轴承阻尼器元件、配备其的滚子和液体轴承与压缩机元件制造技术

本公开涉及一种轴承阻尼器元件、配备有其的滚子和液体轴承和压缩机元件，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。

【技术实现步骤摘要】
轴承阻尼器元件、配备其的滚子和液体轴承与压缩机元件
本技术涉及轴承阻尼器元件。具体地，本技术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。
技术介绍
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(squirrelcagedamper)”，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FouadY.Zeidan在1996年的TexasA&MUniversity，TurbomachineryLaboratory，ProceedingsoftheTwenty-FifthTurbomachinerySymposium的第169–188页的“Designandapplicationofsqueezefilmdampersinrotatingmachinery”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)。其他缺点是“鼠笼式阻尼器”的所有部件需要制造和精加工到非常精确的规格，因为需要精确确定决定薄膜的厚度的阻尼器间隙的厚度以获得期望的阻尼特性。在US2009263057中描述了替代的轴承阻尼器元件，其中在滚子轴承的一个环中，借助线切割加工或电火花加工来制造狭缝。通过用粘性液体(例如油)填充狭缝来形成薄膜阻尼器(“挤压膜阻尼器”)。此外，狭缝的形式形成一种片簧，其将决定阻尼器的刚度并且因此决定轴承阻尼器元件中的轴的支撑件的刚度。这意味着这些狭缝同时形成了薄膜阻尼器和片簧。在一个部件(即，滚子轴承的内环或外环)中形成弹簧和阻尼器不仅导致紧凑的设计，而且还允许非常精确地确定阻尼器间隙。US2009263057中的轴承阻尼器元件具有许多缺点。首先，狭缝相对较长，使得不能保证狭缝始终完全填充有油，而油的完全填充对于轴承阻尼器元件的有效操作是必须的。其次，组合的阻尼器和弹簧系统意味着难以实现与特定的阻尼性能相结合的某一刚度，因为两者都非常紧密地相关联。某种设计的组合的弹簧和阻尼器行为非常难以预测，并且许多复杂的仿真往往是必须的。此外，不能确定能够实现刚性和阻尼的特定组合。组合的阻尼器和弹簧系统还导致具有多个同心薄膜阻尼器的设计。因此，径向方向上的力将由串联的多个薄膜阻尼器吸收(accommodated)，使得每个薄膜阻尼器将变得不太有效并且阻尼性能降低。此外，由于薄膜阻尼器不能被相交，所以也不能做出分离式设计。
技术实现思路
本技术的目的是提供上述和其他缺点中的至少一个的解决方案。本技术的目的是一种轴承阻尼器元件，所述轴承阻尼器元件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，其中所述环包括至少三个狭缝，所述狭缝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，其特征在于，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。本文的“狭缝”是指凹槽、裂口、切口等，其中重要的是这些狭缝在轴向方向上延伸穿过环的整个厚度。首先，当然与已知的“鼠笼式阻尼器”相比，这种轴承阻尼器元件的优点在于非常紧凑，更具体地在轴向方向上非常紧凑。这提供如下优点：通过使一些(部分)狭缝变薄，所述变薄的狭缝将具有阻尼特性，其中所述变薄的狭缝与其他(部分)狭缝的弹簧特性至少部分地解耦。换句话说，存在不同类型的(部分)狭缝，这些狭缝将各自主要具有不同的特性，即要么主要是阻尼特性或要么主要是弹簧特性。这导致了如下设计：阻尼特性与轴承阻尼器元件的弹簧特性更少地偶联，使得可以在不影响阻尼性能的情况下实现特定的刚性。此外，通过使用多个狭缝，所述狭缝可以制造地更短，使得能够保证狭缝能够完全填充有粘性液体。根据本技术的优选特性，所述环包括沿所述轴向方向穿过所述环的厚度的至少四个狭，并且更优选地为至少六个狭缝。根据本技术的优选特性，圆柱体穿过所述狭缝的端部处的所述孔适配，所述圆柱体的直径大于所述狭缝的宽度的两倍，并且优选地三倍。根据本技术的优选特性，所述孔是液滴状或水滴状。根据本技术的优选特性，所述阻尼部分围绕所述环的轴线超过80％并且优选地超过90％。另一个优点是通过避免这些阻尼部分不重叠，不会产生同心的缓冲膜阻尼器，使得每个如此产生的缓冲膜阻尼器将具有最大的阻尼性能。优选地，如果狭缝的数量是偶数，则狭缝中的至少一半具有一个或多个阻尼部分，并且如果狭缝的数量是奇数，则所有狭缝都具有一个或多个阻尼部分。优点是轴承阻尼器元件的设计总是可以做成对称的。优选地，狭缝的至少一部分并且优选地每个狭缝在两个端部上设置有沿轴向方向穿过环的厚度的孔。该孔或空腔、穿孔等将缓解使用轴承阻尼器元件期间在狭缝的端部处可能产生的应力集中。此外，此类孔通常还必须能够在环中形成狭缝，其中首先钻出这些孔以便随后穿过金属丝，使得狭缝可以通过电火花加工来切割。所述孔可以用钻孔以外的其他技术(例如，刻膜电火花加工(die-sinkelectricaldischargemachining)、激光钻孔等)制成。根据本技术的优选特性，至少一个狭缝具有一个或多个弹簧部分，所述一个或多个弹簧部分的最小宽度大于阻尼部分的宽度。根据本技术的优选特性，所述弹簧部分比所述阻尼部分的宽度宽至少两倍，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承阻尼器元件，所述轴承阻尼器元件包括环(7)，所述环安装在旋转对象与支撑对象之间，所述支撑对象支撑所述环(7)，其中所述环(7)包括至少三个狭缝(8)，所述狭缝沿轴向方向(X‑X')穿过所述环(7)的厚度(A)并且与所述环(7)的径向内表面和径向外表面(9a、9b)相隔一定距离，其特征在于，所述狭缝(8)中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(8a)，其中所述阻尼部分(8a)是同心的并且不重叠。

【技术特征摘要】
2017.06.26 BE 2017/54491.一种轴承阻尼器元件，所述轴承阻尼器元件包括环(7)，所述环安装在旋转对象与支撑对象之间，所述支撑对象支撑所述环(7)，其中所述环(7)包括至少三个狭缝(8)，所述狭缝沿轴向方向(X-X')穿过所述环(7)的厚度(A)并且与所述环(7)的径向内表面和径向外表面(9a、9b)相隔一定距离，其特征在于，所述狭缝(8)中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(8a)，其中所述阻尼部分(8a)是同心的并且不重叠。2.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述环(7)包括沿所述轴向方向(X-X')穿过所述环(7)的厚度(A)的至少四个狭缝(8)。3.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述环(7)包括沿所述轴向方向(X-X')穿过所述环(7)的厚度(A)的至少六个狭缝(8)。4.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述狭缝(8)中的至少一部分在两个端部上设置有沿所述轴向方向(X-X')穿过所述环(7)的厚度(A)的孔(11)。5.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，每个所述狭缝(8)在两个端部上设置有沿所述轴向方向(X-X')穿过所述环(7)的厚度(A)的孔(11)。6.根据权利要求4或5所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，圆柱体穿过所述狭缝(8)的端部处的所述孔(11)适配，所述圆柱体的直径大于所述狭缝(8)的宽度的两倍。7.根据权利要求4或5所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，圆柱体穿过所述狭缝(8)的端部处的所述孔(11)适配，所述圆柱体的直径大于所述狭缝(8)的宽度的三倍。8.根据权利要求4或5所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述孔(11)是水滴状。9.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述阻尼部分(8a)围绕所述环(7)的轴线超过80％。10.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述阻尼部分(8a)围绕所述环(7)的轴线超过90％。11.根据权利要求1所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，至少一个所述狭缝(8)具有一个或多个弹簧部分(8b)，所述一个或多个弹簧部分的最小宽度大于所述阻尼部分(8a)的宽度。12.根据权利要求11所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述狭缝(8)中的至少一半具有一个或多个弹簧部分(8b)。13.根据权利要求11或12所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述弹簧部分(8b)比所述阻尼部分(8a)的宽度宽至少两倍。14.根据权利要求11或12所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述弹簧部分(8b)比所述阻尼部分(8a)的宽度宽至少三倍。15.根据权利要求11或12所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述狭缝(8)的所述弹簧部分(8b)与所述阻尼部分(8a)至少部分地重叠。16.根据权利要求15所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述弹簧部分(8b)的至少50％与所述阻尼部分(8a)重叠。17.根据权利要求15所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述弹簧部分(8b)的至少75％与所述阻尼部分(8a)重叠。18.根据权利要求15所述的轴承阻尼器元件，其特征在于，所述弹簧部分(8b)的至少85％与所述阻尼部分(8a)重叠。19.根据权利要求11或1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·威勒尔斯特，H·米尤斯，G·J·巴尔，K·L·F·皮特斯，
申请(专利权)人：阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：比利时,BE