壓油膜外環(huán)、加載環(huán)、激振模擬機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)。
[0010]彈性支撐包括本體和軸承座，本體固定于安裝座上，軸承座與本體固定連接并自本體的一側(cè)突出；擠壓油膜外環(huán)固定于安裝座且圍繞軸承座的外周設(shè)置，擠壓油膜外環(huán)與軸承座之間存在間隙，擠壓油膜外環(huán)上開設(shè)供油孔，其與間隙連通，滑油能夠經(jīng)由供油孔進(jìn)入間隙內(nèi)；加載環(huán)的一端套設(shè)于軸承座的內(nèi)部，加載環(huán)能夠相對于軸承座旋轉(zhuǎn);激振模擬機(jī)構(gòu)包括激振器、激振桿、力傳感器及加速度傳感器，激振桿的一端與激振器連接，激振桿的另一端與加載環(huán)的另一端連接，力傳感器固定于激振桿上，加速度傳感器設(shè)置于加載環(huán)的另一端上，加速度傳感器位于激振桿所在直線上，且與激振桿相對設(shè)置;控制機(jī)構(gòu)包括動態(tài)信號分析儀。
[0011]其中，在激振器的作用下，激振桿向加載環(huán)施加激振力，使得軸承座產(chǎn)生振動，動態(tài)信號分析儀其能夠接收力傳感器發(fā)出的激振力信號和加速度傳感器發(fā)出的振動響應(yīng)信號，并獲得彈性支承擠壓油膜阻尼器的振動響應(yīng)與激振力的關(guān)系曲線。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)方法，其利用上述的彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置進(jìn)行，包括以下步驟:
[0013]以激振器向加載環(huán)施加激振力，使得軸承座產(chǎn)生振動；
[0014]由力傳感器感測激振力，以及由加速度傳感器感測振動響應(yīng);及
[0015]通過動態(tài)信號分析儀接收力傳感器發(fā)出的激振力信號和加速度傳感器發(fā)出的振動響應(yīng)信號，并獲得彈性支承擠壓油膜阻尼器的振動響應(yīng)與激振力的關(guān)系曲線。
[0016]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:使用本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置，進(jìn)行某型發(fā)動機(jī)彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)，獲得了彈性支承擠壓油膜阻尼器與彈性支承剛度、油膜間隙、滑油壓力、滑油粘度等有關(guān)的動力特性數(shù)據(jù)，以及開始進(jìn)入非線性區(qū)時的彈性支承軸承座外壁振幅與油膜間隙的百分比值，對彈性支承擠壓油膜阻尼器在航空發(fā)動機(jī)研制中的應(yīng)用有重要參考價值。并且，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)簡單有效、拆裝方便、工作可靠，可進(jìn)行彈性支承擠壓油膜阻尼器的多物理參數(shù)對其減振特性影響規(guī)律的試驗(yàn)研究。
【附圖說明】
[0017]通過結(jié)合附圖考慮以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中:
[0018]圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2為根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3為圖2中沿A-A線的橫向剖視圖；
[0021]圖4為圖2中沿B-B線的橫向剖視圖；及
[0022]圖5為圖3中C線內(nèi)的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式;相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。
[0024]所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實(shí)施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對本發(fā)明的實(shí)施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以實(shí)踐本發(fā)明的技術(shù)方案而沒有所述特定細(xì)節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組件、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的各方面。
[0025]如圖1至圖5所示，本發(fā)明提供一種彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置，包括安裝座10、彈性支撐20、擠壓油膜外環(huán)30、加載環(huán)40、激振模擬機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)。
[0026]彈性支撐20包括本體21和軸承座22，本體21固定于安裝座10上，軸承座22與本體21固定連接并自本體21的一側(cè)突出。擠壓油膜外環(huán)30固定于安裝座10且圍繞軸承座22的外周設(shè)置，擠壓油膜外環(huán)30與軸承座22之間存在間隙，擠壓油膜外環(huán)30上開設(shè)供油孔31，其與間隙連通，滑油能夠經(jīng)由供油孔31進(jìn)入間隙內(nèi)。加載環(huán)40的一端套設(shè)于軸承座22的內(nèi)部，加載環(huán)40能夠相對于軸承座22旋轉(zhuǎn)。激振模擬機(jī)構(gòu)包括激振器(未示出)、激振桿51、力傳感器52及加速度傳感器53，激振桿51的一端與激振器連接，激振桿51的另一端與加載環(huán)40的另一端連接，力傳感器52固定于激振桿51上，加速度傳感器53設(shè)置于加載環(huán)40的另一端上，加速度傳感器53位于激振桿51所在直線上，且與激振桿51相對設(shè)置?？刂茩C(jī)構(gòu)包括動態(tài)信號分析儀。
[0027]其中，在激振器的作用下，激振桿51向加載環(huán)40施加激振力，使得軸承座21產(chǎn)生振動，動態(tài)信號分析儀其能夠接收力傳感器52發(fā)出的激振力信號和加速度傳感器53發(fā)出的振動響應(yīng)信號，并獲得彈性支承擠壓油膜阻尼器的振動響應(yīng)與激振力的關(guān)系曲線。
[0028]本發(fā)明的彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)裝置是將現(xiàn)有的彈性支撐安裝于安裝座上，以加載環(huán)模擬假軸承，激振器產(chǎn)生正弦激振力激勵彈性支承的軸承座，從而模擬轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時對彈性支承擠壓油膜阻尼器所施加的載荷。當(dāng)彈性支承的軸承座產(chǎn)生周向進(jìn)動時，與擠壓油膜外環(huán)之間形成典型的擠壓油膜。由加速度傳感器測量彈性支承擠壓油膜阻尼器在激振器激勵下的振動響應(yīng)。
[0029]使用本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置，進(jìn)行某型發(fā)動機(jī)彈性支承擠壓油膜阻尼器減振特性試驗(yàn)，獲得了彈性支承擠壓油膜阻尼器與彈性支承剛度、油膜間隙、滑油壓力、滑油粘度等有關(guān)的動力特性數(shù)據(jù)，以及開始進(jìn)入非線性區(qū)時的彈性支承軸承座外壁振幅與油膜間隙的百分比值，對彈性支承擠壓油膜阻尼器在航空發(fā)動機(jī)研制中的應(yīng)用有重要參考價值。并且，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)簡單有效、拆裝方便、工作可靠，可進(jìn)行彈性支承擠壓油膜阻尼器的多物理參數(shù)對其減振特性影響規(guī)律的試驗(yàn)研究。
[0030]本實(shí)施例中，彈性支承的本體21通過8個小螺栓23和小螺帽24固定在安裝座10上，彈性支承的軸承座22的外壁面向擠壓油膜外環(huán)3，二者之間存在小間隙。擠壓油膜外環(huán)30的上、下端面為平面，擠壓油膜外環(huán)30通過6個大螺栓32與安裝座10相連。然而