【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轴承，特别是涉及一种智能可倾瓦滑动轴承。
技术介绍
1、机械振动的消除对机械设备的性能有重要影响，这就需要各种办法隔离振动的传递，消除振动。常见的减振方法有主动控制法和被动装置减振法。主动控制法是指通过一系列的控制算法和装置，抵消或减少振动。被动装置减振法是指通过改进结构，使振动能力在传递路径中耗散，以降低振动对于装置的影响。可倾瓦滑动轴承是工业中最常用的零件之一，其减振性能影响着装置的精密和可靠程度，特别是近年来随着现代工业的发展，对于轴承适应转速和恶劣环境的能力要求越来越高。
2、可倾瓦滑动轴承是一种液体动压滑动轴承，通常由若干独立的在支点上自由倾斜的弧形可倾瓦块组成。可倾瓦轴承在工作时，由于其瓦块能随着载荷、转速、温度等因素的变化而自由摆动，从而使润滑油膜产生流体动压力，在可倾瓦表面和轴颈表面之间形成多个油楔，使两表面完全脱离接触，以减少摩擦和损伤，延长轴承的使用寿命，且各个油膜的压力总是指向中心，具有较高的稳定性。
3、现有可倾瓦滑动轴承的性能已经能够较好的满足绝大部分应用场景需求，但是在一些特殊应用装备中，要求可倾瓦滑动轴承拥有更高的服役性能，例如，水下航行器需要极高的声隐性，对轴承的低频减振性能要求很高。在直升机尾传动系统中，存在极限工况下轴系跨临界转速失稳，导致的服役安全性问题，对轴承的振动抑制和传递隔离提出了很高的要求，同时，还要求对轴承和轴系振动进行实时状态监测与预警，防患于未然。针对这些特殊应用情况，现有的可倾瓦滑动轴承不能较好的满足使用需求。
1、本专利技术的目的是提供一种智能可倾瓦滑动轴承，以解决上述现有技术存在的问题，通过振动方向的高静态刚度和低动态刚度，实现轴系振动抑制和传递隔离的协同控制，并通过构建自适应调控装置的方法实现系统的有效阻尼、刚度、轴承温度的自适应调控，同时可对轴承多维服役状态信息展开实时监测。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种智能可倾瓦滑动轴承，包括轴承主体，所述轴承主体上开设有供轴颈穿过的通孔，所述通孔的内周壁与所述轴颈的外周壁之间形成充满润滑油液的环形空腔，所述环形空腔沿其轴向上的两端均设有对其封堵的阻油环，所述通孔的内周壁沿其周向等间隔开设有若干预制槽，所述预制槽内沿其轴向密封滑动设有与其结构相适配的轴瓦，所述轴瓦连接有与其同步移动的导向杆，所述预制槽的底壁上开设有仅供所述导向杆伸出的限位孔，各所述预制槽远离所述环形间隔的一侧均设有耗能部，所述耗能部上设有分别对所述轴瓦提供正刚度和负刚度的刚度组件，两所述刚度组件沿所述导向杆轴向间隔设置，并均与所述导向杆伸出所述限位孔的部分相连接。
3、优选的，所述耗能部包括筒状外壳，所述筒状外壳的一端开设有供所述导向杆伸入的筒口，提供负刚度的所述刚度组件固定在所述筒口处，所述导向杆伸出所述限位孔的端部设有阻尼盘，提供正刚度的所述刚度组件抵接在所述筒底内壁与所述阻尼盘之间。
4、优选的，提供负刚度的所述刚度组件为余弦式浅槽圆盘结构，所述余弦式浅槽圆盘结构包括位于其中间位置、且与所述导向杆传力接触的圆盘体，所述余弦式浅槽圆盘结构的余弦梁环绕在所述圆盘体的外周侧。
5、优选的，所述余弦式浅槽圆盘结构的直径为rd，所述圆柱体的半径为rn，rn/rd≈0.22。
6、优选的，所述圆盘体的轴心处开设有供所述导向杆穿过的开口，所述导向杆固定连接有可改变与所述圆盘体接触面积的负刚度调节旋钮，所述负刚度调节旋钮位于所述圆盘体靠近所述轴瓦的一侧，并抵压在所述圆盘体的外侧壁上。
7、优选的，所述负刚度调节旋钮为螺纹调节旋钮，所述螺纹调节旋钮呈多层结构，其内侧与所述导向杆固定，其远离所述轴瓦的端部抵压在所述圆盘体的外侧壁上，相邻两层之间设有能够实现逐层沿所述导向杆轴向移动的螺纹结构。
8、优选的，所述阻尼盘与所述筒底之间具有充满阻尼液的容纳腔，所述阻尼盘远离所述筒底的一侧设有与所述导向杆相固定的阻尼腔体，所述阻尼腔体与所述阻尼盘接触且重合，并均开设有若干对应连通且供所述阻尼液流动穿过的阻尼孔。
9、优选的，所述阻尼腔体呈环状结构，其内孔处设有与所述导向杆转动连接的转动轴承。
10、优选的，所述轴瓦远离所述轴颈的一侧设有温度传感器和半导体俘能机构，所述半导体俘能机构设有能够俘获热转化电能的自供电组件，所述温度传感器与所述自供电组件反馈电连接，所述半导体俘能机构上还设有根据反馈信息进行制冷对所述轴瓦及所述润滑油液散热的半导体结构，所述半导体结构与所述自供电组件电连接。
11、优选的，所述筒状外壳内还固定连接有隔盘，所述隔盘上开设有供所述导向杆穿过的开口，所述隔盘的开口处设有电磁俘能自供电机构，所述电磁俘能自供电机构上设有供所述导向杆穿过的电磁俘能线圈，所述电磁俘能线圈电连接有用于监测所述导向杆振动状态的位移传感器。
12、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
13、第一，当轴颈旋转产生振动时，通过环形空腔中的润滑油液耗散掉振动能量。一般情况下，轴系具有高静态刚度，保证了轴承的较大承载能力。当且仅当轴系达到穿越频率共振时，轴瓦受力增加，使得润滑油液的液膜力超过提供正刚度的刚度组件的预负载力，轴瓦沿预制槽轴向发生移动，从而引入附加液膜区，使得油膜等效厚度增加，同时引起负刚度变化，降低了轴系的支撑刚度，而刚度与固有频率有关，因此，在此刻降低了轴系的固有频率，从而避开了共振。即，轴承具有较低的动刚度，获得了更好的隔振性能。同时，轴瓦的运动通过导向杆传入耗能部，引起耗能部中提供正刚度和负刚度的刚度组件自适应变化和调控，实现系统的高静态刚度和低动态刚度。高静态刚度保证了轴承较大的承载能力；在保持承载的情况下，实现了轴系穿越固有频率时，系统自适应调节至低刚度，耗散掉能量，避开了共振。通过轴承的高静态刚度和低动态刚度特性实现了轴系的振动抑制和传递隔离，使得轴承主体具备承载能力强、应用范围广、减振性能优良等优点。
14、第二，提供负刚度的刚度组件为余弦式浅槽圆盘结构，余弦式浅槽圆盘结构包括位于其中间位置、且与导向杆传力接触的圆盘体，余弦式浅槽圆盘结构的余弦梁环绕在圆盘体的外周侧，使其在垂向具有线性度良好的负刚度特性。负刚度结构特性的保证需要以圆盘轴线方向压缩，因此设置导向杆，保证负刚度结构的正常服役性能。
15、第三，圆盘体的轴心处开设有供导向杆穿过的开口，导向杆固定连接有可改变与圆盘体接触面积的负刚度调节旋钮，负刚度调节旋钮位于圆盘体靠近轴瓦的一侧，并抵压在圆盘体的外侧壁上，通过导向杆上的负刚度调节旋钮改变其与圆盘体即余弦式浅槽圆盘结构的接触面积，从而改变负刚度特性，使其可以快速适配不同工况的轴承。
16、第四，阻尼盘与筒底之间具有充满阻尼液的容纳腔，阻尼盘远离筒底的一侧设有与导向杆相固定的阻尼腔体，阻尼腔体与阻尼盘接触且重合，并均开设有若干对应连通且供阻尼液流动穿过的阻尼孔，阻尼液为轴承主体提供非线性阻尼力，可通过阻尼本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，包括轴承主体，所述轴承主体上开设有供轴颈穿过的通孔，所述通孔的内周壁与所述轴颈的外周壁之间形成充满润滑油液的环形空腔，所述环形空腔沿其轴向上的两端均设有对其封堵的阻油环，所述通孔的内周壁沿其周向等间隔开设有若干预制槽，所述预制槽内沿其轴向密封滑动设有与其结构相适配的轴瓦，所述轴瓦连接有与其同步移动的导向杆，所述预制槽的底壁上开设有仅供所述导向杆伸出的限位孔，各所述预制槽远离所述环形间隔的一侧均设有耗能部，所述耗能部上设有分别对所述轴瓦提供正刚度和负刚度的刚度组件，两所述刚度组件沿所述导向杆轴向间隔设置，并均与所述导向杆伸出所述限位孔的部分相连接。
2.根据权利要求1所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述耗能部包括筒状外壳，所述筒状外壳的一端开设有供所述导向杆伸入的筒口，提供负刚度的所述刚度组件固定在所述筒口处，所述导向杆伸出所述限位孔的端部设有阻尼盘，提供正刚度的所述刚度组件抵接在所述筒底内壁与所述阻尼盘之间。
3.根据权利要求2所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，提供负刚度的所述刚度组件为余弦式浅槽圆盘结构，
4.根据权利要求2或3所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述圆盘体的轴心处开设有供所述导向杆穿过的开口，所述导向杆固定连接有可改变与所述圆盘体接触面积的负刚度调节旋钮，所述负刚度调节旋钮位于所述圆盘体靠近所述轴瓦的一侧，并抵压在所述圆盘体的外侧壁上。
5.根据权利要求4所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述负刚度调节旋钮为螺纹调节旋钮，所述螺纹调节旋钮呈多层结构，其内侧与所述导向杆固定，其远离所述轴瓦的端部抵压在所述圆盘体的外侧壁上，相邻两层之间设有能够实现逐层沿所述导向杆轴向移动的螺纹结构。
6.根据权利要求5所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述阻尼盘与所述筒底之间具有充满阻尼液的容纳腔，所述阻尼盘远离所述筒底的一侧设有与所述导向杆相固定的阻尼腔体，所述阻尼腔体与所述阻尼盘接触且重合，并均开设有若干对应连通且供所述阻尼液流动穿过的阻尼孔。
7.根据权利要求6所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述阻尼腔体呈环状结构，其内孔处设有与所述导向杆转动连接的转动轴承。
8.根据权利要求7所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述轴瓦远离所述轴颈的一侧设有温度传感器和半导体俘能机构，所述半导体俘能机构设有能够俘获热转化电能的自供电组件，所述温度传感器与所述自供电组件反馈电连接，所述半导体俘能机构上还设有根据反馈信息进行制冷对所述轴瓦及所述润滑油液散热的半导体结构，所述半导体结构与所述自供电组件电连接。
9.根据权利要求8所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述筒状外壳内还固定连接有隔盘，所述隔盘上开设有供所述导向杆穿过的开口，所述隔盘的开口处设有电磁俘能自供电机构，所述电磁俘能自供电机构上设有供所述导向杆穿过的电磁俘能线圈，所述电磁俘能线圈电连接有用于监测所述导向杆振动状态的位移传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，包括轴承主体，所述轴承主体上开设有供轴颈穿过的通孔，所述通孔的内周壁与所述轴颈的外周壁之间形成充满润滑油液的环形空腔，所述环形空腔沿其轴向上的两端均设有对其封堵的阻油环，所述通孔的内周壁沿其周向等间隔开设有若干预制槽，所述预制槽内沿其轴向密封滑动设有与其结构相适配的轴瓦，所述轴瓦连接有与其同步移动的导向杆，所述预制槽的底壁上开设有仅供所述导向杆伸出的限位孔，各所述预制槽远离所述环形间隔的一侧均设有耗能部，所述耗能部上设有分别对所述轴瓦提供正刚度和负刚度的刚度组件，两所述刚度组件沿所述导向杆轴向间隔设置，并均与所述导向杆伸出所述限位孔的部分相连接。
2.根据权利要求1所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述耗能部包括筒状外壳，所述筒状外壳的一端开设有供所述导向杆伸入的筒口，提供负刚度的所述刚度组件固定在所述筒口处，所述导向杆伸出所述限位孔的端部设有阻尼盘，提供正刚度的所述刚度组件抵接在所述筒底内壁与所述阻尼盘之间。
3.根据权利要求2所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，提供负刚度的所述刚度组件为余弦式浅槽圆盘结构，所述余弦式浅槽圆盘结构包括位于其中间位置、且与所述导向杆传力接触的圆盘体，所述余弦式浅槽圆盘结构的余弦梁环绕在所述圆盘体的外周侧。
4.根据权利要求2或3所述的智能可倾瓦滑动轴承，其特征在于，所述圆盘体的轴心处开设有供所述导向杆穿过的开口，所述导向杆固定连接有可改变与所述圆盘体接触面积的负刚度调节旋钮，所述负刚度调节旋钮位于所述圆盘体靠近所述轴瓦的一侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲华燕，李春林，李雪平，罗均，元书进，赵晶雷，白如清，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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