[发明专利]一种干摩擦变阻尼减振装置

说明书

本发明公开了一种干摩擦变阻尼减振装置，包括：卡止盖和底座，在卡止盖和底座内部设置有固定阻尼环、活动阻尼环、法兰座和复位弹簧，固定阻尼环固定设置于卡止盖和底座内壁两侧，活动阻尼环靠近固定阻尼环设置，法兰座设置在活动阻尼环之间，复位弹簧设置在活动阻尼环与法兰座之间的卡位内，且复位弹簧两端分别与活动阻尼环和法兰座固定连接，复位弹簧的初始状态为预拉伸状态，法兰座内设置有压电作动器；在活动阻尼环以及法兰座与转动轴之间设置有一对轴承和轴套。该干摩擦变阻尼装置可实现对干摩擦阻尼的主动控制，既能适配采用刚性支承的旋转机械也能适配采用弹性支承的旋转机械。

技术领域

本发明涉及阻尼减振装置技术领域，特别涉及一种干摩擦变阻尼减振装置。

背景技术

直升机尾轴这类旋转机械在接近和超过临界转速时会诱发严重的自激振动，因此其对减振隔振装置有着迫切的需求。目前，直升机尾轴这类旋转机械主要采用干摩擦阻尼器、挤压油膜阻尼器和磁流变阻尼器。挤压油膜阻尼器在转子系统不平衡量过大的情况下会受到油膜刚度高度非线性影响引发锁死、双稳态等动力学问题，且机身尾部空间对油路的安装存在限制。磁流变阻尼器长时间工作而引发的温升现象会对其力学性能与稳定性产生影响，对横向弯曲振动的控制效果不理想。相对而言，由于结构更为简单，干摩擦阻尼器仍然是目前阻尼减振装置研究的热点，利用压电陶瓷等智能材料实现可主动控制的干摩擦阻尼减振装置受到了国内外学者的广泛关注。但是，现有的可主动控制的干摩擦阻尼减振装置均采用压电作动器单向出力设计，其可调节的摩擦阻尼较小，减振作用较为有限。

近年来，基于压电陶瓷材料的阻尼减振技术取得了一定的进展。专利“一种智能结构弹支干摩擦阻尼器”(ZL201510873150.8)设计了鼠笼式弹性支承结构，根据其应变波动情况对阻尼器进行控制，因此导致整体结构复杂、体积较大，而利用应变间接检测振动的大小不能保证控制的准确性。其次，其用于支承的构件如支承座均采用一体环形设计，不利于后期维护检修。最后，由于其动摩擦片与内鼠笼弹性支承固连，动摩擦片将随轴一起转动，因此其与静摩擦片之间还存在高速旋转运动，增加了转子系统的负载转矩。专利“一种旋转机械转子支承结构的压电式自平衡弹性支承干摩擦阻尼器”(申请号201911015747.3)采用动、静摩擦片居中，两侧压电作动器向中间出力的设计布局，从而导致紧贴静摩擦片的力传感器需要设置于阻尼器中间，不利于接线且容易与其他动件发生缠绕。其次，由于轴向分瓣蝶形弹簧及其支架的设计，其整体结构不够紧凑、较为复杂。最后，由于碟形分瓣弹簧的每一个瓣上均需布置压电执行器，需要较高的制造成本，且需要考虑多个压电执行器的同步控制问题，因此其对于控制的要求相对较高。此外，上述两项专利均采用压电执行器单向出力设计，其可调节的摩擦阻尼较小，减振作用较为有限。

因此，发明一种结构紧凑、控制简单的干摩擦变阻尼减振装置，以满足直升机尾轴或者其他旋转机械对大阻尼减振的需求，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种干摩擦变阻尼减振装置，其结构紧凑、控制简单，可以满足直升机尾轴或者其他旋转机械对大阻尼减振的需求。为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明的一种干摩擦变阻尼减振装置，包括：中空且相互适配的卡止盖和底座，在所述卡止盖和所述底座内部设置有固定阻尼环、活动阻尼环、法兰座和复位弹簧，所述固定阻尼环固定设置于所述卡止盖和所述底座内壁两侧，所述活动阻尼环靠近所述固定阻尼环设置，所述法兰座设置在所述活动阻尼环之间，所述复位弹簧设置在所述活动阻尼环与所述法兰座之间的卡位内，且所述复位弹簧两端分别与所述活动阻尼环和所述法兰座固定连接，所述复位弹簧的初始状态为预拉伸状态，所述法兰座内设置有压电作动器；在所述活动阻尼环以及所述法兰座与转动轴之间设置有一对轴承和轴套。

进一步地，在所述卡止盖和所述底座内部对称地设置有一对所述固定阻尼环和一对所述活动阻尼环，所述固定阻尼环与所述活动阻尼环通过端面接触产生摩擦阻尼。