可控径向油膜轴承制造技术

本发明专利技术提供一种可控径向油膜轴承。它包括轴承座和轴承，轴承座上安装三个或四个支撑轴承的装置，其中两个为微位移致动器，其余为弹性支撑；位于微位移致动器的对面安置两个位移传感器。根据位移传感器测量的转子轴心位置，通过微位移致动器调节轴承的轴心位置，实现普通油膜轴承不具备的三个功能：转子轴心精确定心、微量进给和主动振动控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种油膜厚度可以主动动态调节的径向油膜轴承。应用该轴承作为支撑，可以 以主动减振的方式抑制转子系统的振动、实现转子轴心的微量进给或保持恒定的回转中心。 该轴承主要可应用于各种旋转机械中承受径向工作载荷，如高精度机床、汽轮机、发电机、 压縮机、风机、水泵等各种机械设备。
技术介绍
传统的径向动压滑动油膜轴承，如圆轴承、椭圆轴承、三油楔、四油楔等结构油膜轴承， 有两个缺点 一是它所支撑的转子会随外界载荷的变化而处在不同的旋转中心；二是传统的油膜轴承不能主动减振。这两个缺点限制了传统的径向油膜轴承在高精度转子系统 中的应用。具有主动控制功能的磁悬浮轴承虽然没有上述缺点，但由于其承载能力较低， 成本高，在工业上直接应用较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对传统的径向油膜轴承的上述缺陷，提供一种可控径向油膜轴承， 可自动控制轴承外套实现其空间位置的微量调整，达到转子轴心位置的自动控制和转子振动 的主动减振。可控径向油膜轴承的原理如图一所示。可控轴承在普通油膜轴承的基础上增加了两个 微位移致动器和两个位移传感器。其中微位移致动器用于调节轴承的轴心位置，位移传感器 用于测量转子轴心位置。本专利技术提供的轴承具有普通油膜轴承不具备的三个功能。首先，通 过位移传感器采集转子的轴心位置信号，对于不同的载荷引起的转子处于不同的旋转中心， 可以通过微位移致动器调整轴承位置，使转子返回指定的旋转中心，使转子一直能保证在固 定位置上，从而提高轴承的支撑精度。其次，通过微位移致动器调整轴承位置，使转子按照 指定的轨迹运动，实现转子的微量进给。另外，根据位移传感器实时测得的转子振动信号， 微位移致动器对轴承施加激振力使转子的振动减弱，实现主动减振。根据上述专利技术构想，本专利技术采用下述技术方案一种可控径向油膜轴承，包括轴承座和轴承，其特征在于在轴承座上安装三个或四个 支撑轴承的装置，其中两个为微位移致动器，其余为弹性支撑；位于两个微位移致动器的对面安置两个位移传感器。上述轴承周向有三个支撑轴承的装置，其中上面一个为弹性支撑，下面两个为呈直角 布置的微位移致动器。3上述轴承有四个周向均布的支撑轴承的装置，其中两个为微位移致动器 一个是水平 微位移致动器，另一个是垂直微位移致动器。上述微位移致动器为超磁致伸縮微位移致动器，所述的弹性支撑装置为预紧力弹簧装置。上述超磁致伸縮微位移致动器的结构是 一个电磁线圈的中心处安置一根超磁致伸縮 棒，该超磁致伸縮棒的顶端通过一个位移输出杆和滚柱支撑所述轴承。上述电磁线圈绕制在线圈骨架上，并由一个端盖固定安装在所述轴承的凹槽内，所述 端盖有中心螺孔旋配一个调整所述超磁致伸縮微棒位置的螺塞。上述电磁线圈由内外两个线圈构成，外层线圈接通直流电源产生稳态偏置磁场；内层 线圈接通交流电源产生交变磁场。本专利技术和现有技术相比较，具有显而易见的突出特点和显著优点可大大减轻所支撑 的转子回转中心受载荷、转速和油温等因素的影响程度，具有良好的定心稳心作用；可驱动 所支撑的转子沿径向移动，具有微量进给的功能；可提供给所支撑的转子激振力，减弱转子 径向振动，具有主动振动控制的能力。 附图说明图l本专利技术一个实施例，可控径向轴承的结构示意图。图2为图1中A-A处可控径向轴承的结构实例的轴向剖面图图3可控径向四油楔油膜轴承的原理结构示意图图4可控径向圆轴承的原理结构示意图图5可控径向椭圆轴承的原理结构示意图图6可控径向三油楔轴承的原理结构示意图 具体实施例方式本专利技术的优选实施例结合附图说明如下 实施例一参见图1和图2，本可控径向油膜轴承包括轴承座1和轴承4，轴承座1上安置沿周向均 布的四个支撑轴承4的装置，其中两个为微位移致动器，其余为弹性支撑装置。位于两个微 位移致动器的对面安置两个位移传感器5、 9。轴承4的轴向位置由轴承座1和端盖10定位， 不能作轴向移动或轴线偏转；水平微位移致动器7和垂直微位移致动器2支撑在轴承4外表 面，这两个微位移致动器的输出位移决定了轴承4的轴心位置。水平和垂直微位移致动器的结构和原理相同，均为超磁致伸縮微位移致动器。下面仅以4垂直微位移致动器为例说明。微位移致动器由超磁致伸縮棒2、电磁线圈205、线圈骨架202、 端盖201、调整螺栓203和位移输出杆204等构成。超磁致伸縮棒2装在电磁线圈205内， 一端固定在调节螺栓203上，另一端顶在输出杆204上，输出杆204顶端有滚柱3支撑轴承 4。超磁致伸縮棒2、输出杆204、轴承座l、端盖201和调整螺栓203构成封闭的磁路。当 电磁线圈205有电流通过时，产生激励磁场。超磁致伸縮棒2在激励磁场中沿轴线方向产生 应变，引起超磁致伸缩棒的长度变化。其伸缩量随磁场强度的变化而变化。超磁致伸縮棒2 的伸縮量通过输出杆204输出位移和力，推动轴承4，改变轴承4的轴心位置。调节调整螺 栓203可以调节轴承的初始位置。水平微位移致动器7和垂直微位移致动器2采用非接触式的电涡流位移传感器。根据位 移传感器测的转子12的轴心位置，调节电磁线圈电流，实现轴心位置或运动的控制。为了提高微位移致动器的动态性能，电磁线圈205可以拆分成内外两个线圈，外层线圈 205b通过直流电流产生稳态的偏置磁场；内层线圈205a通过交流电流，用于产生交变磁场。电磁线圈工作时产生热量，引起致动器的热变形或导致磁致伸縮性能的变化。在轴承中 开设冷却用的油路101，利用润滑油循环带走电磁线圈产生的热量。润滑油从线圈前端面的 集油槽进入，流经线圈的外圆周和轴承座内孔之间的间隙、从线圈底部的集油槽，带走电磁 线圈产生的热量，冷却线圈。两个弹性支撑装置为两个预紧力弹簧装置6和8。这两个弹性支撑装置一方面为轴承4 提供弹性支撑，另方面又分别为超磁致伸縮致动器7、 2提供预紧力。预紧力弹簧支撑装置采 用碟形弹簧、片弹簧、板弹簧或螺旋弹簧等。本实例的轴承为圆轴承时如图4所示，轴承为椭圆轴承时如图5所示，轴承为三油楔轴 承时如图6所示。 实施例二本实例与实例一基本相同，所不同之处是在轴承座沿周向分布三个支撑轴承的装置， 其中上面一个为弹性支撑装置，下面两个为微位移致动器，如图3所示。权利要求1. 一种可控径向油膜轴承，包括轴承座和轴承，其特征在于在轴承座上安装三个或四个支撑轴承的装置，其中两个为微位移致动器，其余为弹性支撑；位于两个微位移致动器的对面安置两个位移传感器。2. 根据权利要求l所述的可控径向油膜轴承，其特征在于所述轴承有三个支撑轴承的装置， 其中上面一个为弹性支撑，下面两个为呈直角布置的微位移致动器。3. 根据权利要求1所述的可控径向油膜轴承，其特征在于所述轴承有四个周向均布的支撑轴 承的装置，其中两个为微位移致动器 一个是水平微位移致动器，另一个是垂直微位移致 动器。4. 根据权利要求1所述的可控径向油膜轴承，其特征在于所述微位移致动器为超磁致伸縮微 位移致动器，所述的弹性支撑装置为预紧力弹簧装置。5. 根据权利要求4所述的可控径向油膜轴承，其特征在于所述的超磁致伸缩微位移致动器的 结构是 一个电磁线圈的中心处安置一根超磁致伸縮棒，该超磁致伸縮棒的顶端通过一个 位移输出杆和滚柱支撑所述轴承。6. 根据权利要求5所述的可控径向油膜轴承，其特征在于所述的电磁线圈绕制在线圈骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控径向油膜轴承，包括轴承座和轴承，其特征在于在轴承座上安装三个或四个支撑轴承的装置，其中两个为微位移致动器，其余为弹性支撑；位于两个微位移致动器的对面安置两个位移传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝福，王文，王晨，刘平芳，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]